배관 및 계장도

배관 및 계장도(, P&ID)는 공정 산업에서 공정 설비와 계기 장비 및 제어 장치를 함께 보여주는 상세 도면이다. 이는 기계 흐름도(MFD)라고도 불린다. P&ID의 상위 개념은 공정 흐름도(PFD)로, 플랜트 공정의 더 일반적인 흐름과 플랜트 설비의 주요 장비 간의 관계를 나타낸다.

 내용 및 기능 
섬네일|단일 산업 제어 루프의 예시: 공정 흐름의 연속 변조 제어를 보여준다.
섬네일|저장 탱크가 있는 펌프의 배관 및 계장도. EN ISO 10628 및 EN 62424에 따른 기호.
섬네일|300px|P&ID의 더 복잡한 예시.
배관 및 계장도(P&ID)는 다음과 같이 정의된다.
 공정 설비와 공정 제어에 사용되는 계기 장비의 상호 연결을 보여주는 도면. 공정 산업에서는 공정 도면을 작성하기 위해 표준 기호 세트를 사용한다. 이 도면에 사용되는 계기 기호는 일반적으로 국제자동화학회(ISA) 표준 S5.1을 기반으로 한다.
 공정 제어 설비 배치를 위한 주요 개략도.

일반적으로 다음 정보를 포함한다.

 기계 설비, 포함:
 압력 탱크, 컬럼, 탱크, 펌프, 압축기, 열교환기, 산업용 용광로, 유정, 산업용 팬, 냉각탑, 터보 팽창기, 피그 트랩 (아래 '기호' 참조)
 파열판, 제한 오리피스, 스트레이너 및 필터, 스팀 트랩, 수분 트랩, 수면계, 소음기, 플레어 및 벤트, 화염 방지기, 와류 방지기, 인젝터

공정 배관, 크기 및 식별, 포함:
배관 등급 및 배관 라인 번호
흐름 방향
상호 연결 참조
영구적인 시동, 세척 및 바이패스 라인
파이프라인 및 플로우라인
블라인드 및 스펙터클 블라인드
단열재 및 열 추적
공정 제어 계기 장비 및 지정(이름, 번호, 고유 태그 식별자), 포함:
밸브 및 그 유형 및 식별 (예: 격리, 차단, 릴리프 및 안전 밸브, 밸브 인터록)
제어 입력 및 출력 (센서 및 최종 요소, 인터록)
기타 - 벤트, 드레인, 플랜지, 특수 피팅, 샘플링 라인, 리듀서 및 스웨이지
클래스 변경 인터페이스
컴퓨터 제어 시스템
타사에서 제공한 구성 요소 및 하위 시스템 식별

P&ID는 초기 설계 단계에서 공정 흐름도 데이터, 기계 공정 장비 설계 및 계기 장비 공학 설계를 조합하여 작성된다. 설계 단계에서 이 도면은 시스템 제어 체계 개발의 기반을 제공하며, 위험 및 운용성 연구(HAZOP)와 같은 추가적인 안전 및 운영 조사를 가능하게 한다. 이를 위해 장비 및 시스템의 물리적 순서와 이러한 시스템이 어떻게 연결되는지 보여주는 것이 중요하다.

P&ID는 초기 구축 후 공정의 유지보수 및 수정에도 중요한 역할을 한다. 수정 사항은 도면에 빨간색으로 표시되며 현재 플랜트 설계의 중요한 기록이 된다.

또한 다음의 개발에 필수적이다.
 제어 및 종료 체계
 안전 및 규제 요구 사항
 시동 순서
 운영 이해.

P&ID는 SCADA 및 분산 제어 시스템과 같은 대규모 산업 제어 시스템의 그래픽 사용자 인터페이스에 표시되는 라이브 모방 다이어그램의 기초를 형성한다.

 식별 및 참조 지정 
STANDARD ANSI/ISA S5.1 및 ISO 14617-6에 따라, P&ID는 공정 내 측정값 식별에 사용된다. 식별은 최대 5개의 문자로 구성된다. 첫 번째 식별 문자는 측정값을 나타내고, 두 번째는 수정자, 세 번째는 수동/판독 기능, 네 번째는 능동/출력 기능, 다섯 번째는 기능 수정자를 나타낸다. 그 다음에는 해당 루프에 고유한 루프 번호가 이어진다. 예를 들어, FIC045는 제어 루프 045의 유량 지시 제어기(Flow Indicating Controller)를 의미한다. 이는 필드 장치의 "태그" 식별자로도 알려져 있으며, 일반적으로 계기 장비의 위치와 기능에 부여된다. 동일한 루프에 FT045가 있을 수 있으며, 이는 동일한 루프의 유량 트랜스미터(Flow Transmitter)이다.

 문자 1열 (측정값) 2열 (수정자) 3열 (판독/수동 기능) 4열 (출력/능동 기능) 5열 (기능 수정자)A 분석   알람  B 버너, 연소   사용자 선택  사용자 선택  사용자 선택C 사용자 선택 (보통 전도도)   제어  닫힘D 사용자 선택 (보통 밀도)  차이    편차E 전압   센서  F 유량  비율   G 사용자 선택 (보통 측정/게이징)  가스  유리/게이지/보기  H 손     높음I 전류   지시  J 전력  스캔   K 시간, 시간 일정  시간 변화율   제어 스테이션 L 레벨   조명   낮음M 사용자 선택     중간N 사용자 선택 (보통 토크)   사용자 선택  사용자 선택  사용자 선택O 사용자 선택   오리피스   열림P 압력   지점/테스트 연결  Q 수량  총계/통합  총계/통합  R 방사선   기록   실행S 속도, 주파수  안전 (비 SIS (S5.1))  스위치  정지T 온도    전송 U 다변수   다기능  다기능 V 진동, 기계적 분석    밸브 또는 댐퍼 W 무게, 힘   웰 또는 프로브  X 사용자 선택 (보통 XV로 온오프 밸브)  X-축  액세서리 장치, 분류되지 않음  분류되지 않음  분류되지 않음Y 이벤트, 상태, 존재  Y-축   보조 장치 Z 위치, 치수  Z-축 또는 안전 계기 시스템   액추에이터, 드라이버 또는 분류되지 않은 최종 제어 요소 

산업 시스템의 모든 장비에 대한 참조 지정에는 표준 IEC 61346(산업 시스템, 설비 및 장비, 산업 제품 — 구조화 원리 및 참조 지정)을 적용할 수 있다. 측정 기능에는 참조 지정자 B를 사용하며, 그 뒤에 위에서 나열된 측정 변수 문자가 붙는다.

발전소의 모든 장비에 대한 참조 지정에는 KKS 발전소 분류 시스템을 적용할 수 있다.

 화학 장치 및 장비 기호 
아래에는 ISO 10628 및 ISO 14617에 따라 P&ID에서 일반적으로 사용되는 화학 장치 및 장비 기호가 나열되어 있다.

+ 화학 장치 및 장비 기호 left|80px 파이프 left|80px 단열 파이프 left|80px 자켓 파이프 left|80px 냉각 또는 가열 파이프 left|80px 플렉시블 연결 center|45px 유압 펌프 left|80px 펌프 left|80px 진공펌프 또는 압축기 left|80px 팬 left|80px 축류 팬 left|80px 레이디얼 팬 left|80px 건조기 left|80px 자켓형 혼합 용기 (오토클레이브) left|80px 하프 파이프 혼합 용기 left|80px 수평 가압 용기 left|80px 수직 가압 용기 left|80px 충전탑 left|80px 단탑 left|80px 용광로 left|80px 냉각탑 left|80px 열교환기 left|80px 코일 열교환기 left|80px 아이스박스 left|80px 판형 열교환기 left|80px 이중관 열교환기 left|80px 고정 직관 열교환기 left|80px U자형 튜브 열교환기 left|80px 스파이럴 열교환기 center|40px 덮개 있는 가스 벤트 left|80px 곡선형 가스 벤트 left|80px 공기여과기 center|70px 깔때기 또는 툰디쉬 left|80px 스팀 트랩 left|80px 보기 유리 left|80px 압력 감압 밸브 left|80px 밸브 left|80px 게이트 밸브 left|80px 제어 밸브 left|80px 수동 밸브 left|80px체크 밸브 left|80px니들 밸브 left|80px 버터플라이 밸브 left|80px 다이어프램 밸브 left|80px 볼 밸브 center|50px 체크 밸브 left|80px 백 드래프트 댐퍼 left|80px 백 left|80px 가스통글로브 밸브글로브 밸브밸브33방향 밸브P&ID 피스톤 압축기 기호|60x60px피스톤 또는 왕복 압축기스프링 안전 밸브릴리프 밸브파열판터보 팽창기원심펌프왕복 펌프

 역사적 사용 
1980년대 후반 컴퓨터 지원 설계(CAD)의 등장 이전에 P&ID는 수작업으로 그려졌다. 아래에 표시된 도면 템플릿(실제 크기 225mm x 111mm)은 P&ID를 그리는 데 사용되던 전형적인 형태이다.

섬네일|none|600px
배관 및 계장도 수동 도면 템플릿 (1980년대). 기호 키: 

 같이 보기 
 석유화학 산업의 계기 장비

 외부 링크 
 Learn How to Read P&ID Drawings – A Complete Guide
 Interpreting Piping and Instrumentation Diagrams-Symbology

 각주 

분류:다이어그램
분류:공정공학