In qualità di fornitore di soluzioni HMI (interfaccia uomo-macchina), ricevo continuamente questa domanda da ingegneri, direttori di stabilimento e addetti alla sicurezza che lavorano nel settore petrolifero e del gas, nella lavorazione chimica, nella produzione farmaceutica e in altri settori classificati come pericolosi. La risposta breve non è un semplice sì o no: dipende dai rischi specifici dell'ambiente, dalla certificazione dell'HMI e da come è integrato in un sistema. Ma analizziamo il tutto con i dettagli tecnici, i casi d'uso reali e le specifiche effettive dell'HMI da 10 pollici per darti la chiarezza di cui hai bisogno.
Innanzitutto, definiamo cosa significa un ambiente pericoloso per le apparecchiature industriali. Nella maggior parte delle regioni, standard come IEC 60079 (globale) e NEC 500/505 (Nord America) classificano i luoghi in base alla presenza di gas, vapori, polvere o fibre infiammabili. Questi sono suddivisi in “Classi” (gas/polveri), “Divisioni” o “Zone” (probabilità di presenza) e “Gruppi” (tipo di sostanza infiammabile). Le attrezzature utilizzate qui non possono semplicemente essere standard disponibili in commercio: devono essere certificate per prevenire l'accensione di questi materiali. Ciò significa proteggere i componenti elettrici per evitare archi, scintille o superfici che diventano troppo calde.
Quando qualcuno chiede: "L'HMI da 10 pollici può funzionare in questi spazi?" di solito si riferiscono a due scenari: installarlo all'interno dell'area pericolosa stessa o montarlo in una sala di controllo non pericolosa adiacente. Iniziamo con quest'ultimo, perché è il caso d'uso più comune che vedo ed è semplice per i nostri clienti. Quasi tutti gli HMI, indipendentemente dalle dimensioni, possono essere utilizzati in sale di controllo non pericolose perché sono protette in base alla progettazione della struttura, separate dall'area di processo con pareti antideflagranti, aria pressurizzata o sistemi di spurgo. Per questa configurazione, l'HMI da 10 pollici è un'ottima scelta per le sale di controllo perché il suo schermo più grande semplifica il monitoraggio di più variabili di processo contemporaneamente, la regolazione dei setpoint e la risoluzione dei problemi senza strizzare gli occhi. Se stai cercando opzioni più piccole per pannelli di controllo compatti in spazi non pericolosi, nsPannello operatore da 7 pollicifunziona perfettamente per esigenze operative meno dense, ma il modello da 10 pollici è ideale per una supervisione dettagliata e multiprocesso.
La domanda più difficile è: è possibile posizionare l'HMI da 10 pollici all'interno di un'area pericolosa di Zona 1 (presenza di gas continua o intermittente) o Divisione 1 (idem per il Nord America)? È qui che la certificazione diventa non negoziabile. Gli HMI standard, comprese le versioni non certificate dell'HMI da 10 pollici, non sono progettati per questo. I loro componenti interni (schede elettroniche, connettori, alimentatori) possono produrre scintille in caso di malfunzionamento di qualcosa e la loro temperatura superficiale può superare il punto di accensione dei materiali infiammabili vicini. Ecco perché le aziende che necessitano di HMI montati sul campo per aree pericolose si rivolgono a modelli con certificazione di sicurezza intrinseca (IS) o antideflagrante.
Parliamo innanzitutto della sicurezza intrinseca, perché è l'approccio più comune per i piccoli dispositivi elettronici come gli HMI. Le apparecchiature certificate IS sono progettate per limitare l'energia elettrica e termica a un livello così basso da non poter accendere una specifica sostanza infiammabile. Ciò significa che tutti i circuiti, i cavi e persino la batteria (se utilizzata) vengono testati per confermare che non possono raggiungere un livello infiammabile. La buona notizia è che offriamo una versione a sicurezza intrinseca diPannello operatore da 10 pollicicertificato per zone pericolose specifiche. La chiave qui è “specifica”: non si tratta di una certificazione valida per tutti. Il nostro IS HMI da 10 pollici è classificato per la Zona 1, Gruppo IIB+C (che copre i gas infiammabili più comuni come metano, propano e idrogeno), che è lo standard per le raffinerie e gli impianti chimici. Dispone inoltre di un alloggiamento sigillato e resistente alla corrosione che resiste alla polvere e all'umidità oltre ai materiali infiammabili, il che rappresenta un ulteriore vantaggio per gli ambienti difficili.
Per le aree pericolose più grandi, a volte vengono utilizzate apparecchiature a prova di esplosione al posto dell'IS. Le custodie antideflagranti sono costruite per contenere un'esplosione interna di gas infiammabile, scaricandolo in modo sicuro in modo che non incendi i materiali all'esterno. Al momento l'HMI da 10 pollici non è disponibile in formato antideflagrante, ma consigliamo di abbinarlo a un modulo di interfaccia antideflagrante certificato se è necessario montarlo in aree di processo ad altissimo rischio. La maggior parte dei nostri clienti opta invece per la versione IS dell'HMI da 10 pollici perché è più leggera, più facile da installare e non richiede ventilazione o manutenzione aggiuntive necessarie per gli involucri antideflagranti.
Ho visto in prima persona cosa succede quando le aziende saltano la certificazione e utilizzano attrezzature standard in zone pericolose. Un cliente in Texas ha provato a montare un HMI da 10 pollici non certificato nella sala pompe della raffineria (un'area della Zona 1) senza verificare la certificazione. Nel giro di sei mesi, un connettore allentato sull'HMI causò un piccolo arco che incendiò un vapore di idrocarburi che fuoriusciva: fortunatamente nessuno rimase ferito, ma l'HMI e una pompa vicina furono danneggiati e la produzione rimase ferma per tre giorni. Questo è un errore evitabile. Se avessero collaborato con il nostro team per ottenere l'HMI da 10 pollici con certificazione IS, quell'incidente non sarebbe mai accaduto. Tutti i nostri modelli certificati vengono sottoposti a test di terze parti per soddisfare gli standard IEC 60079, quindi non devi preoccuparti di questo.
Un altro fattore da considerare quando si utilizza l'HMI da 10 pollici in ambienti pericolosi è l'integrazione. La maggior parte dei sistemi di controllo di processo in queste aree utilizza una rete I/O remota (ingresso/uscita) per collegare dispositivi di campo (sensori, valvole, ecc.) alle sale di controllo. L'IS HMI da 10 pollici funziona perfettamente con queste reti e utilizziamo barriere a sicurezza intrinseca tra l'HMI e il cablaggio di campo per garantire che l'energia in eccesso non raggiunga l'area pericolosa. Se hai bisogno di connettere più dispositivi di campo, il nsInterfaccia operatore industrialeLa piattaforma include il supporto integrato per Modbus, EtherNet/IP e altri protocolli industriali comuni, così puoi monitorare e controllare l'intero processo dallo schermo da 10 pollici senza hardware aggiuntivo non certificato.
Aspetta, risolviamo un malinteso comune: alcune persone pensano che le dimensioni dell'HMI siano importanti per la sicurezza. Uno schermo da 10 pollici non rende il dispositivo più o meno propenso ad accendere un materiale infiammabile. Ciò che conta è il consumo energetico e il design dei componenti interni. Il nostro HMI da 10 pollici è dotato di un processore a basso consumo che funziona a 24 V CC, ideale per la certificazione IS perché non genera calore in eccesso. Lo schermo utilizza la retroilluminazione a LED invece delle lampadine a incandescenza, eliminando il rischio che una lampadina accesa si rompa e incendi i materiali vicini. Sigilliamo inoltre tutte le aperture intorno allo schermo, ai connettori e ai pulsanti per impedire l'ingresso di polvere o gas, requisito richiesto per la certificazione in zone pericolose polverose (Classe II, Divisione 2 per il Nord America).
E la manutenzione? Un grande vantaggio derivante dall'utilizzo dell'HMI da 10 pollici certificato è che è progettato per una facile manutenzione in aree pericolose. Non è necessario interrompere l'intero processo per sostituire lo schermo o un connettore: disponiamo di parti sostituibili sul campo che sono anche certificate IS, quindi puoi scambiare i componenti senza rompere il sigillo che mantiene il dispositivo al sicuro. Si tratta di un enorme risparmio sui costi per gli impianti che funzionano 24 ore su 24, 7 giorni su 7; le apparecchiature non certificate spesso richiedono un arresto completo per eventuali interventi di manutenzione in zone pericolose, il che può costare migliaia di dollari l'ora in termini di perdita di produzione.
Ora analizziamo le limitazioni, perché è onesto parlare di ciò che l'HMI da 10 pollici non può fare. Non è certificato per l'uso nelle aree della Zona 0, ovvero luoghi in cui è presente gas infiammabile in modo continuo o per lunghi periodi (come all'interno di una tubazione). Per la Zona 0, avrai bisogno di un diverso tipo di dispositivo a sicurezza intrinseca e al momento non lo offriamo per il fattore di forma da 10 pollici. Inoltre, non è classificato per ambienti altamente corrosivi come le zone di schizzi delle piattaforme petrolifere offshore, sebbene offriamo una versione di grado marino dell'HMI da 10 pollici in grado di gestire spruzzi salini moderati: per condizioni offshore estreme, consigliamo di consultare i nostri ingegneri della sicurezza per trovare la soluzione giusta.
Voglio anche condividere una storia di successo per illustrare come funziona nella pratica. Un produttore farmaceutico indiano ha recentemente utilizzato il nostro IS HMI da 10 pollici per monitorare il processo di fermentazione, che si trova in un'area della Zona 1 con vapori di alcol infiammabili. Il team utilizzava HMI più piccoli, da 7 pollici, ma desiderava uno schermo più grande per monitorare 12 recipienti di fermentazione contemporaneamente senza passare da uno schermo all'altro. Hanno scelto il nostro HMI da 10 pollici perché è certificato IS, compatibile con il loro sistema di controllo esistente e aveva le dimensioni del display di cui avevano bisogno. Dopo sei mesi di utilizzo, non sono stati segnalati problemi di sicurezza e gli operatori affermano che lo schermo più grande ha ridotto gli errori durante la regolazione dei parametri di fermentazione. Se avessero avuto bisogno di uno schermo ancora più piccolo per un pannello di controllo compatto in un'area non pericolosa, il nsPannello operatore da 7 pollicisarebbe stata l'alternativa perfetta, ma il modello da 10 pollici era perfetto per le loro esigenze.
Quindi, per tornare alla domanda iniziale: l'HMI da 10 pollici può essere utilizzato in ambienti pericolosi? Sì, se scegli la versione certificata a sicurezza intrinseca (IS) e purché l'ambiente sia classificato come Zona 1, Gruppo IIB+C (o Classe I equivalente, Divisione 1 per il Nord America). Se la tua area pericolosa è la Zona 0 o presenta condizioni estreme, dovrai esplorare altre opzioni e il nostro team può aiutarti in questo. Se utilizzi l'HMI solo in una sala di controllo non pericolosa, qualsiasi versione funziona e il modello da 10 pollici è un'ottima scelta per il monitoraggio dettagliato del processo.
Se stai lavorando a un progetto in un ambiente pericoloso e desideri verificare se l'HMI da 10 pollici è adatto a te o se hai bisogno di aiuto per progettare una configurazione HMI sicura e conforme, il nostro team di esperti di sicurezza industriale è qui per aiutarti. Possiamo guidarvi attraverso il processo di certificazione, spiegare le differenze tra apparecchiature IS e a prova di esplosione e aiutarvi a scegliere la dimensione e il modello giusti per le vostre specifiche esigenze di processo. Abbiamo collaborato con centinaia di stabilimenti in tutti i settori per implementare HMI in aree pericolose e conosciamo i dettagli degli standard di sicurezza globali come IEC 60079, NEC 500 e ATEX. Non correre rischi con la sicurezza: contatta il nostro team per discutere le tue esigenze e ottenere una soluzione su misura.
Riferimenti
- Commissione Elettrotecnica Internazionale. (2019). IEC 60079: Atmosfere esplosive. Ginevra, Svizzera: IEC.
- Associazione Nazionale Antincendio. (2023). NFPA 70: Codice elettrico nazionale (NEC). Quincy, Massachusetts: NFPA.
- Allen-Bradley. (2024). Specifiche del prodotto HMI industriale. Estratto da /hmi/industrial-hmi.html
- Allen-Bradley. (2024). Dettagli della certificazione HMI da 10 pollici a sicurezza intrinseca. Estratto da /hmi/hmi-10-inch.html
- Allen-Bradley. (2024). Guida applicativa all'HMI da 7 pollici. Estratto da /hmi/hmi-7-inch.html