I componenti di un sistema di sicurezza tipico delle installazioni in galleria

Gli impianti di sicurezza di galleria sono in genere strutturati ricorrendo a tre tipi di componenti: - Sensori

- Risolutori logici - Attuatori

Nella configurazione più semplice si verifica il seguente processo di attivazione: - Il sensore raccoglie e trasmette i dati ad un operatore logico;

- L’operatore logico elabora le informazioni ricevute e, in caso di anomalia, invia un segnale ad un attuatore;

- L’attuatore, ricevuto il segnale, modifica lo stato dell’impianto per porlo in stato attivo. La buona integrazione di questi elementi garantisce la sicurezza funzionale dell’impianto.

Rispondono a questa logica di struttura gli impianti di ventilazione di galleria, la cui attuazione è prevista per necessità sanitaria al superamento di soglie limite dei valori monitorati (opacità, monossido di carbonio, CO2) o per intervento in condizione di emergenza, con attivazione automatica o comandata.

4.2.1 Sensori

I sensori devono essere in grado di rilevare un livello di parametro guida e misurarlo su scala. È necessario che il sensore risulti caratterizzato da una soglia in corrispondenza della quale si attivi un impulso di allarme. La scelta della soglia di allarme è variabile in funzione del parametro monitorato, della pericolosità dello scenario che si attiva al superamento della soglia e viene selezionato anche considerando l’opportuno bilanciamento verso l’esposizione a falsi positivi.

4.2.2 Collegamenti

I dati rilevati dai sensori vengono trasmessi tramite cavo in rame o fibra ottica a delle LAN (Local Area Network) poste in zona sicura presso zone a maggiore sicurezza della galleria. I collegamenti vengono realizzati tipicamente in fibra ottica perchè tale tecnologia permette di trasmettere i segnali con la migliore velocità e affidabilità circa l’effetto di rumore, risultando insensibile alle interferenze e alle perturbazioni di tipo elettromagnetico. Le stesse LAN consentono ottime prestazioni in termini di velocità di trasferimento dei dati.

Per poter monitorare i dati da remoto, le informazioni vengono in genere anche trasferite da una LAN ad una WAN (Wide Area Network), una rete che si estende su grandi distanze geografiche.

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Figura 75: Wide Area Network collegata ad una LAN

I collegamenti sono in genere ridondati tra le diverse cabine perché i dati siano conservati su più dispositivi. All’interno delle cabine non sussiste la necessità di utilizzare esclusivamente collegamenti in fibra ottica dal momento che, essendo ambienti confinati in luoghi sicuri, non si riscontra in genere un rischio di interferenze esterne; inoltre la vicinanza dei dispositivi all’interno di una cabina rende superflua la velocità di trasmissione della fibra, risultando sufficiente l’utilizzo di collegamenti in rame per la maggior parte dei componenti. Il primo esempio di collegamento in rame si ha nella trasmissione dati tra una LAN di galleria e una LAN posta in cabina.

Figura 76: Collegamenti in rame e in fibra tra diversi elementi nelle cabine

Nell’immagine sono raffigurati i collegamenti in rame (linea continua) tra due LAN. Si distinguono dai collegamenti in fibra (linea tratteggiata).

Le LAN di cabina provvedono poi a trasmettere i dati, sempre tramite collegamenti in rame, a diversi componenti:

- Reti WAN

- NAS (Network Attached Storage) - DSS (Support Decision System)

- SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)

Tutti i collegamenti tranne uno (quello con lo SCADA) sono in genere caratterizzati da opportuna ridondanza. Questo non vale per lo SCADA per il quale è previsto in genere un solo collegamento con la LAN. Alcuni componenti (VSR e DSS) sono sovente in numero di due e ciò costituisce una ulteriore ridondanza a favore della sicurezza delle comunicazioni all’interno del sistema.

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Figura 77: collegamenti tra LAN di cabina e altri componenti della cabina

4.2.3 NAS (Network Attached Storage)

I NAS sono dispositivi collegati alla rete la cui funzione è quella di consentire agli utenti di accedere e condividere una memoria di massa all'interno della propria rete o dall'esterno. Generalmente sono dotati di un sistema operativo e di diversi hard disk destinati all'immagazzinamento dei dati.

4.2.4 VSR (Voltage Sensitive Relay)

I VSR rilevano la tensione di ingresso generata e collegano o disconnettono automaticamente l'apparecchio o il circuito a tensioni preimpostate. In genere vengono utilizzati per evitare l'eccessiva scarica di una batteria e sono molto comuni in sistemi dove è presente una coppia di batterie. Consentono di evitare cadute di tensione presso le LAN garantendo, con prestazioni elevate, la continuità della distribuzione elettrica.

4.2.5 DSS (Decision Support System)

È un sistema software di supporto alle decisioni che permette di aumentare l'efficacia dell'analisi in quanto fornisce supporto a tutti gli utilizzatori che devono prendere decisioni strategiche di fronte a problemi che non possono essere risolti con i modelli della ricerca operativa. La funzione principale di un DSS è quella di estrarre in poco tempo e in modo versatile le informazioni utili ai processi decisionali, provenienti da una rilevante quantità di dati.

4.2.6 SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) e PLC (Programmable Logic Controller)

Dall’acronimo, SCADA indica un sistema in grado di effettuare controlli di supervisione e acquisizioni di dati. Uno SCADA può identificare anche semplicemente un software che permette la realizzazione e il funzionamento di sistemi di supervisione, controllo e telecontrollo senza dover necessariamente scrivere codici attraverso linguaggi di programmazione.

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I sistemi SCADA sono spesso utilizzati come interfaccia, nell'ambito dei sistemi di controllo e necessitano di: - sensori che effettuano misurazioni e/o registrano variazioni di grandezze fisiche sul sistema in

oggetto;

- microcontrollori, nel nostro caso PLC (Programmable Logic Controller) i quali effettuano misurazioni tramite i sensori a cui sono collegati e memorizzano i valori misurati in una memoria locale;

- un sistema di telecomunicazione tra i microcontrollori e il supervisore;

- uno o più computer supervisori (server) che periodicamente raccolgono i dati dai microcontrollori e li elaborano per estrarne informazioni utili.

Tipicamente, con riferimento agli impianti e ai sottosistemi di mitigazione, lo SCADA è collegato ai PLC attraverso una LAN. Gli stessi PLC sono poi messi in comunicazione con le LAN di galleria e con degli OLM (Optical Link Modules), strumenti che permettono il passaggio dal rame alla fibra, e successivamente alla cabina.

Figura 78: Collegamenti tra SCADA e PLC

Figura 79: Collegamenti tra PLC ed elementi prossimi alla galleria

4.2.7 Attuatori

Lo SCADA processa i dati e adotta le decisioni e, comunicando con gli elementi presenti nei by-pass, ordina agli attuatori il funzionamento previsto. In ogni by-pass, infatti, sono presenti degli interruttori (switch) in grado di azionare ad esempio le porte tagliafuoco e i ventilatori. Tali interruttori, ai quali d’ora in poi ci si riferirà con l’appellativo “attuatori”, sono la parte terminale del sistema. Non fanno parte del processo logico- decisionale come lo SCADA e i PLC ma si limitano a mettere in pratica gli ordini che ricevono da monte. Gli attuatori sono automatici, non necessitano dunque di un intervento umano per modificare lo stato del sistema.

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