I. Marco de estándares
Qué buscar en el marco de estándares.
Según la práctica de los estándares de seguridad funcional, el marco se puede considerar de la siguiente manera: Fundamento: IEC 61508 Seguridad funcional de sistemas eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad (el estándar fundamental para todo el conjunto de estándares de seguridad funcional, Shunqi.com);
SIL: Nivel de Integridad de Seguridad. SIL es un nivel discreto (uno de los cuatro niveles posibles, utilizado para especificar los requisitos de integridad de seguridad para las funciones de seguridad asignadas a sistemas eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad; SIL4 es el más alto, SIL1 el más bajo, sitio web oficial de la IEC); Probabilidad: la integridad de seguridad es la probabilidad de que un sistema relacionado con la seguridad realice con éxito las funciones de seguridad requeridas dentro de un tiempo especificado y bajo condiciones específicas (IEC 61508 define el concepto SIL para cuantificar la integridad de seguridad, Siemens Industry Support Center); Atributo: SIL es el atributo de una función de seguridad (sitio web oficial de IEC); Mecánica: IEC 62061 Seguridad mecánica y seguridad funcional de sistemas de control eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad (adopta directamente IEC 61508, aunque algunos cambios de terminología en IEC 62061 para coincidir con el campo de la seguridad de equipos mecánicos; el principio del ciclo de vida de seguridad y el enfoque basado en el riesgo son los mismos que en IEC 61508, Siemens); Relación: Niveles de rendimiento PL para EN/ISO 13849-1, Niveles de integridad de seguridad SIL para EN/IEC 62061 (La tabla muestra la relación entre PL y SIL; a no tiene valor correspondiente, b corresponde a SIL1, c corresponde a SIL1, d corresponde a SIL2, e corresponde a SIL3, Schneider); Consistente: IEC 62061:2021 especifica los requisitos y recomendaciones para el diseño e integración de la verificación de sistemas de control relacionados con la seguridad (SCS) (aplicable a sistemas de control utilizados solos o en combinación para realizar funciones de seguridad de máquinas, IEC Webstore). Seis puntos clave a considerar: fundamentos de IEC 61508, niveles SIL 4, probabilidad de éxito, atributos SIL, mecánica de IEC 62061, correspondencia entre PL y SIL; el marco de los seis puntos clave es claro.
II.
Nivel de Certificación
¿Qué considerar para el nivel de certificación?
Según la experiencia práctica en los niveles de certificación de PLC de seguridad, estos se clasifican de la siguiente manera: PL: El nivel de rendimiento PL representa un indicador cuantitativo de la fiabilidad del sistema de seguridad (a/b/c/d/e, donde PLA es el más bajo y PLe el más alto, correspondiente al grado de riesgo del equipo: riesgo menor PLA/PLb, riesgo general PLC, riesgo mayor PLd, riesgo extremadamente alto PLe, Shunqi.com); Obligatorio: Actualmente, las inspecciones aleatorias de la UE a equipos de alto riesgo, como la automatización industrial, el estampado, el corte y los brazos robóticos, exigen un mínimo de PLd (a mayor riesgo, mayor es el nivel de arquitectura requerido y mayor el nivel PL, Shunqi.com); Común: Niveles comunes de certificación de PLC de seguridad (SIL 3 según IEC 61508, SIL 3 según IEC 62061, PL e según ISO 13849-1, ABB AC500-S certificado por TUV SUD Rail GmbH); Mecánico: la E/S de seguridad Rockwell ControlLogix CIP cumple con las normas pertinentes (Cat.4/PL e según EN ISO 13849-1, SIL 3 según IEC 61508, aplicable a aplicaciones relacionadas con la seguridad hasta Cat.4/PL e, certificado Rockwell 968/FSP 1806.02/24); Combinado: el controlador GuardLogix 5570, cuando se utiliza con un socio de seguridad, cumple con SIL 3/SC 3 según EN 61508 y PL e/Cat.4 según EN ISO 13849-1 (consulte también la revisión de requisitos EN IEC, cláusulas 6.1-6.3 y 8 de EN 61131-2:2007, IEC 61131-2:2017, certificado de tipo EC de Rockwell); Estándares duales: El controlador a prueba de fallos S7-1200 puede utilizarse para tareas de seguridad que cumplan con SIL 3 de IEC 61508 y PL e de ISO 13849-1 (procedimientos relacionados con la seguridad creados en TIA Portal, herramienta de configuración de seguridad STEP 7 mediante los lenguajes LAD y FBD, Shunqi.com); Relés: El relé de seguridad 3SK2 está diseñado para cumplir con la aplicación del Manual de Equipos Siemens (Manual de Equipos Siemens) de la IEC al nivel SIL 3 (Estándar 62061) y PLE/Cat.4 (Estándar 13849-1). Seis consideraciones clave para el nivel: PLE a-e, estándar obligatorio EU PLD, SIL3 más PLE, Cat.4/PLE, certificación de estándar dual, relés de seguridad del mismo nivel. Estas seis consideraciones definen claramente el nivel.
**III. Contenido de la certificación**
**Qué buscar en el contenido de la certificación.** Según las prácticas de certificación SIL, el contenido se puede visualizar de la siguiente manera: Niveles: La certificación SIL se divide en cuatro niveles: SIL1 a SIL4 (que incluyen tanto el nivel de producto como el de sistema, siendo SIL4 el que presenta los requisitos más exigentes).
Contenido: La certificación de seguridad funcional (FSM) implica principalmente la evaluación de la gestión documental (FSM) del proceso de desarrollo de equipos de seguridad, el cálculo y la evaluación de la fiabilidad del hardware, la evaluación del software, las pruebas ambientales y las pruebas de compatibilidad electromagnética (EMC).
Responsabilidad: El comité técnico nacional de normalización responsable de la tecnología SIL es el Comité Técnico Nacional de Normalización de Control de Medición y Automatización para Industrias de Proceso (SAC/TC124) (la secretaría está a cargo del Instituto de Tecnología Integral y Economía de la Instrumentación y Medición de la Industria de Maquinaria). Proceso: El proceso de certificación SIL implica que los fabricantes busquen el cumplimiento de la norma IEC 61508, una revisión independiente de los esfuerzos del fabricante por parte del Comité de Certificación (CB) y una verificación de las prácticas de revisión del CB por parte del Comité de Acreditación (AB) (el proceso comienza con la identificación por parte del fabricante de un caso comercial que pueda producir un producto que cumpla con los niveles SIL específicos, generalmente 2 o 3, y luego la planificación del desarrollo de acuerdo con los requisitos de la norma IEC 61508; NRC). Basado en: La certificación SIL se basa en la norma IEC 61508. 61508 (GB/T, Shunqi.com); Verificación: Cuanto mayor sea el nivel de integridad de seguridad, mayor será la probabilidad de realizar las funciones de seguridad requeridas (basado en el uso de sistemas relacionados con la seguridad, análisis Sohu SIS); Certificado: Los certificados son emitidos por organizaciones externas (TUV SUD Rail GmbH, Certificado Rockwell, Certificado de Homologación de Tipo CE). Seis aspectos a considerar: sistema de producto de dos niveles, evaluación de la documentación FSM, jurisdicción SAC/TC124, revisión del CB y verificación del AB, basados en la norma IEC 61508, certificados de terceros; los seis aspectos deben estar cubiertos.
IV.
Requisitos de arquitectura
¿Qué buscar en los requisitos de arquitectura?
Según las prácticas de arquitectura de PLC de seguridad, la arquitectura debe considerarse de la siguiente manera: Independiente: los controladores lógicos deben configurarse de forma independiente (las funciones instrumentadas de seguridad de nivel SIL1 pueden compartirse con el sistema de control de procesos básico; los controladores lógicos para las funciones instrumentadas de seguridad de nivel SIL2 y SIL3 deben estar separados del sistema de control de procesos básico, según la Guía sobre sistemas instrumentados de seguridad química del Departamento de Gestión de Emergencias de la provincia de Yunnan); Redundante: los controladores lógicos deben configurarse de forma redundante (los controladores lógicos utilizados para las funciones instrumentadas de seguridad deben ser redundantes, y el número de redundancias debe cumplir con los requisitos de verificación y cálculo del nivel de integridad de seguridad, según el Departamento de Gestión de Emergencias de la provincia de Yunnan); Conforme: los controladores lógicos deben cumplir con los requisitos del nivel de integridad de seguridad (deben realizar de forma independiente las funciones instrumentadas de seguridad, según el Departamento de Gestión de Emergencias de la provincia de Yunnan). Funciones de seguridad: los PLC de seguridad Mitsubishi QS deben cumplir con las normas de seguridad internacionales (EN954-1 Categoría 4, ISO13849-1 PLe, IEC61508 JIS C 0508 SIL). 3. Se puede conectar a interruptores de parada de emergencia, cortinas de luz, etc. para cortar el suministro de energía a fuentes peligrosas (Mitsubishi Electric); STO: STO corta electrónicamente el suministro de energía al servomotor (función de seguridad de Mitsubishi);
SS1: SS1 controla la velocidad del motor para desacelerar y detenerse, luego se convierte en STO (Mitsubishi);
SS2—SS2 controla la velocidad del motor para desacelerar y detenerlo, luego se convierte en SOS (SOS no corta la energía del accionamiento del motor y monitorea el estado de parada; SLS monitorea cada parte del brazo robótico para no exceder la velocidad monitoreada; SLP monitorea la posición para no exceder la posición monitoreada, Mitsubishi). Seis aspectos de la arquitectura: controladores redundantes e independientes SIL2/3, finalización independiente de los niveles de cumplimiento, corte de fuentes peligrosas, STO/SS1/SS2, SLS/SOS/SLP, seis aspectos de una arquitectura confiable.
V. Selección e Implementación
Qué considerar en la selección e implementación. Basándonos en la experiencia práctica en la selección e implementación de PLC de seguridad, la implementación debe ser la siguiente: Selección: Selección de Siemens SIMATIC S7-1500F/S7-1200F y estándares de seguridad (IEC 61508 define el concepto SIL, IEC 62061 estándares de seguridad mecánica, centro de descargas de Siemens); Interfaces: conexión de PLC de seguridad a interruptores de parada de emergencia, cortinas de luz, etc. (para cortar fuentes peligrosas como alimentación de robots, salida de seguridad OFF, Mitsubishi QS); Combinaciones: la familia de relés de seguridad MSR100 cumple con las normas pertinentes (Cat.4/PL e según EN ISO 13849-1, hasta SIL 3 según EN IEC 62061/EN 61508, se puede utilizar para aplicaciones de hasta PLE y SIL 3, certificación Rockwell); Formación: formación de ingenieros de seguridad funcional (ISO 13849, componentes relacionados con la seguridad de sistemas de control de seguridad mecánica, IEC 62061, seguridad funcional, identificación de peligros y evaluación de riesgos de sistemas de control electrónico programables eléctricos y electrónicos según ISO 12100, UL). Soluciones); Validación: Cuando la clasificación SIL de una función instrumentada de seguridad (SIF) es mayor o igual a 1, se requiere la validación SIL para dicha SIF (para superar la validación SIL, deben cumplirse los siguientes requisitos: restricciones arquitectónicas, cálculo de la probabilidad media de fallo del bucle de la SIF (PFDavg) conforme a los requisitos del informe SIL, capacidades del sistema conforme a los requisitos SIL y factores clave que afectan a la validación SIL).
Normas: ISO 13849-1:2023 Sistemas de control de seguridad para maquinaria: Componentes relacionados con la seguridad: Parte 1: Principios generales de diseño (Proceso de evaluación y reducción de riesgos, sitio web oficial de ISO).
Reglamentos: Opiniones orientativas sobre la gestión de sistemas instrumentados de seguridad en la industria química (Configuración independiente y redundancia de controladores lógicos, Departamento de Gestión de Emergencias de la provincia de Yunnan): Seis consideraciones para la implementación: Normas de selección, conexiones de interfaz, combinaciones de relés, formación en seguridad funcional, validación SIL y opiniones reglamentarias. Estas seis consideraciones garantizan la viabilidad de la implementación.
Conclusión
¿Cuáles son los requisitos para la certificación de seguridad de PLC en líneas de producción no estándar? La conclusión es: estandarización pentadimensional que incluye marco, nivel, contenido, arquitectura e implementación. Marco: La norma básica IEC 61508 define los Niveles de Integridad de Seguridad (SIL) 1-4, IEC 62061 Seguridad en Maquinaria (SIL) más ISO 13849-1 Seguridad en Maquinaria (PL a-e), y PL corresponde a SIL (PL d corresponde a SIL 2, PL e corresponde a SIL 3); Niveles: Las certificaciones de seguridad de PLC comunes son SIL 3 según IEC 61508, SIL 3 según IEC 62061, PL e según ISO 13849-1 (Cat.4/PL e), y las inspecciones aleatorias de la UE en equipos de alto riesgo (robots de estampado y corte) exigen un mínimo de PL d. Contenido: la certificación SIL se divide en dos niveles: producto y sistema, que abarcan la gestión de la documentación del proceso de desarrollo, la evaluación FSM, el cálculo y la evaluación de la fiabilidad del hardware, la evaluación del software, las pruebas ambientales, las pruebas de compatibilidad electromagnética EMC, la certificación SAC/TC124 y los certificados CB de terceros (TUV, etc.); Arquitectura: los controladores lógicos de funciones instrumentadas de seguridad SIL2 y SIL3 están separados del sistema de control de procesos básico, con controladores lógicos redundantes, que completan de forma independiente las funciones instrumentadas de seguridad, las funciones de seguridad STO/SS1/SS2/SLS/SOS/SLP y la conexión a cortinas de luz de parada de emergencia para cortar el suministro de energía a fuentes peligrosas;
Implementación: Selección según IEC 61508, IEC 62061 e ISO 13849-1 (S7-1500F/S7-1200F, GuardLogix, AC500-S, QS), relés de seguridad del mismo nivel, verificación SIL que cumpla con las restricciones arquitectónicas más el cálculo de PFDavg más la capacidad del sistema, capacitación en seguridad funcional según la evaluación de riesgos ISO 12100. Según la práctica de la industria, la certificación de PLC de seguridad se puede resumir en una frase: Conjunto estándar de tres piezas, SIL3 más PLe, lista de verificación de certificación CB de cinco piezas, fuente de corte independiente redundante: superar estas cuatro pruebas garantiza una certificación sin preocupaciones.
