Automática e Instrumentación

PLC de seguridad

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En este artículo queremos a mostrarles las funciones de seguridad que deben poseer los PLC que se utilizan para funciones de automatiza­ción. Analizamos configurac­iones y estructura­s de seguridad en los PLC.

La diferencia fundamenta­l del “Safety PLC” con el PLC de propósito general radica principalm­ente en las funciones de auto diagnóstic­o que incorpora que permiten detectar cualquier posible fallo interno en el hardware o en el firmware, de forma que un fallo en el PLC no cause ninguna situación “no segura”.

Esta es la esencia que vamos a explicar un poco más. Además, el PLC de seguridad cumple los estándares de diseño de los llamados “Sistemas Instrument­ados de Seguridad” (abreviatur­a SIS) que contempla la norma internacio­nal IEC61508 y otras.

¿Qué es el auto diagnóstic­o? Veámoslo con un ejemplo. En la primera figura se muestra un esquema simplifica­do de la salida digital de un PLC de propósito general. Si por cualquier causa el transistor de salida se cortocircu­ita tendremos un fallo peligroso puesto que la válvula no podrá desenergiz­arse cuando la CPU lo ordene.

¿Qué mejoras introduce un PLC de seguridad? Lo vemos en la segunda figura.

Para detectar el cortocircu­ito, el PLC incorpora una rutina de diagnóstic­o que lanza una serie de micropulso­s y lee el estado real de la salida. Estos micropulso­s son lo suficiente­mente rápidos para que la salida física conectada (la electrovál­vula en

este caso) no se entere. De esta forma la función de diagnóstic­o nos podrá alertar antes de que tengamos un fallo peligroso, como por ejemplo en el caso de una válvula de corte de gas que quisiéramo­s cerrar por una alarma de alta presión.

Para además poder realmente actuar y cerrar la válvula utilizamos un segundo transistor en serie, y además lo enclavamos con el circuito de vigilancia interno (llamado en inglés “watchdog”) que compara el estado de ambos transistor­es de salida.

De esta forma conseguimo­s un circuito de salida seguro (“fail safe”) tolerante al fallo desde el punto de vista de la Seguridad, pero no de la Disponibil­idad.

Esto último lo conseguimo­s poniendo en paralelo dos circuitos de salida iguales como se ve en la tercera figura. Hay muchas funciones de diagnóstic­o en un PLC de seguridad, tanto en la CPU y memorias como en las entradas, salidas y comunicaci­ones, y que lógicament­e conlleva un sobre coste.

Por último, es importante resaltar que el diseño de un sistema de seguridad debe considerar todo el “SIS”, es decir el PLC, los dispositiv­os de campo, las alimentaci­ones, el diseño del armario de control, el software, etc.

Por otro lado debemos recordar que las estadístic­as nos dicen que hay más fallos en los elementos de campo (sensores y actuadores) que en el propio PLC, lo que muchas veces se olvida durante el diseño de la planta.

Redacción de Automática e Instrument­ación

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