[공정] P&ID 계장(Instrument) Symbol과 태그 번호(Tag No.) 체계 분석

플랜트 공정 시스템의 안정성과 경제적 효율성을 확보하기 위해서는 온도, 압력, 유량, 레벨 등의 공정 변수를 지속적으로 측정하고 정밀하게 제어해야 한다. 공정 배관 계장 도면(P&ID, Piping and Instrumentation Diagram) 상에 표기되는 다양한 형태의 도형 기호와 영문 약어 조합은 플랜트의 감시 및 제어 구조를 규정하는 핵심 엔지니어링 표준이다. 전 세계 플랜트 설계 프로젝트는 예외 없이 ANSI/ISA-5.1 표준을 기반으로 계장 심볼과 태그 번호를 정의한다.

P&ID 계장 심볼

 

1. 계장 식별 번호, 태그 번호(Tag No.)의 규칙

P&ID 도면 내 계장 기호의 내부에는 'PRV', 'FIC'와 같은 알파벳 조합의 식별 부호(Letter Identification)가 기재된다. 이 문자열은 임의로 부여되는 것이 아니라 엄격한 표준 규칙에 따라 배열된다.

• 첫 번째 글자 (Measured Variable): 측정 대상이 되는 물리량을 나타낸다.
  • P = Pressure (압력), R = Radiation (방사능), V = Viscosity/Vibration (점도/진동)
• 후속 글자 (Readout or Output Function): 측정된 변수를 바탕으로 수행되는 기능이나 출력을 나타낸.
  • R = Regulation (조절), V = Valve (밸브)

Tag No.

실무 예시: PRV

• P (압력) + R (조절) + V (밸브) = Pressure Regulating Valve (압력 조절 밸브)

이처럼 태그 번호의 알파벳 조합 분석을 통해 해당 계기가 수행하는 공정 내 임무를 직관적으로 식별할 수 있다.

 

 

2. 제어 유형과 설치 위치에 따른 심볼의 분류

P&ID 상의 기호 외형(원형, 사각형, 육각형, 마름모)과 내부 선(가로선 유무)은 해당 계기의 설치 위치와 제어 아키텍처를 결정한다.

2.1. 가로선에 따른 물리적 설치 위치 구분

• 선이 없는 원형 (Field Mounted): 프로세스 배관이나 기기에 직접 설치되어 현장 작업자가 육안으로 확인 및 조작하는 물리적 장치.
• 중앙 실선 1줄 (Primary Location): 중앙 제어실(CCR, Central Control Room)의 메인 콘솔 및 디스플레이에 연동되어 운전원이 감시하는 핵심 데이터.
• 중앙 점선 2줄 등 (Auxiliary Location): 보조 제어실이나 현장 로컬 판넬(Local Panel)에 위치하여 제한된 구역에서 모니터링되는 계기.

2.2. 도형 형태에 따른 제어 유형 구분

• 단순 원형 (Discrete Instruments): 독립적으로 작동하는 개별 단독 계기.
• 사각형 안의 원 (Shared Display/Control): 분산제어시스템(DCS, Distributed Control System) 환경에서 화면을 공유하며 연산 및 제어가 수행되는 시스템.
• 육각형 (Computer Function): 상위 컴퓨터 연산 기능이 개입하여 복잡한 제어 알고리즘을 처리하는 유형.
• 마름모 안의 사각형 (PLC): 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC, Programmable Logic Controller)를 통해 로직 제어가 수행되는 유형.

Function Symbol

 

 

3. 계장 신호 전달 방식, 라인(Line) 심볼 표준

계기 상호간 또는 제어 시스템과 현장 기기 간 데이터 및 명령을 전송하는 신호선은 유체 배관 흐름선과 명확히 구분되어야 한다. 표준화된 패턴을 적용하여 통신 매체의 특성을 규정한다.

• Electrical Signal (전기 신호): 하드웨어 통신 및 아날로그 전송에 널리 쓰이며, 점선(- - - - -)으로 표현된다. 표준 4~20mA 전류 루프 신호나 디지털 통신선이 이에 해당한다.
• Pneumatic Signal (공압 신호): 계장용 압축 공기(보통 3~15 psi)를 활용한 물리적 압력 전달 방식이다. 실선 위에 촘촘한 사선이 교차하는 형태로 표기되며, 방폭 요구 지역에서 화재 및 스파크 위험을 원천 차단하기 위해 필수적으로 적용된다.
• Capillary Tube (모세관 신호): 모세관 내부의 액체를 통해 압력 신호를 물리적으로 전달하는 선(-×-×-×-)이다. 고온의 공정 유체로부터 압력 측정 트랜스미터를 보호할 때 활용된다.
• Internal Software Link (소프트웨어 링크): 제어 시스템 내부의 소프트웨어 블록 간 가상 통신을 의미하며, 원이 연속된 선 형태로 표기된다.

Line Symbol

 

 

4. 결론

P&ID 상의 계장 심볼과 태그 번호 체계는 플랜트 공정의 자율적 측정, 판단, 구동 메커니즘을 규정하는 핵심 엔지니어링 언어이다. 개별 프로젝트의 공정 특성, 방폭 기준, 경제성 및 제어 철학(DCS vs PLC, 공압 vs 전기 신호)에 따라 최적의 심볼과 라인 사양이 도출되어야 하며, 이를 정확히 해석하고 검증하는 역량은 플랜트 설계 및 운영의 신뢰성을 담보하는 필수 조건이다.

 

참고문헌 및 표준 (Engineering Reference)

• ANSI/ISA-5.1: Instrumentation Symbols and Identification
• ISO 14617: Graphical Symbols for Diagrams

 

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