배관 및 계장 다이어그램(P&ID)

P&ID(Piping and Instrumentation Diagram)는 가공 공장의 배관 및 계장을 보여주는 상세 도면입니다. 이 도면은 플랜트의 설계 단계에서 개발되었으며 나중에 플랜트의 건설 및 운영을 지원하는 데 사용됩니다.

 

P&ID는 그래픽으로 자세히 표시되는 프로세스의 유지 관리 및 수정에 기본이 됩니다. P&ID 또는 PID는 표준화된 기호와 장비를 사용하여 물리적 프로세스의 흐름과 관련된 구성 요소를 나타냅니다. 엔지니어링 분야에서 가장 일반적으로 사용됩니다.

 

설계 단계에서 다이어그램은 시스템 제어 다이어그램을 개발하기 위한 기초도 제공합니다. 공정 안전 관리의 필수적인 부분인 HAZAOP(Hazardous and Operability)를 연구하고 분석하는 데 도움이 됩니다.

 

 

 

P&ID는 해당 분야에 특화된 기술자, 엔지니어 및 운영자와 같은 이해 관계자가 프로세스와 계측기가 상호 연결되는 방식을 더 잘 이해하는 데 사용됩니다. 배관 및 계장 다이어그램은 유용한 도구이며 작업자와 계약자를 교육하는 데 유용합니다.

 

 

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1. P&ID란?

P&ID는 계측, 제어 및 자동화에 사용되는 배관, 계측 및 시스템 장비 구성 요소의 기능적 관계를 시각적으로 나타냅니다. 일반적으로 물리적 플랜트의 생산 공정을 설계하는 엔지니어가 설계합니다.

 

P&ID는 수동으로 처리해야 하는 매우 귀중한 문서로, 기존 프로세스를 단순화하거나, 장비를 교체하거나, 설계를 안내하고 새 설치를 구현하는 데 사용됩니다. 적절한 데이터가 있으면 MOS(Change of Management)를 사용하여 안전하고 효율적인 변경을 계획할 수 있습니다.

 

P&ID는 상호 연결성을 보여주기 위해 프로세스 엔지니어링에 필수적이지만 사양을 반드시 포함하지는 않습니다. 사양은 일반적으로 별도의 문서로 제공됩니다.

 

그러나 다음과 같은 여러 가지 형태를 갖는 것이 중요합니다.

• P&ID: 건설 프로세스 평가 지원
• 제어 프로그래밍의 기초로 사용
• 설치 작업에 대한 표준 설정 제거
• 프로세스의 작동 방식을 설명하는 문서를 개발합니다.
• 플랜트 운영에 대해 논의하기 위해 공통 언어를 가져옵니다.
• 플랜트의 안전성을 확보할 수 있으며, 이는 플랜트 구현에도 도움이 됩니다
• 프로세스 플랜트의 개념적 분포를 설계할 수 있습니다
• 비용 추정, 팀 설계 및 플랜트 설계자를 위한 권장 사항을 개발합니다.

 

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2. 프로세스 흐름도(PFD)와 배관 및 계장 다이어그램(P&ID)의 차이점

P&ID 및 PFD는 서로 다른 유형의 정보를 제공하는 엔지니어링 도면이며  몇 가지 유사점을 공유하고 다른 목적을 수행합니다.

계측의 세부 사항은 설계의 복잡성 정도에 따라 다릅니다. 단순화된 개념적 설계는 프로세스 흐름도(PFD)입니다.

P&ID는 PFD에서 시작됩니다. 더 높은 수준의 세부 정보를 제공합니다. PFD는 프로세스의 개별 단계를 순차적으로 보여주는 이미지입니다.

 

PFD는 P&ID보다 세부 사항이 적으며 일반적으로 공정 설계의 첫 번째 단계입니다. 전체적인 견해입니다. P&ID에서 보다 자세한 정보가 포함된 배관 및 계장 다이어그램을 볼 수 있습니다.

 

P&ID는 일반적인 회로도이며 세부 사항과 사양을 명확히 하는 문서가 필요합니다.

 

3. P&ID의 제한 사항

배관 및 계장 다이어그램(P& ID)은 일부 독점적인 라미네이션이 있는 프로세스를 그래픽으로 표현한 것입니다.

P&ID는 기하학적 정밀도로 크기를 조정할 필요가 없기 때문에 실제 모델로 간주할 수 없습니다. 제어 시스템 표현은 최소한이며 세부 정보를 제공하지 않으며 장비 시작 및 종료 세부 정보 및 장비 간의 파이프 연결에 대해 설명하지만 P&ID에 특정 라우팅이 지정되어 있지 않습니다.

 

태그 번호, 이름, 탱크 및 펌프의 일반 사양과 같은 기본 정보는 P&ID에 포함되어 있습니다. 크기 조정 및 기타 설계 사양에 대한 자세한 정보는 별도의 엔지니어링 문서에 나와 있습니다. P&ID는 제어 전략이 아닌 주요 계측기와 제어 루프를 보여줍니다. 문서의 실용적인 측면에 초점을 맞춘 문서를 디자인하고 검토하는 것이 중요합니다.

 

 

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4. ISA 표준 기호

개별 계측기, 공유 제어, 인디케이터, 계산 기능 및 PLC(Programmable Logical Controller)는 아래 표와 같이 현장 장착, 메인 패널 장착, 원격 로컬 패널에 장착 또는 숨겨진/뒤로/내부/접근할 수 없는 위치의 위치에 따라 세 가지 범주로 그룹화됩니다.

 

- 배관 및 계장 다이어그램 P&ID 다이어그램에서 개별 기기는 원형 요소로 표시됩니다.

- 제어 및 지시 요소는 회로를 사분면과 비교합니다

- 컴퓨터 기능은 육각형의 중간으로 표시됩니다.

- PLC(ProgrammableLogic Controller)의 기능은 정사각형 안에 다이아몬드로 표시됩니다.

 

 

 

- 4개의 그래픽 요소 각각의 너비를 가로지르는 간단한 가로 막대는 함수가 기본 범주 중 하나에 있음을 나타냅니다.

- 이중선은 보조 연결 및 현장의 장치 또는 기능과 관련된 라인의 연결을 나타냅니다.

- 접근할 수 없는 다른 위치에 있는 패널이나 테이블의 장치는 뾰족한 수평선에 표시됩니다.

- 문자와 숫자의 조합은 각 그래픽 요소 내에 나타나며 ISA 표준은 문자의 조합을 정의합니다.

- 첫 번째 문자는 측정하는 변수를 정의합니다. 몇 가지 예로는 판독, 통과 또는 안전 기능을 정의하는 흐르는 문자와 함께 분석(A), 흐름(F), 온도(T) 등이 있으며, 표시기(I), 트랜스미터(T) 등이 있습니다.

 

 

 

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라인 기호: 기기 간 연결

 

 

 

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측정 기호 – 2차 기기

 

 

 

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측정 기호 – 기본 요소 및 트랜스미터

 

 

 

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측정 기호 – 기본 요소 및 (흐름)

 

 

 

측정 기호 – 기본 요소(Flow)