SISTEMI D'ARRESTO E SPEGNIMENTO D'EMERGENZA PER IMPIANTI INDUSTRIALI

Impianto industriale

Cosa sono i sistemi d’arresto di emergenza? Che differenza c’è tra un sistema d’arresto d’emergenza e un sistema di spegnimento di emergenza? Come vengono implementati questi sistemi nell’automazione industriale?

Benvenuto su questo sito dedicato all’automazione, ai PLC, e ai sistemi di supervisione. Oggi parliamo dei sistemi di spegnimento d’emergenza, preziosi alleati che garantiscono il funzionamento sicuro degli impianti, o per lo meno permettono di ridurre notevolmente il rischio connesso all’operatività su di essi.

Novità automazione e plc

Ecco gli argomenti di questa lezione:

La sicurezza nell’automazione industriale.

Differenze tra un sistema d’arresto di emergenza e un sistema di spegnimento di emergenza.

I sistemi di spegnimento d’emergenza.

Aree d’applicazione dei sistemi di spegnimento d’emergenza.

I livelli di integrità e di sicurezza SIL (Safety Integrity Level).

1. La sicurezza nell’automazione industriale.

Qualsiasi sia l’area d’applicazione interessata dall’automazione industriale, la sicurezza ricopre un ruolo cardine, e per garantire il funzionamento sicuro degli impianti ci sono diversi sistemi che operano su diversi livelli come vediamo nella prossima immagine.

I vari livelli di gestione delle emergenze

Nella figura sopra troviamo che la sicurezza viene in effetti architettata a strati, partendo dallo strato più basso, dove il processo stesso viene progettato con criteri di sicurezza, e dove l’ultimo livello è rappresentato dal protocollo di sicurezza della comunità.

All’interno di questo sistema i dispositivi d’arresto e di spegnimento di emergenza sono impiegati sul livello quattro, quello chiamato di strumentazione di sicurezza.

Prima di parlare dei sistemi di spegnimento d’emergenza, facciamo chiarezza su qual’è la differenza tra questi sistemi e i sistemi d’arresto.

2. Differenze tra un sistema d’arresto di emergenza e un sistema di spegnimento di emergenza.

Un sistema d’arresto d’emergenza è un sistema che permette di fermare un macchinario o parte di esso, per esempio alla pressione di un pulsante d’emergenza, o al verificarsi di una certa condizione di pericolo.

L’arresto avviene in questo caso immediatamente ponendo l’impianto e le sue utenze in uno stato preciso, che a seconda del tipo d’applicazione possono essere disattivate o lasciate nello stato in cui si trovavano al verificarsi dell’arresto stesso.

Quasi sempre, in un classico quadro di controllo d’automazione la pressione di un pulsante di emergenza arresta le utenze, per cui spegne le valvole e i motori, mantenendo però acceso il PLC in modo che si possano generare gli allarmi relativi all’arresto di emergenza stesso.

Il tipico arresto d’emergenza che troviamo sui quadri d’automazione industriale prevede un fungo di colore rosso con sfondo giallo, lo vediamo nella prossima figura.

Pulsante a fungo d'arresto di emergenza
3. I sistemi di spegnimento d’emergenza.
Il sistema di spegnimento d’emergenza, a differenza di quello d’arresto, non ferma immediatamente l’impianto, ma rileva una condizione di pericolo e procede a uno spegnimento controllato dei macchinari, con una certa sequenza di sicurezza.
Lo spegnimento d’emergenza è un processo più complesso del semplice arresto d’emergenza, per questo si utilizzano apparecchiature apposite in grado di gestire una certa logica.

4. Aree d’applicazione dei sistemi di spegnimento d’emergenza.
Nell’industria automatizzata ci sono alcune aree d’applicazione dove lo spegnimento d’emergenza viene realizzato; tra queste quella che riguarda il gas & oil.
In questo settore il sistema spegne gli impianti per diminuire il rischio di fughe di gas e soprattutto di incendi che possano scaturire da queste.
Piattaforma d'estrazione
I sensori in campo monitorano costantemente le variabili di processo e rilevano i pericoli, attivando allarmi di avviso, mentre gli attuatori come valvole e motori sono controllati da sistemi di sicurezza.
Lo spegnimento di emergenza non è detto che debba intervenire spegnendo tutto l’impianto, poiché questo potrebbe determinare un pericolo, per cui la procedura attuata dipende dalle condizioni specifiche in cui l’impianto si trova; tutto viene svolto per minimizzare gli effetti dello spegnimento.

Nella prossima immagine vediamo un piccolo impianto con PLC e un sistema di spegnimento di emergenza ESD che agisce su una valvola di sicurezza.
Come vediamo nella figura al plc sono collegate sonde che rilevano pressione e temperatura, tuttavia troviamo anche due interruttori (switch) di pressione e temperatura connessi al modulo di arresto; normalmente questi si chiamano termostati e pressostati.
Il PLC comanda una valvola di regolazione ma è il sistema di spegnimento d’emergenza a controllare la valvola di sicurezza che intercetta il flusso di vapore.
PLC con apparecchiature d'emergenza
5. I livelli di integrità e di sicurezza SIL (Safety Integrity Level).
Gli impianti e i macchinari automatizzati rispondono a criteri di livello di sicurezza SIL che serve a catalogare il rischio connesso al loro utilizzo.
Nella prossima figura vediamo la tabella SIL che possiamo trovare nella documentazione Endress+Hauser. La classificazione del rischio prende in considerazione diverse variabili, tra le quali la probabilità che un incidente si verifichi e le conseguenze che ne possono derivare, intese come danni fisici agli esseri umani.
Tabella SIL
Come si vede nella figura sopra, un livello di sicurezza SIL 1 è quello necessario per garantire la sicurezza rispetto a danni leggeri e che raramente si verificano, per cui danni facilmente evitabili operando in maniera consapevole sui macchinari.
Il livello di sicurezza SIL 2 comprende danni più seri che possano comportare infortuni anche gravi, e in certi casi la morte; mentre il livello SIL 3 si riferisce a infortuni seri e morte più frequenti e per diverse persone.
L’ultimo livello, chiamato SIL 4, è quello che comprende le norme, le precauzioni, e le caratteristiche costruttive e di controllo per garantire sicurezza contro incidenti di vaste dimensioni.

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