در صنعت، فرایند سنگ بنای همه بخش‌ها مانند سیستم برق و کنترل است به همین دلیل از اهمیت بالایی برخوردار است و باتوجه به اینکه بخش مهمی از اجرا فرایند در این سیستم‌ها(برق و کنترل) قرار دارد، تهیه مدارک فرایندی یکی از موارد بسیار مهم و حیاتی است.مدارک فرایندی به‌خصوص نقشه P&ID (Piping and Instrumentation Diagram) و نقشه PFD (Process Flow Diagram) به‌عنوان دستاوردی مهم در هر فرایند صنعتی هم‌چون پتروشیمی، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار هستند. این مدارک می‌توانند شامل محاسبات هیدرولیک، لیست خطوط لوله‌کشی، لیست شیرآلات کنترلی و … باشند. حال به بررسی اهمیت تهیه و تنظیم مدارک فرایندی در یک فرایند صنعتی می‌پردازیم.
اهمیت تهیه مدارک فرایندی
مدارک فرایندی به‌خصوص مدارک P&ID و PFD می‌توانند اطلاعاتی مهم درباره فرایندهای صنعتی در اختیار مهندسان کنترل قرار دهند که آگاهی از این مباحث جهت کنترل فرایند و انتخاب ابزاردقیق‌های مناسب، بسیار ضروری می‌باشد.
تهیه مدارک فرآیندی در نیکسا
نیکسا با بهره‌گیری از تخصص، تجربه و دانش فنی بالای خود در زمینه تهیه مدارک فرایندی حرفه‌ای در صنایع گوناگون به‌خصوص پتروشیمی، به شما کمک می‌کند تا نقشه P&ID (لوله کشی و ابزاردقیق) و نقشه PFD (جریان فرایند) مورد نظر خود را با دقت بالا و به شکل حرفه‌ای تهیه کنید.
لیست مدارک فرایندی ارائه شده توسط شرکت نیکسا به شرح زیر است:
- نقشه‌های Conceptual (در 4 سطح)
- نقشه‌های PFD (در 3 سطح)
- نقشه‌های P&ID (در 5 سطح)
- شرح فرآیند [به همراه سوالات محاسباتی] (در 5 سطح)
- شیت اطلاعات فرآیندی تجهیزات (در 3 سطح)
- محاسبات هیدرولیک (در 3 سطح)
- لیست خطوط لوله کشی (در 4 سطح)
- لیست شیرآلات کنترلی (در 3 سطح)
- نقشه اولیه تجهیزات فرآیندی (در 2 سطح)
- مبانی فلسفه کنترل [ماتریس کنترل] (در 3 سطح)
- مهندسی و انتخاب مواد (در 4 سطح)
1. نقشه (طراحی) مفهومی (Conceptual Design)
به‌طور کلی تهیه نقشه‌های مفهومی در مهندسی فرایند و کنترل به معنای استفاده از داده‌ها برای تحلیل و بهبود عملکرد فرایند یا سیستم می‌باشد. تهیه نقشه به مراحل زیر تقسیم می‌شود:
- جمع‌آوری داده‌ها: ابتدا باید داده‌های مورد نیاز برای تحلیل فرایند یا کنترل سیستم جمع‌آوری شود. این داده‌ها می‌توانند از منابع گوناگونی مانند سنسورها، دستگاه‌های اندازه‌گیری و سیستم‌های کنترل به‌دست آمده باشند.
- پیش‌پردازش داده‌ها: پس از جمع‌آوری داده‌ها، باید آن ها را پیش‌پردازش کرد تا بتوانند برای تحلیل و کنترل استفاده شوند. این مرحله شامل تبدیل و تجزیه و تحلیل داده‌ها می‌باشد.
- تحلیل داده‌ها: در این مرحله، داده‌ها به‌صورت کمی یا کیفی تحلیل می‌شوند تا الگوها، روندها و مشکلات موجود در فرایند یا سیستم شناسایی شوند.
- کنترل فرایند یا سیستم: بر اساس نتایج حاصل از تحلیل داده‌ها، اقدامات کنترلی انجام می‌شود تا فرایند یا سیستم به بهترین شکل ممکن کنترل شود.
2. نقشه P&ID (Piping and Instrumentation Diagram)
این مدرک، دیاگرامی به صورت نقشه را از کل واحد به نمایش می‌گذارد. در واقع این مدرک فرایندی، مهم‌ترین و بالاترین درجه نقشه در کل اجرا و یا راهبری، در یک واحد فرآیندی است:
- اجزاء واحد به تفکیک در نقشه P&ID آورده می‌شوند. سپس ابزار کنترل جریان و هم‌چنین کنترل پارامترهای شیمی – فیزیکی جریان‌ها در مسیرهای سیال از ورود مواد خام تا تولید فراورده‌ها به نمایش گذاشته می‌شود.
- شماره‌گذاری و نام‌گذاری تمامی تجهیزات در این نقشه انجام می‌شود و مبانی طراحی لوله‌کشی‌ها و انتخاب و اجرای ابزاردقیق‌ها به‌صورت علائم تکمیلی، آورده می‌شود.
3. نقشه PFD (Process Flow Diagram)
این مدرک نیز به‌صورت نقشه، دیاگرامی از کل واحد را به نمایش می‌گذارد. با این تفاوت که لوله‌کشی‌ها و ابزاردقیق نمایش داده نمی‌شود. این مدرک نشان‌دهنده آن بخش از فرآیند است که مشخصات شیمی – فیزیک همه جریان (Stream) های سیستم را نشان می‌دهد. می‌توان گفت اطلاعاتی که در P&ID آورده نمی‌شود و مربوط به لوله‌کشی‌ها و ابزاردقیق کنترلی نیست و کاملا مربوط به فرآیند است؛ در این مدارک ارائه می‌گردد.
4. شرح فرآیند و سوالات محاسباتی
با رعایت این مراحل و ارائه شرح دقیق و جامع فرآیند و محاسبات مرتبط، مدارک فرایندی شما قادر خواهند بود تا نیاز به تحلیل و بهبود فرآیندها را برآورده کنند:
- شرح فرآیند: شرح دقیق و کاملی از فرآیند صنعتی شامل مراحل مختلف فرآیند، تجهیزات و مواد مورد استفاده، شرایط عملیاتی و هرگونه جزئیات مرتبط با فرآیند مورد نظر، آماده شده و نمودارها، نقشه‌ها و تصاویر مرتبط با آن برای درک بهتر ارائه می‌شود.
- سوالات محاسباتی: ارائه سوالات محاسباتی مرتبط با فرآیند و تجهیزات مورد استفاده شامل محاسبات فیزیکی، حرارتی، جرمی، مکانیکی و سایر محاسبات مهم که به گونه‌ای طراحی می‌شوند که بتوان از آن‌ها برای انجام محاسبات و تحلیل‌های لازم استفاده شود.
- ارائه روش‌های حل: روش‌های حل محاسبات و تحلیل‌های مورد نیاز برای فرآیند شامل استفاده از مدل‌های ریاضی، نرم‌افزارهای مهندسی، روش‌های تحلیلی و عددی و سایر روش‌های مرتبط با آن توضیح داده می‌شود.
- ارائه نتایج: در انتها، نتایج محاسبات و تحلیل‌های انجام شده به همراه توضیحات کامل ارائه می‌شود که این شامل داده‌های عددی، نمودارها، جداول و هر گونه اطلاعات مرتبط با نتایج است.
5. شیت اطلاعات تجهیزات فرآیندی
برگه‌ای اطلاعاتی به صورت جدول که داده‌های شیمی – فیزیکی هر یک از اجزاء فرآیندی را به نمایش می‌گذارد. این اطلاعات در طراحی تجهیزات مکانیکی مانند مخازن تحت فشار، پمپ‌ها و یا مخازن ذخیره کاربرد دارد. علاوه بر اجزاء مکانیکی، واحد ابزار دقیق نیز جهت انتخاب و تشخیص ابزار خود به این اطلاعات نیاز دارد زیرا باید بر اساس این داده‌ها، تجهیزات و دستگاه‌های ابزار دقیق، انتخاب شوند.
6. محاسبات هیدرولیک
محاسبات هیدرولیک مدارک فرایندی نیازمند به‌کارگیری دانش و تجربه در زمینه هیدرولیک و مهندسی می‌باشد و برای انجام آن بهتر است از متخصصین مجرب در این زمینه کمک گرفت. این بخش به مراحل زیر تقسیم می‌شود:
- تعیین نیازهای سیستم: در این مرحله، نیازهای هیدرولیکی سیستم شامل نیازهای فشار، جریان، سرعت و سایر متغیرهای مهم مورد بررسی قرار می‌گیرد.
- انتخاب مدار: بر اساس نیازهای سیستم، مدار هیدرولیکی مناسب برای سیستم انتخاب می‌شود. این شامل انتخاب انواع و اندازه‌های شیرها، پمپ‌ها، سیلندرها و سایر اجزای مدار می‌شود.
- محاسبه فشار و جریان: با توجه به انتخاب مدار و اجزای آن، فشار (در نقاط مختلف مدار) و جریان (مورد نیاز برای اجزا مختلف مدار)، برای سیستم محاسبه می‌شود.
- انتخاب اجزا: بر اساس محاسبات انجام شده، اجزا و تجهیزات مورد نیاز شامل انتخاب پمپ‌ها، شیرها، سیلندرها، موتورها و سایر اجزای مدار برای سیستم انتخاب می‌شود.
- ارزیابی و بهینه‌سازی: در این مرحله، محاسبات انجام شده ارزیابی می‌شود و در صورت نیاز، بهینه‌سازی‌های لازم برای بهبود عملکرد سیستم انجام می‌شود.
7. لیست خطوط لوله‌کشی (Line List)
جدولی که خطوط لوله کشی از P&ID را لیست کرده و مشخصات فیزیکی آن خط را به ردیف می‌آورد.
8. لیست شیرآلات کنترلی
در این مرحله اطلاعات کامل و دقیق مربوط به شیرآلات کنترلی به روش زیر جمع‌آوری می‌شود:
- شناسایی: ابتدا تمامی شیرآلات کنترلی موجود در فرآیند شامل شیرآلات تنظیمی، ایمنی، فشار و سایر شیرآلات کنترلی شناسایی می‌شود.
- جزئیات فنی: برای هر شیر کنترلی، جزئیات فنی شامل ابعاد، جنس شیر، فشار، دما، جریان مجاز، نوع اتصالات و سایر ویژگی‌های فنی مربوطه جمع‌آوری می‌شود.
- شرح کارکرد: شرح دقیقی از کارکرد و نقش شیر در فرآیند، شامل نحوه کنترل جریان، فشار یا دما برای هر شیر کنترلی ارائه می‌شود.
- ارتباطات: در صورت اتصال شیرآلات کنترلی به سیستم کنترل یا PLC، ارتباطات و اتصالات مربوطه نیز در نظر گرفته شده و مستند می‌شود.
- نقشه و نمودارها: برای فهم و شرح فرآیند، تمامی نقشه‌ها، نمودارها و شماتیک شیرآلات کنترلی به کار گرفته می‌شوند.
- ارائه در مستندات: تمامی اطلاعات جمع‌آوری شده شامل دفاتر توضیحات فنی، نقشه‌ها، جداول مشخصات و هر گونه اطلاعات مربوط به شیرآلات کنترلی به عنوان مدارک فرایندی طبقه‌بندی می‌شوند.
9. نقشه اولیه طراحی تجهیزات فرآیندی (Layout)
این نقشه‌ها در مطالعات اولیه و راه‌اندازی یک واحد صنعتی طراحی می‌شوند.
10. مبانی فلسفه کنترل (ماتریس کنترل)
این مدرک تفضیلی، فعالیتی مشترک بین مهندسان فرآیند و ابزار دقیق است. تشریح نحوه کنترل فرآیند، توسط مهندس فرآیند نوشته شده و دیاگرام‌های کنترلی که نمایش‌دهنده منطق کنترل هستند؛ توسط مهندس کنترل تدوین می‌گردد. در واقع این مدرک، پایه و اساس منطق سیستم کنترل را تشکیل داده و مبانی این مدرک با مدرک تشریح فرآیند (Process Control)، یکی است و تنها تفاوت آن، این است که به جای تشریح فیزیکی – شیمیایی واحد به تشریح کنترلی و تنظیم واحد و جریان‌ها می‌پردازد.
11. مهندسی و انتخاب مواد
در این مدرک با توجه به شرایط کاری و با در نظر گرفتن شرایط فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی، ماده مناسب انتخاب و طراحی می‌شود. این مدارک فرآیندی در سطوح گوناگون و با جزئیات متفاوت از یکدیگر تهیه خواهند شد.
نمونه نقشه‌های P&ID نیکسا
شرکت نیکسا با تکیه بر تجربه مهندسان با تجربه در کنار مهندسان جوان و با انگیزه خود، به تهیه مدارک فرایندی به‌خصوص نقشه P&ID و PFD برای استفاده در صنایع گوناگون از جمله صنایع بالادستی (پتروشیمی) اقدام کرده است. یکی از پروژه‌های فرایندی انجام شده توسط شرکت نیکسا، تهیه نقشه As-Built مدارک P&ID شرکت معدن مس سرچشمه رفسنجان کرمان می‌باشد.
در تصاویر زیر نمونه‌هایی از نقشه‌های P&ID تهیه شده توسط شرکت نیکسا در پروژه‌های گوناگون، نمایش داده شده‌اند:
سخن پایانی
تهیه مدارک فرایندی به‌خصوص نقشه P&ID و نقشه PFD، در مهندسی برق و کنترل اهمیت بسیاری دارد و می‌تواند به بهبود بهره‌وری، ایمنی و کیفیت یک فرایند صنعتی کمک کند. تهیه مدارک فرایندی، نیازمند همکاری و هماهنگی بین اعضای مختلف تیم مهندسی و تولید یک مجموعه صنعتی است. تیم مهندسان نیکسا مدارک فرایندی را با به‌کارگیری نرم‌افزارهای تخصصی تهیه می کنند. پس با اعتماد به ما به راحتی و با اطمینان از صحت و کیفیت مدارک خود، استفاده کنید و با سرعت به هدف‌های خود در زمینه مهندسی فرایند، دست یابید.
| دیگر خدمات مرتبط نیکسا | |
