Das Drehkreuz-Dokument der Ingenieurarbeit

Das R&I-Fließschema — Piping and Instrumentation Diagram, Rohrleitungs- und Instrumentenschema — ist die Referenzzeichnung einer Prozessanlage. Wo der Verfahrenstechniker in Apparaten denkt, der Messtechniker in Sensoren und der Automatisierer in Regelkreisen, ist das R&I-Schema das gemeinsame Dokument, das sie zusammenführt. Anhand seiner wird die Anlage gebaut, betrieben, instandgesetzt und über ihr ganzes Leben hinweg geändert.

Was darauf zu finden ist

Ein R&I-Schema zeigt, ohne Maßstab oder Proportion, aber mit Strenge:

• jeden Apparat: Behälter, Pumpen, Tauscher, Kolonnen, jeweils mit eindeutiger Kennzeichnung;
• jede Rohrleitung: Durchmesser, Werkstoff, Medium, Leitungsnummer;
• jedes Ventil: Regelung, Absperrung, Sicherheit;
• jedes Instrument: Sensoren, Transmitter, Regler und die Kreise, die sie verbinden.

Instrumente: die Sprache der Kreise

Jedes Instrument wird als Kreis gezeichnet, eine „Blase”. Ein einfacher Kreis bezeichnet ein Feldinstrument nahe am Prozess; ein durch eine waagerechte Linie geteilter Kreis ein in der Leitwarte zugängliches Instrument, typischerweise im DCS. Auch die Verbindungen lassen sich lesen: durchgezogene Linie für eine Rohrleitung, gestrichelt für ein elektrisches Signal, weitere Konventionen für Pneumatik oder digitalen Bus. Diese Kreise und Linien zu lesen heißt, die Regelung zu lesen, ohne die Steuerung zu öffnen.

Kennzeichen: Buchstaben, die sprechen

Der Buchstabencode, von der ISA genormt (Norm ISA-5.1), folgt einer einfachen Logik. Der erste Buchstabe bezeichnet die gemessene Größe: F für Durchfluss (Flow), L für Füllstand (Level), P für Druck, T für Temperatur, A für Analyse. Die folgenden Buchstaben bezeichnen die Funktion: I Anzeiger, C Regler (Controller), T Transmitter, V Ventil. So ist „FIC” ein anzeigender Durchflussregler, „LT” ein Füllstandtransmitter, „PV” ein Druckventil. Ist dieser Code erst im Kopf, liest sich ein R&I-Schema wie ein Satz.

Position	Häufige Buchstaben
1. Buchstabe (Größe)	F Durchfluss · L Füllstand · P Druck · T Temperatur · A Analyse
Folgende Buchstaben (Funktion)	I Anzeiger · C Regler · T Transmitter · V Ventil · S Schalter/Sicherheit · A Alarm

Vom Schema zum Signal

Hinter jeder Blase steckt ein reales Signal, das zu verdrahten und zu skalieren ist — meist eine 4-20-mA-Schleife, deren Endpunkte in eine physikalische Größe umzurechnen sind, was eine 4-20-mA-Skalierung leistet. Das R&I-Schema ist damit die Brücke zwischen Zeichnung und Steuerung: Jeder gezeichnete Kreis wird zu einem Eingang, einem Ausgang und einem Regelbaustein im Leitsystem.

PFD und P&ID nicht verwechseln

Dem R&I-Schema vorgelagert ist das PFD (Process Flow Diagram, Verfahrensfließbild), einfacher: Es gibt den Überblick, die großen Apparate und die Hauptströme, ohne das Detail von Ventilen oder Instrumenten. Das PFD beantwortet „was tut der Prozess?”; das P&ID beantwortet „wie ist er gebaut und gesteuert?”. Man wechselt von einem zum anderen im Verlauf der Planung, vom Konzept zum Detail. Die Normen ISA-88 und ISA-95 strukturieren danach Batch-Rezepte beziehungsweise die Anbindung an die Unternehmensführung.