ESD – Emergency Shutdown System

Emergency Shutdown System to aplikacja, której zadaniem jest ochrona bezpieczeństwa ludzi, maszyn i urządzeń w zakładzie przemysłowym. Jest to układ blokadowy występujący w systemach automatyzacji przemysłowej zaprojektowany w celu powstrzymania bądź minimalizacji szkód wyrządzonych w wyniku nagłej awarii jak wyciek, wystąpienie otwartego ognia czy ulatnianie się niebezpiecznych gazów, oraz odpowiedniej sygnalizacji obecnego stanu za pomocą sygnału. W przypadku wykrycia awarii system sterujący procesem ma za zadanie natychmiastowo przekazać sygnał sterujący do napędu układu blokadowego, który odcina medium przepływające przez rurociąg. Można w ten sposób zatrzymać dopływ medium do miejsca wystąpienia awarii i zapobiec wyciekowi substancji z rurociągu, bądź zatrzymać wadliwe medium przed dotarciem do miejsca, w którym może wyrządzić znaczne szkody (np. gdy parametry medium uległy niepożądanym zmianom).

Podsumowując, układ blokadowy typu ESD chroni ludzi, maszyny i inne urządzenia przed konsekwencjami nagłego wydostania się na zewnątrz substancji szkodliwych bądź potencjalnie szkodliwych i niebezpiecznych. Często spotykane są również układy blokadowe typu „Dual-Block”, o których można przeczytać tutaj (link przekierowujący).

Aby układ blokadowy ESD zadziałał, konieczna jest sygnalizacja wystąpienia awarii. W zależności od potrzeb, może to być sygnalizacja za pomocą ręcznego wyłącznika uruchomionego przez operatora czy odczyt z czujników przetworzony przez system na sygnał sterujący. Zazwyczaj jednak układy ESD oparte są na działaniu urządzeń PLC, systemów DCS, BMS lub podobnych. Układy ESD są łączone w sieci strukturalne o odpowiedniej hierarchii, gdzie każdy kolejny poziom struktury odpowiada poważniejszemu zagrożeniu. W ten sposób dokonuje się podziału na nadrzędne i podrzędne układy blokadowe, co skutkuje odpowiednią reakcją na wykryte zagrożenie – zamknięciem zaworów na pojedynczej linii, bądź blokadą rurociągów w całej fabryce.

Układy ESD zbudowane są z zaworów procesowych dedykowanych do danego procesu, napędu umożliwiającego przesterowanie zaworu, skrzynki wyłączników krańcowych, urządzenia wyzwalającego oraz innych wymaganych komponentów. Najczęściej stosowanymi napędami w układach ESD są napędy pneumatyczne jednostronnego działania, jednak z powodzeniem stosowane są również inne, np. elektryczne. W przypadku napędów pneumatycznych stosowane są zarówno napędy zębatkowe typu Rack & Pinion jak i tłokowe typu Scotch Yoke, dobierane w zależności od aplikacji. Ze względu na przeznaczenie układu kluczową cechą jest pozycja bezpieczna. Oznacza to pozycję jaką przyjmie zawór po nagłym i niespodziewanym zaniku zasilania. Zawór może wtedy przyjąć pozycję otwartą bądź zamkniętą, w zależności od wymagań i zapotrzebowania: „Fail to open” bądź „Fail to close”. W przypadku układów ESD zalecane jest stosowanie napędów jednostronnego działania – właśnie ze względu na występowanie w nich pozycji bezpiecznej. W przypadku napędów dwustronnego działania istnieje ryzyku, że po utracie zasilania w przypadku wykrycia awarii napęd nie zadziała.

Dzięki szerokiej gamie materiałowej z jakiej wykonane są poszczególne komponenty układów ESD możliwe jest wykonanie takiego układu dostosowanego do najróżniejszych mediów stosowanych w przemyśle. Jednocześnie nic nie stoi na przeszkodzie instalacji powyższych układów w strefach niebezpiecznych, wymagających certyfikacji ATEX.

Biorąc pod uwagę przeznaczenie i cel stosowania systemów ESD – czyli ochrona życia i zapewnienie bezpieczeństwa
w przypadku nagłych awarii – konieczne jest, aby każde z urządzeń stosowanych do budowy układu posiadało poziom nienaruszalności bezpieczeństwa SIL.