مقدمه ای بر نقشه های P&ID
نقشه های P&ID که مخفف Piping and Instrumentation Diagrams است، نمایش گرافیکی سیستم های فرآیند و لوله کشی مورد استفاده در مهندسی و صنایع فرآیندی است. آنها اتصال و آرایش تجهیزات، لوله کشی، شیرها و ابزار دقیق را در یک کارخانه یا سیستم فرآیندی نشان می دهند.
نقشه های P&ID ابزارهای ضروری در طراحی، بهره برداری و نگهداری سیستم های فرآیندی هستند. آنها یک روش دقیق و استاندارد شده برای ارتباط فرآیند و اطلاعات لوله کشی به اپراتورها، مهندسان و سایر ذینفعان ارائه می دهند.
نمودارهای P&ID معمولاً از نمادها و نمادهای استاندارد شده برای نشان دادن تجهیزات فرآیند، ابزار دقیق، شیرها و لوله کشی استفاده می کنند. نمادها و نشانه‌های مورد استفاده در استانداردها و دستورالعمل‌های صنعتی برای اطمینان از سازگاری و وضوح در سیستم‌ها و برنامه‌های مختلف تعریف شده‌اند.
نمودارهای P&ID در طول چرخه حیات یک سیستم فرآیند، از طراحی اولیه و ساخت تا بهره برداری و نگهداری مورد استفاده قرار می گیرند. آنها برای طراحی فرآیند، تجزیه و تحلیل ایمنی، انتخاب تجهیزات، روش های عملیاتی و نگهداری و عیب یابی سیستم استفاده می شوند.
به طور کلی، نمودارهای P&ID ابزارهای حیاتی برای مهندسان، اپراتورها و سایر ذینفعان درگیر در طراحی، ساخت، بهره برداری و نگهداری سیستم های فرآیندی هستند. آنها یک نمایش استاندارد و گرافیکی از اطلاعات پیچیده و لوله کشی ارائه می دهند که امکان ارتباط و همکاری موثر را فراهم می کند.
برای درک بهتر مطالب بالا یک نقشه P&ID از یک پروسه کوچک تامین سیال داغ با یک درجه حرارت ثابت را بررسی میکنیم
با توجه به نقشه فوق سیال از نقطه A وارد محفظه احتراق بویلر شده و از نقطه B خارج میشود همچنین سوخت از نقطه C و هوای احتراق از نقطه D وارد می گردند و در مشعل احتراق صورت می گیرد . در این پروسه از دو عدد FT برای اندازه گیری مقدار هوا و سوخت ورودی به مشعل استفاده شده است . FT یا فلو ترانسمیتر در حقیقت تجهیزی است که مقدار عبور سیال را اندازه گیری کرده و با یک سیگنال 4 تا 20 میلی آمپر به سیستم کنرل اعلام می نماید .
همچنین در این پروسه از یک عدد TT یا ترانسمیتر حرارت استفاده شده است TT تجهیزی است که دما را اندازه گیری کرده و تبدیل به سیگنال 4 تا 20 میلی آمپر نموده و به سیستم کنترل اعلام می نماید.
در پروسه بالا دو عدد شیر کنترل جریان سیال یکی در مسیر هوا و دیگری در مسیر سوخت قرار دارند. کار شیر کنترل دبی یا جریان این است که با جریانی بین 4 تا 20 میلی امپر که از سیستم کنترل دریافت می دارد صفر تا 100 درصد باز می شود و مقدار باز شدن متناسب با جریان ورودی است مصل با جریان 12 میل آمپر شیر 50 درصد باز می باشد.
یک سنسور و انالایزر دود ناشی از احتراق هم روی دودکش نصب می باشد این سنسور مقدار اکسیژن موجود در سوخت را اندازه گیری کرده و با یک سیگنال 4 تا 20 می آمپر به سیستم کنترل اعلام می دارد .
تمام تجهیزات شرح داده شده در بالا در این سیستم قابل مشاهده و روی لوله ها و دستگاه ها در دسترس می باشند. در شکل بالا علاوه بر موارد شرح داده شده یک عدد TC دو عدد FC و یک عدد AC وجود دارد که داخل مربع قرار دارند . وجود عبارت در داخل مربع در استاندارد های نقشه کشی پروسه یعنی این عبارت یک تجهیز فیزیکی قابل دید نبوده و یک سری عملیات منطقی و راضی داخل سیستم کنترل بزبان برنامه نویسی می باشند . در اینجا هم شرح این عبارات بشرح زیر می باشند.
TC یک بلوک برنامه است که قرار است مقدار ورودی 4 تا 20 میلی آمپر را تبدیل به عددی نماید و با تجه به خط چین نقشه به بلوک محاسباتی FC تحویل دهد
FC یک بلوک برنامه است که قرار است مقدار ورودی 4 تا 20 میلی آمپر و هچنین اعدادی که از بلوک های دیگر گرفته است یک سیگنال مناسب 4 تا 20 میلی آمپر برای خروجی خود تامین نماید.
AC یک بلوک برنامه است که قرار است مقدار ورودی 4 تا 20 میلی آمپر را تبدیل به عددی نماید و با تجه به خط چین نقشه به بلوک محاسباتی FC تحویل دهد
با شرح فوق و به عباراتی ساده تر فلوکنترلر متصل به شیر هوا مقدار فلوی هوای ورودی و مقدار اکسیژن موجود در سوخت را بع عنوان ورودی گرفته و با توجه به آن تصمیم میگیرد که شیر هوا باد کمتر یا بیشتر باز شود . طبیعی است این بخش یک علم شیمی است و باید مقدار هوا بگونه ای تنظیم شود که احتراقی کامل صورت پذیرد .
و از طرفی فلوکنترلر شیر مقدار سوخت ورودی درجه حرارت سیال خروجی و مقدار سوحت را گرفته با درجه حرارت هدف که توسط اپراتور تعریف شده مقایسه کرده و در صورت کم بودن درجه حرارت فرمان باز شدن شیر سوخت را میدهد و در صورت زیاد بودن حرارت دستور بسته شدن را با تولید سیگنال مناسب صادر می کند.
در نهایت هدف این پروسه که تولید سیال با درجه حرارت ثابت می باشد محقق میگردد . در این پروسه بعضی از مسایل ایمنی از جمله قطع سیال پیش بینی نشده است و یک پروسه مشکل دار می باشد. برای رفع این مشکل لازم است یک سویچ فلو در مسیر سیال قرار گیرد و در صورت قطع جریال سیال گرم شونده فرمان بسته شده هر دو شیر هوا و سوخت صادر شود .
