Qual è la differenza tra PFD, P&ID e PID

Il PFD, acronimo di Process Flow Diagram, detto anche “flowsheet”, è un diagramma utilizzato generalmente nell’ingegneria chimica e di processo per mostrare le interconnessioni esistenti tra le apparecchiature e i processi di un impianto industriale. Utilizzando questo schema è possibile descrivere nel dettaglio le relazioni esistenti tra le principali apparecchiature e il flusso dei fluidi coinvolti nel processo, indicando per ognuno le relative specifiche (come ad esempio la temperatura, la pressione, la portata, la densità ecc.).

Molto spesso si fa confusione tra il PFD e il P&ID, il Piping and Instrumentation Diagram, con cui si intende il disegno tecnico che consente di rappresentare la complessità di un impianto industriale, da cui è possibile inoltre estrarre i DataSheet (le schede tecniche), gli Hook-up (i tipici di montaggio) e le specifiche per il collegamento di ogni elemento dell’impianto. Sulla base dei dati riportati in questo diagramma sarà possibile studiare il percorso dei tubi (piping) e avere una rappresentazione tridimensionale dettagliata da cui estrarre tutte le informazioni necessarie alla fabbricazione delle linee di piping e degli schemi elettrici di automazione.

Tuttavia, la somiglianza tra le sigle e i dettagli tecnici presenti di ogni diagramma possono generare confusione. La comprensione di questi distinti schemi di processo, infatti, non è solo una questione accademica, ma ha implicazioni concrete nella progettazione, costruzione e manutenzione degli impianti industriali.

In questo articolo scopriamo le principali differenze tra il PFD e il P&ID e il ruolo strategico svolto da questi diagrammi nella progettazione di un impianto industriale.

Cos’è il PFD (Process Flow Diagram)

ll Process Flow Diagram è uno strumento grafico di fondamentale importanza nella fase iniziale di progettazione di un impianto industriale. Questo schema di processo, attraverso una rappresentazione semplificata, illustra le relazioni esistenti tra i principali elementi di un progetto, come le apparecchiature di processo e i flussi dei fluidi. La sua funzione è quella di delineare il percorso e la trasformazione che le materie prime subiscono all’interno dell’impianto, fino a diventare prodotti finiti. Nonostante la sua apparente semplicità, lo schema PFD fornisce una visione d’insieme immediata: permette di identificare le fasi principali del processo e di comprendere il flusso di lavoro senza soffermarsi sui dettagli tecnici.

Questa caratteristica lo rende particolarmente utile nelle discussioni preliminari di un progetto, dove le decisioni strategiche necessitano di una chiara comprensione del processo nel suo complesso, senza che i dettagli tecnici sovraccarichino o distolgano l’attenzione dall’obiettivo principale.

Lo scopo principale del PFD è quindi quello di fornire a ingegneri e progettisti un primo documento con cui visualizzare le singole fasi di funzionamento di un processo, senza includere i tutti i sistemi di tubazioni e gli altri componenti di minore importanza.

La differenza tra PFD, P&ID e il controller PID

Quando si esplorano le sfaccettature della progettazione impiantistica, è essenziale comprendere le differenze tra un Process Flow Diagram e un Process & Instrumentation Diagram. Il PFD costituisce una macro-mappa che consente di delineare e comprendere il flusso generale di un processo industriale, mettendo in evidenza le sequenze operative e le relazioni tra le principali apparecchiature. Da parte sua, il P&ID rappresenta l’evoluzione dettagliata di questo flusso, includendo tutte le informazioni tecniche necessarie per l’analisi, il design e l’implementazione di ogni elemento dell’impianto.

Mentre il Process Flow Diagram fornisce un’immagine ad alto livello, utile per prendere decisioni strategiche, il Piping & Instrumentation Diagram entra nel dettaglio delle specifiche tecniche: mostra le valvole, le linee di piping, gli strumenti di misura e controllo e altri dettagli fondamentali per la costruzione, l’operatività e la manutenzione dell’impianto.

La differenza pratica è che il P&ID non descrive solo il processo, ma rende tracciabili componenti e identificazioni utili nelle fasi successive di progetto. Per questo, dal P&ID è possibile ricavare anche le liste P&ID (Line List, Valve List, Instrument Index), che aiutano a gestire revisioni e verifiche senza ricalcoli manuali. Proprio perché il P&ID diventa la base di molti output successivi, il modo in cui viene gestito fa una grande differenza: un conto è lavorare con un approccio CAD più manuale, un altro è adottare un P&ID intelligente pensato per mantenere più coerenti dati, liste e revisioni.

In altri termini, il PFD fornisce una visione d’insieme sulle principali fasi di processo esistenti, mentre il P&ID analizza nel dettaglio come ogni singola fase viene realizzata e controllata, fornendo maggiori informazioni relative, ad esempio: alle apparecchiature (motori, turbine ecc.), alle tubazioni, agli attacchi, agli elementi di carpenteria, fino alle pompe e ai recipienti usati per lo stoccaggio dei fluidi.

Il disegno di un impianto può inoltre essere semplificato usando software che velocizzano la stesura grafica degli schemi di processo: è un esempio ESApro P&ID, l’applicativo AutoCAD che prevede due moduli distinti, uno grafico e uno dedicato alla gestione dei dati. Utilizzando questi strumenti è quindi possibile supervisionare ogni singola fase di sviluppo del diagramma e automatizzare il disegno dell’impianto: l’applicativo mette infatti a disposizione dei progettisti molteplici funzionalità dedicate alla gestione delle linee e al posizionamento automatico dei componenti.

La transizione tra i due diagrammi è un passaggio cruciale nel procedimento di ingegnerizzazione: si passa da un approccio concettuale a uno esecutivo, dove la precisione e l’attenzione ai dettagli sono fondamentali per la riuscita del progetto.

Questi due diagrammi, infine, non devono essere confusi con il controller PID, acronimo di Proportional Integral Derivative, il dispositivo elettronico utilizzato durante il controllo dei processi industriali e in molti altri sistemi che necessitano di un controllo continuo. I controller PID, conosciuti anche come regolatori PID, infatti, sono dei dispositivi che permettono di controllare una delle fasi del processo: utilizzano un algoritmo che consente, mentre il sistema è in funzione, di correggere e autoregolare le variazioni delle variabili sottoposte a controllo.