Normas ISA Y SAMA

 En instrumentación y control, se emplea un sistema especial de símbolos con el objeto de transmitir de una forma más fácil y específica la información. Esto es indispensable en el diseño, selección, operación y mantenimiento de los sistemas de control.

Para designar y representar los instrumentos de medición y control se emplean normas muy variadas que a veces varían de industria en industria. Esta gran variedad de normas y sistemas utilizados en las organizaciones industriales indica la necesidad universal de una normalización en este campo. Varias sociedades han dirigido sus esfuerzos en este sentido, y entre ellas se encuentran, como más importantes, la ISA (Instrument Society of America) de la Sociedad de Instrumentos de Estados Unidos y la DIN alemana, cuyas normas tienen por objeto establecer sistemas de designación (código y símbolos) de aplicación a las industrias químicas, petroquímicas, aire acondicionado, etc. Cabe señalar que estas normas no son de uso obligatoria, sino que constituyen una recomendación a seguir en la identificación de los instrumentos en la industria.

ANSI/ISA-S5.1-84 (-1992) (Instrumentación y medición de control)

A) Cada instrumento debe identificarse con un código alfanumérico o número de tag (tag number) que contenga el número de identificación del lazo.

Tabla 1. Identificación representativa de un instrumento.

B) El número de letras funcionales para un instrumento debe ser mínimo, no excediendo de cuatro. Para ello conviene:

1. Disponer las letras en subgrupos.
2. En un instrumento que indica y registra la misma variable medida puede omitirse la letra I (indicación).

C) La numeración de bucles puede ser paralela o serie.

La numeración paralela inicia una secuencia numérica para cada nueva primera letra (TIC-100, FRC-100, LIC-100, AI-100, etc.).

La numeración serie identifica los bucles de instrumentos de un proyecto o secciones de un proyecto con una secuencia única de números, sin tener en cuenta la primera letra del bucle (TIC-100, FRC-101, LIC-102, AI-103, etc.).

D) Si un bucle dado ene más de un instrumento con la misma identificación funcional, es preferible añadir un sufijo. Pueden añadirse obedeciendo a las siguientes reglas:

1. Deben emplearse letras mayúsculas A, B, C, etc. 
2. En un instrumento tal como un registrador de temperatura multipunto que imprime números para identificación de los puntos, los elementos primarios pueden numerarse TE-25-1, TE-25-2, TE-25-3, etc.
3. Las subdivisiones interiores de un bucle pueden designarse por sufijos formados por letras y números.

E) Un instrumento que realiza dos o más funciones puede designarse por todas sus funciones.

F) Los accesorios para instrumentos tales como rotámetros de purga, filtros manorreductores y potes de sello que no están representados explícitamente en un diagrama de flujo, pero que  necesitan una identificación para otros usos, deben tenerla de acuerdo con su función y deben emplear el mismo número del bucle que el del instrumento asociado.

Alternativamente, los accesorios pueden emplear el mismo número de identificación que el de sus instrumentos asociados, pero con palabras aclaratorias. Por consiguiente, una brida para una placa-orificio FE-7 debe designarse como FX-7 o bien como FE-7 BRIDAS.

Tabla 2. Código de identificación de instrumentos. ISA-S5.1-84 (R-1992).

Los símbolos a emplear en los planos y dibujos de representación de instrumentos:

Tabla 3. Símbolos para planos y dibujos de representación de instrumentos.

* Se sugieren las siguientes abreviaturas para representar el tipo de alimentación (o bien de purga de fluido):

AS Alimentación de aire                    HS Alimentación hidráulica

IA – Aire de instrumentos              NS Alimentación de nitrógeno

PA – Aire de planta                               SS Alimentación de vapor
ES Alimentación eléctrica                    WS Alimentación de agua

GS Alimentación de gas                                                                

                                                            

** El símbolo de señal neumática se aplica también a cualquier señal que emplee gas como medio de transmisión. Si se emplea un gas distinto del aire debe identificarse con una nota al lado del símbolo o bien de otro modo.

***Los fenómenos electromagnéticos incluyen calor, ondas de radio, radiación nuclear y luz.

Tabla 4. Símbolos generales de funciones o de instrumentos.

Tabla 5. Símbolos de cuerpos de válvulas de control y de persianas.

Tabla 6. Símbolos de actuadores.

Tabla 7. Símbolos de autoreguladores.

Tabla 8.  Símbolos de acción del actuador en caso de fallo en la alimentación (mostrado típicamente para una válvula de control de diafragma).

Tabla 9. Símbolos de elementos primarios.

ANSI/ISA-S5.2 (Diagramas lógicos binarios para operaciones de procesos)

Esta norma lista los símbolos lógicos que representan operaciones con enclavamientos binarios y sistemas secuenciales para el arranque, operación, alarma y paro de procesos y equipos en la industria química, petroquímica, centrales de potencia, aire acondicionado y en otras numerosas industrias.
Las operaciones binarias pueden ser realizadas por cualquier clase de hardware, ya sea eléctrico, electrónico, fluidico, neumático, hidráulico, mecánico, manual, óptico u otros.

La existencia de una señal lógica puede corresponder físicamente a la existencia o no de una señal de instrumentos, dependiendo del tipo particular del sistema de hardware y de la filosofía del diseño del circuito.

El flujo de información está representado por líneas que interconectan estados lógicos. La dirección normal del flujo es de izquierda a derecha o de arriba a abajo. Para mayor claridad del diagrama, y siempre que sea necesario, pueden añadirse flechas a las líneas de flujo. Es posible que una condición lógica específica no sea comprendida cuando trate a un aparato con dos estados alternativos específicos.

En un sistema lógico que tenga un estado de entrada derivado de modo inferencial o indirecto, puede presentarse una condición que conduzca a una conclusión errónea. La pérdida de alimentación –eléctrica, neumática u otra– a memorias o a otros elementos lógicos puede afectar la operación del proceso, por lo que la fuente de alimentación o su pérdida debe introducirse como entrada lógica al sistema o a los elementos lógicos individuales.

En la taba 10 e representan y definen los símbolos lógicos; los símbolos con tres entradas A, B y C son típicos de funciones lógicas con cualquier número de dos o más entradas. D indica la existencia de la señal o estado de salida lógica como resultado de las entradas lógicas apropiadas.

Tabla 10. Símbolos lógicos.

ISA-S5.3 (Símbolos gráficos para control distribuido, sistemas lógicos y computarizados)

El objeto de esta norma es documentar los instrumentos formados por ordenadores, controladores programables, miniordenadores y sistemas de microprocesador que disponen de control compartido, visualización compartida y otras características de interface.
Los símbolos representan la interface con los equipos anteriores de la instrumentación de campo, de la instrumentación de la sala de control y de otros pos de hardware.
El tamaño de los símbolos debe ser conforme a la norma ISA-S5.1, a la que complementa.

Símbolos de visualización del control distribuido/compartido

1. Accesible normalmente al operador-indicador/controlador/registrador o punto de alarma.

• Visualización compartida
• Visualización y control compartidos
• Acceso limitado a la red de comunicaciones
• Interfaz del operador en la red de comunicaciones

2. Dispositivo de interface auxiliar del operador.

• Montado en panel, carátula analógica; no está montado normalmente en la consola principal del operador
• Controlador de reserva o estación manual
• El acceso puede estar limitado a la red de comunicaciones
• Interfaz del operador en la red de comunicaciones

3. No accesible normalmente al operador

• Controlador ciego compartido
• Visualización compartida instalada en campo
• Cálculo, acondicionamiento de señal en controlador compartido
• Puede estar en la red de comunicaciones
• Normalmente operación ciega
• Puede ser alterado por la configuración

Simbolos del ordenador

Cuando los sistemas incluyen componentes identificados como ordenadores, diferentes de un procesador integral que excita las varias funciones de un sistema de control distribuido. El componente ordenador puede ser integrado en el sistema, vía la red de datos, o puede ser un ordenador aislado.

4.Normalmente accesible al operador-indicador/controlador/registrador o punto de alarma.

• Utilizado usualmente para indicar la pantalla de vídeo

5.Normalmente no accesible al operador

• Interface entrada/salida
• Cálculo/acondicionamiento de señal de un ordenador
• Puede usarse como controlador ciego o como módulo de cálculo de software

Símbolos de control lógico y secuencial

6.Símbolo general. Para complejos no definidos interconectando control lógico o secuencial (ver ISA–S5.1-84).

7.Control distribuido interconectando controladores lógicos con funciones lógicas binarias
o secuenciales.

• Paquete de controlador lógico programable o controladores lógicos digitales integrales con el equipo de control distribuido
• No accesible normalmente al operador

8.Control distribuido interconectando un controlador lógico con funciones lógicas binarias
o secuenciales.

• Paquete de controlador lógico programable o controladores lógicos digitales integrales con el equipo de control distribuido
• No accesible normalmente al operador

Símbolos de funciones internas del sistema

9. Cálculo/acondicionamiento de señal.

• Para identificación de bloque consulte ISA-S5.1-84 tabla 2 "Designaciones de funciones para relés"
• Para requerimientos de cálculo amplios, use la designación "C". Escriba aclaraciones en la documentación suplementaria
• Utilizado en combinación con válvulas de alivio s/ ISA-S5

Símbolos comunes

10. Red del sistema.

• Usado para indicar una red de software o conexiones entre funciones suministradas en el sistema del fabricante
• Alternativamente, la red puede ser mostrada implícitamente por símbolos contiguos
• Puede utilizarse para indicar una red de comunicaciones a opción del usuario

Registradores y otros sistemas de retención de datos históricos

Los registradores convencionales, tales como los de gráfico de banda se mostrarán de acuerdo con
ISA-S5.1-84.
En los registradores asignables, utilice el símbolo del párrafo 1. Accesible normalmente al operador-indicador/controlador/registrador o punto de alarma.
El almacenamiento en masa de largo plazo de una variable de proceso mediante memorias digitales como cinta, disco, etc., debe representarse de acuerdo con los símbolos de visualización de control distribuido/compartido o símbolos de ordenador de esta norma, dependiendo de la localización del aparato.

Identificación

Los códigos de identificación de esta norma deben cumplir con ISA-S5.1 con las siguientes adiciones.

Alarmas de software

Las alarmas de software pueden ser identificadas situando letras de designación de la tabla 1 de ISA-S5.1-84 en las líneas de señal de entrada o de salida de los controladores, o de otro componente específico integral del sistema. 

Contigüidad de los símbolos

Pueden unirse dos o más símbolos para expresar los significados siguientes, además de los mostrados en ISA-S5.1:
1. Comunicación entre los instrumentos asociados.

2. Instrumentos integrados con funciones múltiples.

Alarmas

Generalidades

Todos los aparatos y alarmas cableados, distintos de los aparatos y alarmas cubiertos específicamente por esta norma, deben estar de acuerdo con ISA-S5.1

Alarmas de sistemas de Instrumentos

Las alarmas cubiertas por esta norma deben identificarse.

Figura 1.  Alarmas cubiertas por la norma.

ANSI/ISA-S5.4 (Diagramas de lazo de control)

Los diagramas de lazos de control se utilizan ampliamente en la industria presentando en una hoja toda la información necesaria para la instalación, comprobación, puesta en marcha y mantenimiento de los instrumentos, lo que facilita la reducción de costes, la integridad del lazo, la exactitud y un mantenimiento más fácil del sistema.

Figura 2. Diagrama de control electrónico.

ANSI/ISA-S5.5(Símbolos gráficos para visualización de procesos)

En la tabla 11 se encuentra el estándar de colores de visualización de procesos de la norma ANSI/ ISA-S5.5-1985 (aprobada el 3 de febrero de 1986).

Tabla 11. Colores procesos en panel (norma ANSI/ISA-S5.a-1985).

Normas DIN e ISO

Las normas DIN se dividen en dos grupos:

• DIN 19227-1 Símbolos gráficos y letras de identificación en control de procesos.
• DIN 19227-2 Símbolos gráficos y letras de identificación en control de procesos, representación de detalles.
• DIN V 44366:2004-12 Especificaciones de ingeniería de control de procesos en los diagramas P&I e intercambio de datos entre P&ID y PCE-CAE.

Las normas ISO son parecidas a las ISA-S5.1:

• ISO 3511 Industrial process measurement control functions and instrumentation - Symbolic representation, partes 1 (año 77), 2 (año 84), 3 (año 84) y 4 (año 85).
• ISO 14617-1 a 15 Graphical symbols for diagrams, año 2002 a 2005.

Tabla 12. Códigos de identificación de la norma DIN 19227.