Le document traite des schémas de tuyauterie et d'instrumentation (P&ID) dans les procédés industriels, en soulignant l'importance de l'instrumentation pour la maintenance et la compréhension des systèmes. Il présente également des normes spécifiques utilisées pour la documentation des schémas, ainsi que des composants clés tels que les symboles pour les équipements et les zones de notation. Finalement, le document décrit divers systèmes de contrôle, y compris les contrôles en rétroaction et prédictive, utilisés pour gérer des procédés comme la cuisson et le traitement des matières premières.

1. LAJOUAD Rachid

2. 2ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

3. Schémas de tuyauterie et d’instrumentation
• Parmi l’ensemble de la documentation d’un
procédé industriel, on devrait retrouver des
indications sur l’instrumentation raccordée au
procédé.
– Ce qui est utile pour la maintenance;
– Ce qui permet de mieux comprendre le procédé pour
l’ingénieur de procédé.
3ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

4. Normes utilisées
• Identification Symbols and Instrumentation;
– ANSI/ISA-5.1-2009.
– AFNOR/NF E04-203.1-2006.
4ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

5. Normes utilisées
• Binary Logic Diagrams for Process Operations
– ANSI/ISA-5.2-1976 (R1992)
– AFNOR/NF E04-203.2.
5ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

6. Normes utilisées
• Graphic Symbols for Distributed Control/Shared
Display Instrumentation, Logic and Computer
Systems
– ISA-5.3-1983. et AFNOR/NF E04-203.3
6ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

7. Normes utilisées
• Instrument Loop Diagrams
– ANSI/ISA-5.4-1991 et AFNOR/NF E04-203.4.
7ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

8. Normes utilisées
– Graphic Symbols for Process Displays
– ISA-5.5-1985 et AFNOR/NF E04-203.5
8ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

9. Normes utilisées
• Specification Forms for Process Measurement
and Control Instruments
– ISA-S20-1999 -- IEC/TS 62876-2-1
9ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

10. Composantes d’un schéma P&ID
10ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
1
2 6
3
4
5

11. Zone de titre [1]
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 11LAJOUAD Rachid
Nom de la compagnie
Nom de l’usine
Titre de la planche
N° Dessin
Version

12. Zone du schéma P&ID [2]
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 12LAJOUAD Rachid

13. Zone identifiant la tuyauterie [3]
• Matériau de la conduite
– TF = Téflon
– SS = Stainless Steel
– CS = Carbon Steel
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 13LAJOUAD Rachid

14. Zone identifiant les gros
équipements [4]
• Généralement les équipements
de plus de 10000 DHs.
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 14LAJOUAD Rachid

15. Zone identifiant les gros équipements [4]
• Numéro 3-14R2:
– 3 = 3e étage de l’usine
– 14 = Aire (Bay) #14
– R2 = Réacteur #2
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 15LAJOUAD Rachid

16. Repérage du matériel principal
LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 16

17. Symboles des équipements de Processus
LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 17
Colonnes de distillation

18. Symboles des équipements de Processus
LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 18
Colonnes de distillation

19. Symboles des équipements de Processus
LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 19
Réservoirs
Echangeurs

20. Symboles des équipements de Processus
LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 20
Aéro-réfrigérant

21. Symboles des équipements de Processus
LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 21
Fours

22. Symboles des équipements de Processus
LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 22
Pompes

23. Symboles des équipements de Processus
LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 23

24. Zone des révisions et
changements du schéma [5]
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 24LAJOUAD Rachid

25. Zone des notes [6]
• On y décrit les verrouillages des commandes
(interlocks) du système.
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 25LAJOUAD Rachid

26. SCHÉMAS D’INSTRUMENTATION
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 26LAJOUAD Rachid

27. Éléments de base d’un schéma
d’instrumentation
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 27
Bulle
Identification
Signaux
Conduite
Débitmètre
Valve
LAJOUAD Rachid

28. Identification des instruments
28ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
6-FRC-1B
6 F RC 1 B
Préfixe Variable
mesurée
Fonction N° de
boucle
Suffixe
- -

29. ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 29LAJOUAD Rachid
Codet
signifiant Signifiant suivant
varaible mesurée ou mesurande ou
variante initiale
Complement Affichage Action
1 2 3 4
A Analyse Alarme
B Combustion (y) (x)
C Conductivité ou (y) Régulation
D Masse volumique ou (y) Différence
E Tension électrique Elément primaire
F Débit Proportion
G (x) Visuel
H Commande manuelle (3)
I Courant électrique Indication
J Puissance Strutation
K Temps
Temporisation, taux de
variation
Selection auto/manu
L Niveau Signalisation lumineuse
M Humidité ou (y)
N Viscosité ou (y) (x) (x)
O (x) Restriction
P Pression Point d'essai
Q Quantité Intégration, totalisation Intégration, totalisation
R Rayonnement Enregistrement
S Vitesse Sécurité Commutation
T Température Transmission
U Variable multiple (4) Fonction multiples
V Grandeurs mécaniques (Vibration, …) Dispositif réglant
W Masse ou force Protection (doigt de gant)
X (x) Coordonnée (x) (x)
Y Evénement Coordonnée Relais
Z Position, longueur Coordonnée Actionneur

30. ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 30LAJOUAD Rachid

31. Signaux et connections (1)
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 31LAJOUAD Rachid

32. Signaux et connections (2)
• The following abbreviations are suggested de denote the types of power
supply. These designations may also be applied to purge fluid supplies.
AS – Ais Supply HS – Hydraulic supply
IA – Instrument Air (en option) NS – Nitrogen supply.
PA – Plant air (en option) SS – Steam supply
ES – Electric supply WS – Water supply
GS – Gas Supply
The supply level may be added to the instrument supply line, e.g., AS-100
a 100-psig air supply; ES-24DC, a 24 volt direct current power supply.
** The pneumatic signal symbol applies to a signal using any gas as the
signal medium. If a gas other than air is used, the gas may be identified
by a note on the signal symbol or otherwise.
*** Electromagnetic phenomena include heat, radio waves, nuclear radiation,
and light.
LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 32

33. Les bulles
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 33LAJOUAD Rachid

34. Les bulles
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 34
Une pièce d’équipement indépendante, comme un
contrôleur ou un enregistreur
Instruments partagés: affichage, régulation, etc…
(Instrumentation avec microcontrôleurs)
Une pièce de logiciel ou d’équipement qui réalise des
calculs et/ou des opérations logiques et qui transmet
un ou plusieurs signaux de sortie
Commande logique et séquentielle
(Automate programmable)
LAJOUAD Rachid

35. Les bulles
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 35
Panneau auxiliaire de
commande (accessible
à l’opérateur)
Panneau principal de
commande (accessible
à l’opérateur)
Au site du procédé
LAJOUAD Rachid

36. Fonctions des équipements _Y
36ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

37. Fonctions des équipements _Y
37ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

38. Fonctions des équipements _Y
38ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

39. Fonctions des équipements _Y
39ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

40. Exemple
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 40LAJOUAD Rachid

41. Réseau
Signal électrique
Signal
pneumatique
Convertisseur
courant/Pression
41ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

42. 42ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

43. Niveaux de détail
43ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
Schéma de
principe

44. Niveaux de détail
44ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
Schéma
fonctionnel

45. Niveaux de détail
45ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
Schéma
détaillé

46. APPROCHES DE CONTRÔLE
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 46LAJOUAD Rachid

47. Exemple:
Traitement des huiles lourdes
47ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID
Pétrole brut
Air Carburant
F, Ti
Fo, T
QA, Débit d’air QF, Débit de carburant
PF, Pression du carburant
lF, Contenu énergétique
LAJOUAD Rachid

48. Contrôle en « feedback » (rétroaction)
48ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID
Pétrole brut
Air Carburant
F, Ti
Fo, T
QA, Débit d’air QF, Débit de carburant
PF, Pression du carburant
lF, Contenu énergétique
TT
TC
TCV
Consigne T*
LAJOUAD Rachid

49. Schéma bloc du contrôle en rétroaction
TC TCV G1(s)
TT
TempératureConsigne
Débit du
carburant
Mais, assume que le débit de pétrole brut (F) reste constant.
Que se passe-t-il si ce débit (F) varie ?
49ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

50. Contrôle en « feedforward »
(commande prédictive)
Pétrole brut
Air Carburant
F, Ti
Fo, T
QA, Débit d’air QF, Débit de carburant
PF, Pression du carburant
lF, Contenu énergétique
FT
FFC
FFCV
50ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

51. Schéma bloc de la commande prédictive
FFC FFCV G2(s)
FT
Température
Débit du
carburant
Débit du
pétrole brut
Assume que la pression du carburant (PF) et la conversion de
chaleur (lF) restent constants. Assume la linéarité du
système.
51ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

52. Commande en rétroaction et prédictive
Pétrole brut
Air Carburant
F, Ti
Fo, T
QA, Débit d’air QF, Débit de carburant
PF, Pression du carburant
lF, Contenu énergétique
TT
TC
TCV
Consigne T*
FT
FFC
TY
S
52ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

53. Schéma bloc la commande en rétroaction et
prédictive
TC TCV G2(s)
TT
TempératureConsigne
Débit du
carburant
TY
FFC
FT
Débit du
pétrole brut
Mais, assume que la pression du carburant (PF) reste
constant.
53ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

54. Contrôle en « cascade » (et prédictive)
Pétrole brut
Air Carburant
F, Ti
Fo, T
QA, Débit d’air QF, Débit de carburant
PF, Pression du carburant
lF, Contenu énergétique
TT
TC
FCV
Consigne T*
FT1
FFC
TY
S
FT2
FC SP
54ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

55. Schéma bloc du contrôle en cascade (et
prédictive)
TC G3(s) G2(s)
TT
TempératureConsigne
Débit du
carburant
TY
FFC
FT1
Débit du
pétrole brut
FC FCV
FT2
Meilleure résistance aux perturbations.
Partie commande en cascade
55ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

56. EXEMPLES DE PROCÉDÉS
ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 56LAJOUAD Rachid

57. Digesteur de copeaux
de bois pour faire de
la pâte de papier.
Photo, source: http://www.pulpandpaper-technology.com/contractors/steel/avesta/
57ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

58. 58ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

59. 59ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID
Ces trois capteurs
et enregistreurs
permettent à
l’opérateur de
vérifier
l’homogénéité de
la température
LAJOUAD Rachid

60. Au démarrage
• Mécanisme permettant un démarrage
progressif…
60ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

61. Cooking by indirect streaming
On augmente selon une rampe à la
pression/ température de cuisson
avec FIC-1 (durée fixée par KI-1)
PIC-1 maintien la pression de
cuisson.
La pression est un paramètre clé
pour le contrôle de la cuisson
(représente la température du
“digesteur”)
61ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

62. Relief control system
Maintenir la pression à la pression de
vapeur saturée équivalente à la mesure
de température faite par TT-4.
La sortie de TT-4 est calibrée pour
suivre la courbe de température de la
vapeur saturée vs la pression. Consigne
de PIC-2
62ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

63. Vapeur saturée, table de température
63ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

64. Blowback control system
Pour éviter le blocage du filtre sur le
tuyau de dégagement (relief line), on
envoie de la vapeur sous pression au
filtre.
PDSH-2 et temporisateur KI-2 ouvre
FCV-5 et ferme PCV-2 pour
déboucher le filtre.
64ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid