Wat is een PFD of Process Flow Diagram?

In de procesindustrie en procestechniek worden verschillende schema’s gebruikt om de processen te visualiseren. Op die manier wordt duidelijk welke processen plaatsvinden in bijvoorbeeld chemische fabrieken. Voordat men een chemische fabrieken zal gaan bouwen moet men eerst precies weten op welke manier de grondstoffen binnenkomen en welke bewerkingen worden uitgevoerd om tot een eindproduct te komen. De grondstoffen en halffabricaten leggen een bepaalde ‘route’ af in een fabriek. Deze ‘route’ of ‘flow’ is in belangrijke mate bepalend voor de vormgeving van de fabriek en de manier waarop de fabriek wordt ingericht. De ‘flow’ van de processen in een fabriek wordt in kaar gebracht met een PFD oftewel een Process Flow Diagram.

PFD
De PFD is een eenvoudige schematische weergave van een proces in een fabriek. In een PFD kan men ook zien welke deelstappen moeten worden doorlopen tijdens dit proces. Daarom hoort het opstellen van een PFD tot een van de eerste stappen die men onderneemt in de ontwerpfase van een chemische fabriek. De stappen die de hoofdstroom en hoofdproducten tijdens het proces ondergaan worden in een PFD inzichtelijk gemaakt evenals de apparaten en machines die in de fabriek aanwezig (zullen) zijn om de bewerkingen uit te voeren. Naast deze belangrijke informatie wordt in een PFD ook aangegeven wat de capaciteiten en flows zijn. Dit zijn belangrijke gegevens voor het ontwerp van de processen in een chemische fabriek. Het PFD is een belangrijk document dat als basis dient om de specificaties voor alle onderdelen van het proces op te stellen.

P&ID
Het Process Flow Diagram dient onder andere als basis voor het opstellen van een piping and instrumentation diagram. Dit wordt aangeduid met P&ID en wordt ook wel een process and instrumentation diagram genoemd. Dit document geeft gedetailleerde informatie over de componenten en instrumenten waaruit een proces is opgebouwd. Het P&ID is een schematische, technische tekening waarop de leidingen en alle componenten en instrumenten van een procesinstallatie zijn weergegeven. Tussen de instrumenten en componenten zijn lijnen getrokken. De ononderbroken lijnen zijn de leidingen die tussen de onderdelen van de procesinstallatie lopen.

Daarnaast zijn er ook stippellijnen weergegeven. Deze onderbroken lijn geeft de regelkringen weer. Een P&ID bevat symbolen die vaak in een legenda of een verklarend overzicht worden toegelicht. Voor het opstellen van een P&ID worden normen gehanteerd. Deze kan men halen uit de ISO of uit de Instrumentation, Systems, and Automation Society (ISA) Standaard S 5.1. Door de normen ontstaat uniformiteit in het opstellen van een P&ID. Er bestaan echter wel verschillen tussen de P&ID’s van verschillende bedrijfstakken. Daarom is het altijd belangrijk om de uitleg van de symbolen te lezen zodat de P&ID goed begrepen kan worden.

Lean manufacturing
Lean management en lean manufacturing  zijn begrippen die al jaren worden gebruikt in de procesindustrie. Productieprocessen moeten namelijk snel en efficiënt worden uitgevoerd. Daarbij ligt tegenwoordig ook de nadruk op schoon produceren met weinig afval en weinig CO2 emissie. Al deze aspecten zijn vervlochten met het lean denken. Bij het opstellen van een PFD spelen in de praktijk meer aspecten een rol dan alleen de kernaspecten met betrekking tot de productie.

Milieuaspecten spelen een rol maar ook veiligheidsaspecten en aspecten met betrekking tot de gezondheid van de werknemers en de omwonenden rondom de fabriek. Het ontwerpen van processen en fabrieken is daardoor een uitdaging waarbij veel verschillende partijen en experts met elkaar zullen moeten samenwerken. Niet alleen door trainingen op het gebied van lean manufacturing maar ook door andere trainingen en overlegvormen houdt men de kennis op niveau om procesinstallaties ook in de toekomst veilig, schoon, milieuvriendelijk en doeltreffend te ontwerpen, te beheren en te moderniseren.

Wat is een P&ID of piping and instrumentation diagram?

Een piping and instrumentation diagram wordt ook wel een process and instrumentation diagram genoemd dit wordt ook wel aangeduid met P&ID. Een piping and instrumentation diagram is een schematische tekening waarop is aangegeven hoe een procesinstallatie er uit zit. Op deze tekening kan men aflezen uit welke pijpen en instrumentatie een installatie is opgebouwd. Op een P&ID zijn deze onderdelen echter doormiddel van symbolen aangeduid. Het vereist de nodige ervaring om een P&ID goed te kunnen lezen.

P&ID
In een P&ID worden ook regelkringen schematisch weergegeven. De pijpen of leidingen waaruit de installatie is opgebouwd worden in een P&ID diagram weergegeven met een doorgetrokken lijn. De regelkringen worden met een stippellijn gevisualiseerd. Door deze lijnen wordt duidelijk hoe de leidingen en andere onderdelen van een procesinstallatie met elkaar zijn verbonden. De stippellijn maakt de verbinding inzichtelijk tussen de verschillende instrumenten die gegevens leveren aan de regeltechniek.

Normen
Bij het opstellen van een P&ID maakt men gebruik van normen. Hierbij kan men gebruik maken van de ISO of de Instrumentation, Systems, and Automation Society (ISA) Standaard S 5.1. Hierin is beschreven hoe men een P&ID moet maken. Hoewel de normen universeel zijn komt men in de praktijk vaak verschillen tegen in de vormgeving van de P&ID’s. Vaak wordt een P&ID aangepast en geschreven binnen het kader van een specifieke bedrijfstak.

Componenten op P&ID
Op een P&ID kunnen verschillende componenten  worden weergegeven:

  • Keerkleppen
  • Veiligheidskleppen
  • Warmtewisselaars
  • Connectoren
  • Ketels
  • Pompen
  • Meters of sensoren
  • Compressoren

Deze componenten worden niet getekend maar aan de hand van symbolen op de tekening gezet.

Uitleg symbolen P&ID
Tussen de P&ID’s van bedrijfstakken kunnen verschillen ontstaan in de manier waarop de componenten zijn weergegeven in het schema. Daarom wordt bij een P&ID over het algemeen een lijst of overzicht geleverd waarop de getekende elementen zijn omschreven.  Daarnaast wordt meestal een legenda weergegeven en een lijst met verklaringen voor de afkortingen die gebruikt worden om de functies van instrumenten en regelkringen aan te geven op de P&ID.