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La soluzione di “Leakage Detection” nei circuiti di raffreddamento in acciaieria

Se non rilevate rapidamente, piccole fessurazioni e piccole perdite d’acqua nelle tubazioni di raffreddamento possono portare a fermate della produzione, danni agli impianti o in casi peggiori, alla perdita di vite umane
Un sistema che rileva efficacemente perdite non è solamente una parte importante dell’automazione e del controllo di processo ma, più importante, una parte integrante della politica della sicurezza.
Un sistema di rilevamento perdite deve essere semplice da installare, in grado di gestire variazioni di condizioni di processo e facilmente espandibile.

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
SAVE ottobre 2017 Il PLC di sicurezza. Esperienza applicative nel macchinario e nel processo

Pubblicato
da Alessia De Giosa
SAVE 2017Segui aziendaSegui




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Veronafiere 18-19 ottobre 2017 Gli atti dei convegni e pi di 8.000 contenuti su www.verticale.net Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore 27 ottobre Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore Alimentare Alimentare Petrolchimico Alimentare 28 ottobre Alimentare Petrolchimico Alimentare Alimentare Petrolchimico Visione e Tracciabilit 28 ottobre Luce Energia Domotica LED Luce Energia Domotica LED 01/03/2016 Products Solutions Services Leakage Detection System
Il modo sicuro per monitorare circuiti critici di raffreddamento
nell'industria dei metalli Slide 1 AE 01/03/2016 Endress+Hauser chi siamo, cosa facciamo Slide 2 R. Gusulfino Leakage Detection System 01/03/2016 Nuova sede Endress+Hauser Italia Slide 3 R. Gusulfino Leakage Detection System 01/03/2016 Offerta Endress+Hauser : strumenti, servizi, soluzioni Slide 4 R. Gusulfino Leakage Detection System 01/03/2016 Sistema di controllo perdite dei circuiti di raffreddamento ' L'acqua viene usata come liquido di raffreddamento nei processi di fusione dei metalli, ed il suo flusso in ingresso e in uscita deve essere
monitorato per stabilire se vi sono perdite nel circuito di
raffreddamento. ' E' purtroppo noto che le perdite che si possono generare nei circuiti di raffreddamento, possono determinare reazioni non controllabili
fino a scatenare esplosioni in caso di contatto importante tra il
refrigerante ed il metallo liquido. Leakage Detection System Slide 5 AE 01/03/2016 Perch i clienti acquistano un Leakage Detection System 20.9.2010, BOLIVAR, VENEZUELA At least 3 people injured after explosion in steel plant. BOLIVAR, VENEZUELA (BNO NEWS) ' At least three people were severely injured after a steel plant exploded in
southeast Venezuela on Monday, the second incident in the
last 15 days in the area, the state-run Agencia Venezolana
de Televisin (AVT) reported. The accident took place at the
'"Pellas de Ferrominera
Orinoco" plant in Bolivar state.
Preliminary reports indicate that
generators within the facility
exploded. The three workers
wounded sustained burns in 90
percent of their body one is in
severe condition 11.2.2010, Hamburg, Germany 1 injured by explosion in Hamburg steel plant.
According the fire brigade water entries in the casting
and caused the explosion. 27.8.2009, Luzerne, Switzerland 6 injured trough explosion in production
of Swiss Steel AG in Emmenbrcke At 02.30am it came to an
explosion in the steel plant
of Swiss Steel AG in
Emmenbrcke LU. 6
persons were injured and
have been transported to
hospital. Because of the damages on the plant the
production will be interrupted for several days.
According first findings a broken exhaust
bracket damaged a cooling circuit. Therefore
water entered into the steel melt and caused
the explosion. 20.6.2010, Pittsburgh, USA 20 workers injured trough explosion in
steel plant. It took hours before the fire brigade was able to
get the fire under control after the explosion in
the steel manufacturing plant. According a
speaker of the rescue forces it was a pure
miracle that nobody lost his life at the explosion.
20 People have been injured, 3 of them are in
serious state. Most injuries are caused by
burns. Leakage Detection System Slide 6 AE 01/03/2016 Perch investire in un Leakage Detection Systems ' Se non rilevate rapidamente, piccole fessurazioni e piccole perdite d'acqua nelle tubazioni di raffreddamento possono portare a fermate
della produzione, danni agli impianti o in casi peggiori, alla perdita di
vite umane
' Un sistema che rileva efficacemente perdite non solamente una parte importante dell'automazione e del controllo di processo ma, pi
importante, una parte integrante della politica della sicurezza.
' Un sistema di rilevamento perdite deve essere semplice da installare, in grado di gestire variazioni di condizioni di processo e facilmente
espandibile. Leakage Detection System Slide 7 AE 01/03/2016 Requisiti di un Leakage Detection Systems ' Accurato rilevamento di perdite impercettibili ' Ogni perdita elevata comincia con poche gocce. Ioccorre rilevare le perdite prima che quest diventino pericolose. ' Affidabile per non creare falsi allarmi ' Falsi allarmi provocano costi e diffidenza nel sistema. Sistemi che creano falsi allarmi vengono presto bypassati . ' Adattabile a diversi processi e condizioni di impianto ' Ogni impianto diverso dall'altro. Un sistema di Leakage Detection deve anche essere in grado di gestire variazioni di condizioni ' Compliant in accordo agli standard e norme di sicurezza ' Norme di sicurezza quali le ISO13849-1 o IEC61508/IEC61511 devono essere soddisfatte per essere parte integrale della politica della sicurezza Leakage Detection System Slide 8 AE 01/03/2016 Leakage Detection System Applicazioni target in acciaieria Slide 9 AE 01/03/2016 Leakage Detection System : principio di funzionamento ' I Leakage Detection System sono progettati per rilevare perdite nei circuiti di raffreddamento . ' I flussi di mandata e ritorno sono misurati da opportuni flowmeters.
' Sensori di Temperatura misurano la temperatura dell'acqua alla mandata e al ritorno, per permettere di fare la compensazione del volume ad ogni
variazione di temperatura ' Le portate compensate in temperatura sono confrontate , se la differenza supera un certo limite viene attivato un allarme F T F T Cooling Circuit Feed Run Cooling Circuit Return Run Process Leakage Detection System Slide 10 AE 01/03/2016 Selezione dei Flowmeters per leakage detection solutions Application Dispositivo ideale Alternativa Altoforno (ugelli/injection nozzles)
Convertitore (oxygen lances)
Forni ad arco elettrico (Panels) AC type currents up to 80 kA DC type currents up to 140 kA Modificati per supportare intensi campi magneticii Leakage Detection System Slide 11 AE Promag Promag Promag Promag Prosonic Prosonic 01/03/2016 Densit dell'acqua in funzione della temperatura Leakage Detection System Slide 12 AE 01/03/2016 System Overview Parametri di sistema
' Da 1 a 15 circuiti di raffreddamento ' Allarmi per differenza di portata (>=0.3% alle
condizioni di riferimento) ' Range di temperatura: 0-99 C
' Range Flow: 10-2700 m3/h
' Range Pressure : 1-10 bar
' Safety integrated system secondo IEC61511 / EN
ISO13849-1 Leakage Detection System Slide 13 AE 01/03/2016 Leakage Detection System Richard A. Heyne Slide 15 Versione standard sicuro (safety category 1) ' Esempio per un circuito di raffreddamento safety level EN954-1 categoria 1 01/03/2016 Leakage Detection System Richard A. Heyne Slide 16 Componenti Hardware ' CPU Fault-tolerant (S7-315F 2 DP)
' CPU modello S7-317F 2 DP in caso di elevato numero di circuiti
' Scheda per segnali 4-20mA per portate e temperatura ' fault-tolerant analog input cards SM336 ' Ogni scheda ha 6 x 4-20 mA analog inputs
' Schede analog output per ripetere segnali di portata compensata ingresso e suscita e differenziale di portata.
Analog output cards of type SM332 are used ' Ogni scheda ha 8 x 4-20 mA analog outputs 01/03/2016 Leakage Detection System Richard A. Heyne Slide 17 ' Se la differenza di portata compensata eccede il set point, viene attivato un allarme sottoforma di output digitale. Scheda
di output digitali Fault-tolerant digital



' Un rel di sicurezza viene utilizzato per trasferire il comando di chiusura valvole sotto forma di contatto pulito.
' Pannello operatore con schermo 5.7" Touch Screen viene utilizzato per viaualizzare valori e permetter l'accesso
all'operatore. current values and to permit operator access.
This panel is mounted at the front of the control cabinet and is
connected directly to the control unit Componenti Hardware 01/03/2016 Interfaccia operatore Leakage Detection System Slide 18 AE 01/03/2016 Flowmeters nell'industria dei metalli Flow meter:
Promag 35S for cooling water

Vantaggi Misura di portata stabile ed accurata anche in caso di instabilit idraulica e del fluido. Leakage Detection System Slide 19 AE 01/03/2016 Misuratore a ultrasuoni in tecnica 2-Wire (Prosonic Flow 92F) installato direttamente su un forno ad arco in alternativa a magnetico 'Here every cardiac pacemaker would fail' ' Per circuiti di raffreddamento in forni ad arco elettrico ' Pu essere installato vicino alle linee di alimentazione ' Correnti e campi magnetici elevati rendono questa applicazione molto difficile per altre tecnologie( Es. MID).



' Semplice installazione (tecnica 2-Wire)
' Segnale di misura assolutamente stabile (non influenzato dai campi magnetici) ' Elevata accuratezza(opzionale 0,3% sino a DN80)
' DN25'150, -40'+150C


Leakage Detection System Slide 20 AE 01/03/2016 Sensori di temperatura per Leakage Detection System ' Sensori di temperatura standard Omnigrad M TR10 con uscita 4-20mA ' Diverse lunghezze disponibili
' Testa in alluminio IP65 to IP67
' Sensori con guaina in ossido minerale
' Pt100 precisione in Class A
' Pt100 wire-wound (-200...600C)
' Collegamento 4-fili
' TSP: SOT-sensore per rapidi tempi di risposta
' TMT82 trasmettitore (HART, SIL2/3) Leakage Detection System Slide 21 AE 01/03/2016 Migliorare l'efficienza e la sicurezza di impianto ' Sistema di sicurezza secondo ' IEC61511 SIL Industria di processo ' EN ISO 13849-1 Sistemi di sicurezza relativi alle macchine (PL)
' Compensazione in temperatura della portata in volume estremamente accurata
' Adattamento rapido dei range e degli I/O

' Commissioning semplificato da men guidato

' Allarme locale e remoto e riconoscimento ' Pi livelli di allarme e tipologie

' Possibilit di elaborare i segnali Leakage Detection System Slide 22 AE 01/03/2016 Leakage Detection System Standard package
' Cabinet RAL 7035 (appr. 800x1000x300 per 5 circuiti) ' Safety controller S7-31xF 2DP
' 4xSafe analog input per anello raffredd.
' 2x Safe digital output per anello raffredd.
' 1x 230VAC circuit rel di sicurezza
' Pannello operatore 7' touch screen

Optional
' Interfaccia Profibus DP (incl. DP/PA coupler)
' Modem per manutenzione remota (WAN or analogica) ' 2x digital input per circuito di raffreddamento per tacitazione allarme Leakage Detection System Slide 23 AE 01/03/2016 Funzioni standard : signal tuning La funzione di smoothing riduce i picchi negli ingressi analogici calcolando la
media in un intervallo di tempo.
La funzione Peak filtering riduce il rischio di allarmi errati da picchi generati
dal processo e ottimizza lo smoothing mediante la funzione di media.
Lo funzione di ritardo temporale viene utilizzata per compensare, ad esempio,
lunghi tratti di tubazione o fluttuazioni di pressione Leakage Detection System Smoothing Peak Filtering Slide 24 AE 01/03/2016 Referenze ' 1. Acciaieria in Turchia ' Lo scopo del progetto era la gestione dei circuiti di raffreddamento di 3 BOF (Basic Oxygen Furnace) con 4 circuiti ciascuno.
Leakage Detection System Slide 25 AE 01/03/2016 ' Lo scopo del progetto era la gestione dei circuiti di raffreddamento di un BOF (Basic Oxygen Furnace) con 4 circuiti ciascuno. Leakage Detection System Slide 26 AE Referenze ' 2. Acciaieria in India 01/03/2016 Referenze ' 3 Acciaieria in Kazakhstan ' 4 Submerged Arc Furnaces,110kA each, magnetic fields of appr. 6 MT ' 4 Gas cleaning systems ' Totale : 108 cooling circuits da monitorare: 8 Leakage Detection Systems - 936 Mag Flowmeter Promag 50P - 936 RTD plus TMT - 860 Measuring tubes - 120 Level devices FMR250 Leakage Detection System Slide 27 AE 01/03/2016 Referenze ' 4. Impianto in Italia Leakage Detection System Slide 28 AE 01/03/2016 Products Solutions Services Grazie per l'attenzione ! Slide 29 AE


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