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SEGURIDAD PASIVA HASTA SIL3/ PLe: IMPLEMENTACIÓN DE LOS ESTÁNDARES MÁS AVANZADOS
La seguridad funcional en relación con las soluciones clásicas de bus de campo basadas en Ethernet significa, desde el punto de vista técnico de control y de cableado, cablear cada actuador individual mediante cables de conexión preconfeccionados y proporcionarle una salida segura propia. Esto se puede implementar con las pasarelas ASi-Safety y Safe Link de Bihl+Wiedemann, lo que permite acoplar entre sí de forma segura casi 2000 señales de seguridad a través de Ethernet. La ventaja que ofrecen estas soluciones es evidente: máxima flexibilidad en toda la topología orientada a la seguridad, ya que cada actuador puede desconectarse individualmente. Pero ¿es realmente necesaria esta desconexión individual del suministro eléctrico, por ejemplo, en cada rodillo motorizado de un tramo de transporte o en cada accionamiento de una máquina de embalaje? ¿No basta en determinadas circunstancias con desconectar grupos enteros de actuadores a la vez en un caso de emergencia? Y ¿qué sucede con la comunicación con el actuador si este se desconecta de manera segura a través de Ethernet? Correcto: en este caso, la conexión técnica de datos se inhabilita; ya no es posible una reacción o lectura de los módulos, y tampoco un diagnóstico o una respuesta de error cualificada. Todo lo contrario de lo que necesita la Industria 4.0 y lo que requieren las estructuras de TI digitalizadas de los conceptos de máquinas con garantía de futuro. Además, los responsables de la toma de decisiones no están satisfechos con los elevados costes de hardware y de cableado (que apenas aportan valor añadido) de las conexiones de bus de campo directas de cada uno de los actuadores.
Análisis y optimización de conceptos de seguridad
Nunca es conveniente no valorar la desconexión individual de seguridad de los distintos actuadores: en muchos escenarios, ya sea en la red Ethernet o en la red ASi, dicha desconexión individual puede ser la mejor solución para cumplir las normas de seguridad y garantizar la seguridad de las máquinas. Los expertos en seguridad de Bihl+Wiedemann también lo saben por experiencia propia. Pero cada vez más fabricantes de máquinas e instalaciones están analizando actualmente sus conceptos de seguridad: reconocen que la máxima flexibilidad –como la que ofrecen las salidas seguras individuales– no siempre es necesaria, por ejemplo, cuando es necesario apagar de todos modos grupos enteros de actuadores de forma simultánea y segura debido a los procesos o a las máquinas utilizadas.
Seguridad pasiva: las normas exigen la exclusión de cortocircuitos
La seguridad pasiva requiere que el suministro de energía para la comunicación y los sensores se separe galvánicamente de la alimentación de los actuadores. El objetivo es evitar un cortocircuito o, en general, la exclusión de errores entre la energía auxiliar para los actuadores (AUX) y el potencial externo (el suministro de energía a través de ASi), de modo que en caso de apagado se garantice la desconexión de un tramo en cascada. Esto no se da en la mayoría de cableados estándar, donde se utilizan cables redondos M12. Basándose en la Directiva de máquinas 2006/42/CE, esto se especifica y prescribe con más detalle en las normas de seguridad EN ISO 13849-1 y EN 62061. Esto significa, al mismo tiempo, que un solo módulo sin seguridad pasiva en la topología provocará que el sistema en su conjunto no presente una estructura de seguridad pasiva: en la tecnología de seguridad, el eslabón más débil también determina la resistencia de una cadena. En función de la aplicación, si bien una evaluación precisa de la seguridad de todo el tramo de cableado relevante permite demostrar siempre que todos los casos de error conducen a un estado seguro, dicha consideración global supone un esfuerzo considerable en determinadas circunstancias. Y es un esfuerzo innecesario porque se puede hacer de un modo más fácil y elegante: con ASi y los productos de Bihl+Wiedemann adecuados para la seguridad pasiva.
Tecnología de seguridad pasiva con ASi: la alternativa perfecta
La idea de la tecnología de seguridad pasiva con ASi se basa en el hecho de que todos los actuadores conectados se pueden controlar y desconectar individualmente a través de su respectiva salida no segura y, en caso necesario, es posible desconectar grupos enteros de actuadores con una única salida segura. ASi –el bus de campo estandarizado en todo el mundo para el primer nivel de automatización– resulta ideal para este propósito, ya que el concepto de cableado ASi no solo es especialmente rentable permitiendo reducir los costes en hasta un 68 por ciento en comparación con la tecnología de conexión convencional de bus de campo, sino también porque el cable perfilado ASi amarillo para señales de control y energía de hasta 8 A puede tenderse separado del cable perfilado AUX negro para energía auxiliar de hasta 20 A. De este modo, la separación galvánica requerida del suministro de energía para la comunicación y los sensores y del suministro de energía para los actuadores se realiza «automáticamente ». El usuario de Bihl+Wiedemann tampoco tiene que preocuparse más por el cumplimiento de las normas de seguridad: casi todos los nuevos módulos ASi-5, como el maestro IO-Link integrado, y muchos de los módulos ASi-3 de la empresa cumplen los requisitos de seguridad pasiva, que se especifican explícitamente en las fichas de datos de los productos correspondientes.
La seguridad es correcta...
Con ayuda de los módulos de Bihl+Wiedemann se puede alcanzar una seguridad pasiva hasta SIL3 y PLe. Si la energía auxiliar se desconecta en el cable perfilado negro, los actuadores conectados ya no se alimentarán y no podrán seguir ejecutando movimientos peligrosos. No obstante, estos seguirán siendo accesibles de forma interrumpida, ya que, a través del cable perfilado amarillo, el suministro de energía de los sensores y la comunicación de bus y, por tanto, la transmisión de señales siguen habilitados aun estando apagados, a diferencia de muchas soluciones basadas en Ethernet. Esto permite a los módulos (y, a menudo,a los dispositivos periféricos conectados) reaccionar y leer, por ejemplo, información de diagnóstico que puede dar indicaciones de posibles causas de fallos.
... y la rentabilidad también
Ya sean amarillos o negros, los cables perfilados ASi se pueden fabricar de forma económica y suministrarse en rollos como «mercancía al metro» normalizada. No se tienen que preconfeccionar como los cables redondos para buses de campo, ni necesitan una técnica de conexión M12 especial para sensores o actuadores, sino que se conectan de forma sencilla y segura a los cables ASi mediante la tecnología de perforación. Además, el cable AUX negro con hasta 20 A transporta mucha más energía auxiliar que las soluciones típicas de cable redondo M12. Mucha electricidad para bajos «costes de tránsito»: ideal para motores en la tecnología de transporte, pero también para la integración de soluciones IO-Link.
En lugar de tener que «habilitar» una costosa salida segura para cada actuador individual, solo se requiere un monitor de seguridad con salidas locales y un módulo de ampliación de contacto para el establecimiento de la seguridad pasiva en el lado del control para desconectar la tensión de alimentación de forma centralizada: una alternativa con un coste económico mucho menor.
Tecnología de seguridad integral
La tecnología de seguridad pasiva de Bihl+Wiedemann es una herramienta eficaz para la creación de soluciones de seguridad eficientes desde el punto de vista técnico y de la rentabilidad, capaces de integrarse en todos los sistemas de control convencionales. En muchos casos, la tecnología de seguridad como la que ofrece la empresa ampliamente en su cartera de productos también puede integrarse eficazmente en aplicaciones más complejas con un acoplamiento seguro entre varias pasarelas y funciones de seguridad transversales gracias a Safe Link.
