P&ID Development untuk Industri Proses

P&ID (Piping & Instrumentation Diagram) adalah gambar skematik yang berisi informasi terkait equipment, item piping, dan item instrumen pada suatu industri proses. Selama periode proyek, P&ID dikembangkan oleh designer P&ID atau Process Engineer pada fase Engineering. Selama pengerjaannya, design suatu plant dalam bentuk P&ID memerlukan keterlibatan disiplin engineering lainnya untuk berurusan dengan item terkait. Disiplin Engineering dari departemen Piping, Instrumen, dan Elektrikal dapat memberikan kontribusi pada aktivitas pengembangan P&ID.

P&ID DEVELOPMENT

P&ID dikembangkan berdasarkan informasi yang terdapat pada PFD (Process Flow Diagram) yang disusun dari basis BFD (Block Flow Diagram). BFD adalah dokumen preliminary yang menyediakan informasi terkait equipment proses utama dari suatu plant dalam sebuah proyek dalam bentuk diagram blok tanpa simbolisasi equipment proses. PFD merupakan gambar yang dikembangkan dari BFD yang memberikan informasi tentang equipment yang digunakan pada proses sesuai bentuk aktualnya (tidak detail), stream proses dengan kondisi operasi, dan beberapa deskripsi (tidak detail) dari equipment proses.

Dikarenakan P&ID dikembangkan dari PFD, maka informasi dalam bentuk teks dan simbol dari PFD harus dimuat dalam P&ID. Namun, transformasi dalam membuat P&ID sebaiknya tidak menjadi tindakan buta. Beberapa detail perlu ditambahkan ke dalam P&ID. Contohnya, simbol umum pompa dapat digunakan di PFD, tapi informasi berupa tipe spesifik pompa, driver pompa, dan skema kontrol harus ditambahkan pada P&ID. Desainer P&ID juga perlu memperhatikan perbedaan deskripsi equipment yang ada antara PFD dan P&ID. Informasi terkait kondisi desain dan konfigurasi detail dari equipment harus ditambahkan untuk mengembangkan P&ID. Seluruh equipment, item piping, dan instrumen pada P&ID dapat diidentifikasi dengan merujuk pada dokumen P&ID Symbol and Legend.

PIPING ITEM

Pada industri proses, konduktor fluida diperlukan untuk memindahkan fluida dari satu equipment menuju equipmen lainnya. Pipa merupakan tipe konduktor yang paling banyak digunakan karena dapat mentransfer sebagian besar jenis fluida. Simbol untuk pipa pada P&ID adalah line (garis).

Terdapat dua fitur untuk simbol pipa atau lines pada P&ID yaitu ketebalan dan arrowhead. Ketebalan garis untuk pipa tidak memberikan informasi terkait ukuran atau diameter pipa, melainkan mengindikasikan kritikalitas dari pipa. Garis tebal menggambarkan pipa primer (pipa proses utama), dan garis tipis menggambarkan pipa non-primer (pipa utilitas). Fitur lainnya untuk simbol pipa pada P&ID adalah arrowhead. Arrowhead ditambahkan pada P&ID kapanpun ketika terdapat perubahan pada arah aliran di pipa (fluida) dan inlet equipment. Bukanlah hal yang umum untuk menggunakan arrowhead pada inlet valve atau instrumen.

Identifier pipa lainnya adalah pipe tag atau line number. Setiap line pada P&ID harus ditandai dengan sebuah line number. Susunan line number yang ditambahkan pada P&ID berdasarkan pada guideline proyek. Beberapa informasi yang umum terdapat pada line number antara lain ukuran pipa, rating tekanan, kode area, services, kelas material pipa, dan nomor urut (sequence number) line.

Gambar 1. Valves yang umum digunakan pada Industri Proses

Sebagai item pada plant proses, pipa memiliki beberapa tipe perlengkapan. Valves dan specialty item adalah tipe-tipe komponen yang umum terdapat pada P&ID. Valves dinamakan berdasarkan pengaruhnya pada fluida service (throttling, blocking, atau diverting valve), dan mekanisme operasinya (motor-operated, solenoid, atau valve manual). Valve juga dapat diklasifikasikan berdasarkan tipe plug (gate, globe, atau butterfly valve), lokasi pada pipa (foot valve), dan peranannya pada proses (shutdown, regulator, atau pressure control valve). Valve merupakan komponen pipa yang aktif karena memiliki bagian / komponen yang bergerak dalam mempengaruhi aliran fluida. 

Komponen pipa selain valves adalah specialty items. Specialty items (SP item) adalah setiap item non-equipment yang tidak termasuk dalam spek piping. Pada P&ID, SP item ditunjukkan dengan tag number di dalam kotak kecil di samping item dengan akronim SP beserta nomor yang merupakan tag numbernya. Beberapa contoh SP item antara lain strainer (tipe Y, T, atau Basket), flexible joint, dan vent dengan bug screen.

INSTRUMENT ITEM

Pada P&ID terdapat berbagai variasi penggunaan item instrumen. Salah satu guideline yang dapat digunakan untuk identifikasi berbagai item instrumen dalam P&ID adalah standar ISA 5.1. Item instrumen digambarkan dalam P&ID dan dispesifikkan berdasarkan akronim, tipe divider, tipe simbol, tambahan informasi dan tag number.

Pada akronim item instrumen, empat huruf dapat digunakan untuk mengidentifikasi instrumen terkait. Huruf pertama adalah wajib dan digunakan untuk mendeskripsikan parameter proses yang diukur atau dikontrol (Pressure, Temperature, atau Analit). Huruf kedua disebut “process parameter modifier”. Modifier digunakan ketika parameter proses tidak sederhana dan melibatkan berbagai aspek komputasi dari parameter tersebut (Rasio, Total, Differensial). Huruf ketiga disebut huruf fungsi, berisi informasi terkait aksi yang diperlukan terhadap parameter proses. Jika instrumen merupakan sebuah sensor, maka kita gunakan huruf “E” (elemen), dan jika instrumen sebuah transmitter, maka kita gunakan huruf “T”, dan sebagainya. Huruf keempat adalah deskriptor opsional. Huruf ini digunakan untuk memberikan informasi terkait aksi SIS (Safety Instrumented System) dalam bentuk besaran parameter seperti “low-low”, “high”, “high-high”, dan sebagainya.

Divider pada simbol instrumen umumnya menspesifikkan lokasi instrumen. Terdapat lima kondisi yang berbeda dalam penggunaaan divider instrumen. Kondisi pertama adalah “tanpa divider” yang berarti instrumen berada di field. Sensor yang umumnya ditempatkan di field tidak diberikan divider pada simbol instrumennya. Kondisi kedua adalah dengan garis single solid (____) yang menunjukkan bahwa instrument berada di dalam ruang kendali (control room) dan dapat diakses oleh operator. Kondisi ketiga adalah dengan garis single dashed (_ _ _) yang menunjukkan bahwa lokasi instrumen berada di dalam ruang kendali namun tidak dapat diakses oleh operator. Kondisi keempat adalah garis double solid (===) yang mengindikasikan lokasi instrumen berada di kabinet kontrol di field dan dapat diakses oleh operator. Kabinet kontrol biasanya disediakan untuk equipment tertentu oleh pihak pabrikan, terutama untuk kontrol PLC terhadap equipment mereka. Kondisi kelima adalah garis double dashed (= = =) yang berarti instrumen berada di kabinet kontrol di field dan tidak dapat diakses oleh operator.  

Gambar 2. Simbol Instrumen yang Umum

Terdapat tiga tipe simbol instrumen yang digunakan di industri proses. Tipe-tipe instrumen ini cukup penting dalam mengidentifikasi prinsip kerja dari sebuah instrumen. Tipe pertama adalah simbol lingkaran yang menunjukkan instrumen hanya digunakan untuk pengukuran parameter proses. Tipe ini tidak digunakan untuk fungsi kontrol. Tipe kedua adalah simbol lingkaran dengan kotak diluar yang menunjukkan instrumen dengan fungsi kontrol atau terasosiasi dengan sistem kontrol di DCS. Tipe ketiga adalah simbol wajik (diamond) dengan kotak diluar. Instrumen tipe ini memiliki fungsi kontrol. Simbol wajik mengindikasikan bahwa instrumen digunakan pada sistem kontrol yang lebih handal seperti pada PLC.

Tidak terdapat set aturan yang baku terkait informasi tambahan dalam item instrumen di P&ID. Namun, umumnya informasi tambahan dapat dituliskan di atas kanan atau bawah kanan di sebelah simbol instrumen. Terdapat tiga kondisi dimana kita perlu menambahkan informasi tambahan pada instrumen. Kondisi tersebut antara lain yaitu saat klarifikasi fungsi untuk menspesifikkan huruf yang tidak terdefinisi pada simbol instrumen (misal tulisan H2S disamping instrumen AT menunjukkan jenis senyawa yang dianalisis), klarifikasi carrier untuk menunjukkan carrier yang dipakai pada sistem kontrol, dan klarifikasi nomor tag untuk menunjukkan beberapa instrumen dengan nomor tag yang sama namun merupakan dua item yang berbeda (misal A/B) atau instrumen-instrumen yang terasosiasi pada kontrol loop yang sama.

Referensi :

  1. ANSI/ISA-5.1-1984 – Instrumentation Symbols and Identification
  2. Toghraei.M., 2019., Piping and Instrumentation Diagram Development, John Wiley & Sons, Inc., United States of America.

Author