Seguridad integrada

Innovaciones de sistemas
Seguridad integrada
Sistemas de seguridad integrados: a salvo
Kristian Olsson
La seguridad es primordial en el funcionamiento de cualquier instalación
industrial. Ni que decir tiene que es
inadmisible que entrañe ningún peligro para los seres humanos. Sin embargo, las implicaciones de seguridad
pueden llegar más allá de la protección básica de las personas y los
equipos. Por ejemplo, la publicidad
negativa debida a un incidente relacionado con la seguridad puede tener
repercusiones con alcances insospechados para la empresa en cuestión
y, en ciertos casos, hasta para todo el
sector.
44
Con una complejidad cada vez mayor
en los procesos, y con diferentes
fabricantes suministrando diferentes
sistemas dentro de la planta, puede
ser muy difícil garantizar un alto nivel
general de seguridad. ABB cree que
el sistema de seguridad del futuro ya
ha dejado de ser un “valor añadido”
que se diseña y entrega de forma
independiente del resto de la planta
o el proceso, sino que forma parte
integral del mismo.
El sistema de seguridad Industrial IT
800xA High Integrity de ABB es una
parte esencial de la oferta de sistemas de control de la compañía.
Revista ABB 4/2008
Seguridad integrada
Innovaciones de sistemas
L
as previsiones de crecimiento del
grupo asesor ARC indican que el
mercado de sistemas de seguridad global seguirá creciendo aproximadamente
un 12,5% anual hasta 2012 [1]. La creciente demanda procede principalmente
de los segmentos del petróleo y el gas y
del petroquímico, y va en aumento por
el endurecimiento de las normativas de
seguridad y la adopción mundial de las
normas IEC 61508 e IEC 61511 como
“buenas prácticas” en segmentos industriales con seguridad no tradicional.
Los sistemas de seguridad ya no se despliegan exclusivamente en mercados y
aplicaciones clásicos, como las aplicaciones con fuego y gas o en sistemas de
parada de emergencia en las industrias
del petróleo y el gas y en la industria
química. La demanda aumenta en otros
sectores como el de la generación de
electricidad, el papelero, la minería o
incluso la industria de semiconductores,
con aplicaciones que van desde los sistemas clásicos de gestión de calderas y
Revista ABB 4/2008
quemadores al manejo de materiales
peligrosos y aplicaciones de protección
de bienes.
Además de la tendencia general hacia
disposiciones más estrictas y la creciente aceptación de las normas IEC 61508
e IEC 61511, el mayor despliegue de
sistemas de seguridad viene determinado principalmente por una creciente
preocupación en el dominio público
por los aspectos de seguridad y medio
ambiente (que se traducen en un riesgo
para la imagen de la compañía) y como
medio para reducir las primas (cuando
las compañías de seguros emplean
dichas normas para evaluar y calificar
las medidas de reducción de riesgo de
una planta).
ABB en los sistemas de seguridad
Al haber iniciado el desarrollo de su primer sistema de seguridad en 1978 (que
se estableció en la plataforma Statfjord B
en el Mar del Norte en 1979), ABB ha
ganado casi 30 años de experiencia con
los sistemas de seguridad. ABB disfruta
de una posición única entre los proveedores de seguridad gracias a una fuerte
presencia desde el principio en la plataforma continental noruega, donde se
desarrollaron y aplicaron normas de
seguridad nacionales mucho antes de
que se hubiesen formulado y aceptado
otras internacionales más recientes.
Durante su larga presencia en el mercado, ABB ha creado varias generaciones
de sistemas de seguridad caracterizados
por soluciones técnicas diversas. Van
desde la familia Safeguard de sistemas
desarrollada en Noruega, pasando por
el sistema Plantguard del tipo de triple
redundancia modular (TMR), hasta la
última incorporación: el sistema 800xA
High Integrity, modular y escalable, que
forma parte de la cartera System 800xA.
El sistema 800xA High Integrity pertenece a la última generación de sistemas
de seguridad integrados, es decir, sistemas de seguridad capaces de integrarse
estrechamente con un sistema de control de procesos. ABB está orgullosa de
llevar ofreciendo sistemas de seguridad
cerca de 25 años, con una experiencia
que se remonta a la implantación de
un sistema de seguridad integrado en
la plataforma Gullfaks A, que se instaló
en 1984.
Por su naturaleza, un sistema de seguridad constituye una parte crítica de cualquier sistema de automatización de
planta y, como tal, puede precisar en
cualquier momento acceso a un apoyo
cualificado, independientemente de su
localización en el mundo. La potente
presencia local de ABB en todos los
continentes con técnicos de seguridad
capacitados ofrece apoyo de 24 horas a
los usuarios finales, que les ayuda a
maximizar el tiempo de funcionamiento
de la planta. El cliente aumenta su confianza gracias a un proceso global para
conseguir la certificación acreditada de
un organismo independiente por parte
del TÜV Rheinland, en cumplimiento
de las normas IEC 61508 e IEC 61511,
actualmente en curso en 16 organizaciones de suministro y apoyo locales de
sistemas ABB por todo el mundo [3].
Las instalaciones de sistemas de seguridad de ABB en bastante más de 45 países de todo el mundo son otra prueba
de una fuerte presencia local y de una
competencia bien repartida por toda la
organización.
Como proveedor de productos de seguridad, ABB se enfrenta a un difícil equi45
Seguridad integrada
Innovaciones de sistemas
seguridad con calificación
librio entre continuar desarro1 Sistemas de seguridad símplex y dúplex
SIL2 o SIL3 consigue un nivel
llando la oferta de sus sistede reducción del riesgo claramas de seguridad para satismente definido.2)
facer de mejor manera las
Los sistemas de seguridad se
demandas de los clientes o
han diseñado en el pasado
mejorar el precio para el cliencomo sistemas completamente
te manteniendo una política
independientes en los que la
de contención en los aspectos
reducción del riesgo se garande prestaciones. Para ABB, la
tizaba con redundancias del
seguridad es siempre lo más
hardware y con la indepenimportante. Unas técnicas de
dencia del control del proceso
desarrollo empleando el
y los sistemas de seguridad.
modelo V1), normas rigurosas
de programación, equipos de
Los avances en el diseño del
Sistema de seguridad
desarrollo independientes (es
software y del hardware, así
Sistema de
S880 I/O
de alta disponibilidad
decir, diversificación de aplicacomo en las técnicas de fabriseguridad
SIL2 dúplex
ciones) y una estrategia de
cación, proporciona una
SIL2 símplex
tecnologías diversas garantizan
mayor fiabilidad del hardware
un método estructurado a traasí como casi un 100% de
vés de todo el proceso de
validez del diagnóstico. Los
de investigación independientes, como
desarrollo.
productos de seguridad se pueden diseARC [4]. Simultáneamente, una fuerte
Una supervisión continua por parte de
ñar actualmente con vistas a conseguir
influencia de las normas internacionales
la organización de certificación indepenniveles de fiabilidad que cumplan las
y una preocupación creciente en reladiente TÜV representa una fuente adiespecificaciones fijadas por normas
ción con la seguridad entre diversos
cional de confianza para el usuario final.
internacionales sin recurrir a esquemas
grupos de interés de terceros está
complicados de redundancia del hardConvergencia de los requisitos del
impulsando a los proveedores de sisteware. En consecuencia, se han desarromercado
mas y productos relacionados con la
llado sistemas integrados de control y
A lo largo de los últimos años, a mediseguridad a incorporar nuevas ideas y
seguridad, modulares y escalables, símda que se ha ido haciendo más frecuenrequisitos, al tiempo que se mantiene
plex y dúplex 1 , que no comprometen
la seguridad ni la continuidad del funte –o generalizada– la implantación de
una actitud vigilante hacia los aspectos
cionamiento de la planta [5]. Estos sistesistemas de seguridad y los usuarios
de cumplimiento normativo.
mas, al tiempo que cumplen en su totafinales han comenzado a apreciar en
El marco de las normas IEC 61508 e
toda su extensión las posibilidades y
IEC 61511 proporciona a los proveedolas limitaciones de dichos sistemas,
res unas pautas claras y los mejores
Notas a pie de página
1)
ha aumentado la presión para que se
métodos para desarrollar y optimizar su
El modelo V es una estructura de gestión de
proyectos para el desarrollo del sistemas de IT.
mejoren. Los usuarios finales, que busoferta de productos de seguridad. AsiEl nombre se deriva de la representación frecuente
can objetivos como un bajo coste de
mismo, ofrece a los usuarios finales los
en forma de V, con los pasos de la definición en
propiedad, una mejor excelencia operamedios para evaluar correctamente las
uno de los brazos y los de las pruebas correspontiva y mayores eficiencias de ingeniería,
posibilidades de reducción de riesgos
dientes en el otro.
están impulsando una transición desde
en el sistema, sin que ello les exima de
2)
El nivel de integridad de seguridad (SIL) es una
la aplicación de sistemas de seguridad
su responsabilidad última sobre el funmedida del nivel relativo de riesgo, y SIL3 es el
independientes a un método integrado,
cionamiento seguro de la planta. Cuannivel más alto que se encuentra usualmente en la
aparentemente de acuerdo con agencias
do un usuario final pide un sistema de
industria de procesamiento.
46
Revista ABB 4/2008
Seguridad integrada
Innovaciones de sistemas
lidad las normas de seguridad
internacionales, presentan
mayores aspectos en común
con los sistemas ordinarios de
control de procesos y por ello
son muy adecuados para soluciones integradas. Por ello es
ahora menos habitual que se
adquieran sistemas de seguridad por separado y, en cambio, son cada vez más componentes críticos e integrados de
las soluciones totales de automatización. Esta tendencia del
mercado constituye un elemento diferenciador fundamental que diferencia a los
proveedores de sistemas de
seguridad integrados de los
que ofrecen soluciones independientes, un enfoque más
clásico.
A pesar de una mayor dependencia de sistemas de control
de proceso y seguridad más potentes, el
aspecto humano sigue siendo una parte
fundamental del funcionamiento de
toda planta. Gestores, técnicos y personal de mantenimiento contribuyen de
manera relevante a la reducción del
riesgo de la planta [6]. Por tanto, los
aspectos operativos de los sistemas de
seguridad son un área que se está analizando actualmente. Un determinante de
los beneficios empresariales en este
esfuerzo es centrar la atención en las
reducciones de los costes de funcionamiento a lo largo del ciclo de vida del
sistema. Sin embargo, si bien son importantes los posibles ahorros en el coste
operativo, se suele olvidar que también
existen cuestiones de seguridad que
mantienen vivo este debate. En una
industria que lucha con la creciente
complejidad de sus sistemas, la existencia de un gran número de proveedores
que suministran a cualquier planta,
junto con una conjunción de competencias que se va quedando anticuada,
implica un aumento del riesgo de errores críticos para la seguridad. Una contramedida evidente para resolverlo es la
reducción tanto de la complejidad del
sistema como del número de sistemas
utilizados: pasar a emplear sistemas de
control de proceso y seguridad similares e integrados.
Muchos de los nuevos sistemas de seguridad ofrecen un nivel más alto de integración y de escalabilidad. Están diseñados para facilitar un diseño optimizado
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de los sistemas, una ingeniería, un funcionamiento y un mantenimiento eficientes, al tiempo que permiten que el
usuario personalice el diseño del sistema y los conceptos de integración para
satisfacer políticas de seguridad funcional específicas para la planta. Unos sistemas de seguridad correctamente integrados no sólo pueden ofrecer posibilidades de reducir el coste de propiedad
sino, lo que es más importante, también
de asegurar el funcionamiento seguro
del sistema. Las ingenierías eficientes,
la mejor comprensión del sistema y el
soporte apropiado pueden tener un
impacto directo en el comportamiento
de la cuenta de resultados y el funcionamiento seguro de la planta.
Muchos proveedores de sistemas importantes de control de procesos ofrecen
sistemas de seguridad integrados para
complementar su oferta de DCS3) . Sin
embargo, hay diferencias sutiles pero
importantes en los niveles de integración [7]. Ciertas soluciones están más
integradas que otras y ofrecen un alcance distinto en el nivel de reducción del
coste de propiedad.
System 800xA High Integrity
El controlador (solucionador lógico)
800xA High Integrity, certificado conforme a la norma SIL2, y el subsistema de
entradas/salidas asociado se presentaron a finales de 2004. Hasta la fecha se
han suministrado más de 1.000 controladores en más de 35 países.
La plataforma 800xA High Integrity, basada en posteriores
desarrollos y presentada
durante 2008, cumple ahora
con SIL3, cuya certificación
se espera para finales de 2008.
Esto mejorará aún más su
ámbito de aplicación en el
mercado. Aunque la mayoría
de aplicaciones de los sistemas
de seguridad sólo precisan una
calificación SIL2, los usuarios
finales suelen especificar sistemas con certificación SIL3 a fin
de asegurar la flexibilidad en
caso de que posteriormente
surja un requisito de esta certificación. El 800xA High Integrity pertenece a la última generación de sistemas de seguridad modular y escalable. La
última versión, conforme con
la norma SIL3, se basa en una
configuración del sistema
conocida como sistema 1oo2D, donde la
D significa diagnóstico, en relación con
las importantes medidas de diagnóstico
interno incorporadas para detectar
fallos. El sistema satisface la norma
SIL3 en una configuración simple. Se
utilizan configuraciones redundantes
que aumentan la disponibilidad, y se
garantiza la seguridad independientemente de la configuración.
Debe observarse que, si bien 800xA
High Integrity es un sistema de seguridad integrado, sólo se trata de una
entre varias configuraciones posibles.
Desde el principio se ha diseñado el
sistema para que pueda trabajar como
un sistema de seguridad independiente,
y la integración en un sistema de control de proceso es sólo una de las posibles opciones de que puede disponer
un usuario final. A juzgar por las tendencias actuales del mercado, cada vez
hay más usuarios finales que cambian a
sistemas integrados para beneficiarse de
las posibles ventajas. Sobre la base de
todos los elementos que comparten (y
que pueden realmente integrarse entre
sí) las secciones de control de proceso
de toda la familia de productos System
800xA, los usuarios finales de 800xA
High Integrity pueden disfrutar de un
coste de propiedad considerablemente
menor, puesto que al implantar sistemas
de seguridad integrados se eliminan o
Nota a pie de página
3)
DCS: sistema de control distribuido.
47
Seguridad integrada
Innovaciones de sistemas
reducen varios elementos claves determinantes en los costes.
El tiempo y el coste de ingeniería se
reducen gracias a un entorno de ingeniería común para el control de proceso
y la seguridad, lo que permite la determinación de procedimientos de trabajo
más eficientes a lo largo del ciclo de
vida del sistema. Estos procedimientos
van desde el sistema inicial y la ingeniería de la aplicación a la puesta en
servicio y las posteriores modificaciones
según se vaya ajustando el sistema y,
posiblemente, a la ampliación para
adaptarse a futuros requisitos.
Los operarios, con el apoyo de una
secuencia común de eventos y funciones de manejo de alarmas, pueden analizar situaciones peligrosas al tiempo
que desarrollan y toman decisiones clave que potencialmente evitan o alivian
considerablemente sus consecuencias.
En caso de que se presente realmente
un incidente, la misma funcionalidad,
con su precisión de milisegundos, constituye una potente herramienta durante
el análisis “post mórtem”.
Una amplia serie de funciones incorporadas y configurables para la gestión de
accesos y by-pass permite aplicar soluciones personalizadas para que cualquier planta controle la interacción de
gestores y personal de mantenimiento
con el sistema de seguridad, sin influir
de manera inadecuada en el trabajo
seguro de la planta ni ocasionar interrupciones indeseadas.
Gracias a la gran similitud de los equipos y las herramientas de software que
forman parte de los sistemas de control
de proceso y seguridad, se reduce la
Cuadro
Áreas relacionadas con la
seguridad que cubre la consultora
ABB Global Consulting
Seguridad del proceso
HAZOP
Revisión de riesgos del proceso (PHR)
Control del área con riesgos –
ATEX/DSEAR
Factores humanos
Gestión de alarmas
Seguridad funcional
Sistemas de gestión de seguridad
funcional (certificados por TÜV)
Determinación y cumplimiento de SIL
Evolución de sistemas heredados
Instalación de sistemas de seguridad
instrumentados (SIS)
48
formación general necesaria, se aumenta la comprensión y se eliminan complejidades, lo que de nuevo redunda en
la reducción de los costes totales de
propiedad a lo largo del ciclo de vida
del sistema.
Un área que se está explorando cada
vez más es la posibilidad de potenciar
en el sistema 800xA las capacidades de
alto nivel, como el tratamiento de la
información o la función de gestión de
recursos, implantando estas potentes
herramientas en un contexto de seguridad. Además, no debe olvidarse que
la seguridad forma parte de cualquier
plan de automatización a lo largo del
ciclo de vida, donde un sistema existente de control de proceso se va actualizando gradualmente y evoluciona para
emplear más componentes del sistema
800xA. Muchas plantas industriales en
funcionamiento deben adoptar medidas
de reducción de riesgos de conformidad
con las normas vigentes o para poder
beneficiarse de primas de seguros reducidas al incluir sistemas de seguridad en
su solución general de automatización.
El 800xA High Integrity es ideal para
añadirlo a las soluciones existentes de
automatización de la planta cuando se
introduce el sistema 800xA.
Un taller integrado
Si bien cuando se contempla un sistema
de seguridad suelen tenerse presentes
controladores y subsistemas de entradas/salidas, es importante recordar los
muchos otros componentes que participan en cualquier bucle crítico para la
seguridad: desde el elemento inicial
(el instrumento) al final (el actuador),
y todo lo que hay entre ambos.
La oferta total de ABB incluye instrumentos certificados para la seguridad,
posicionadores y la pericia adquirida
durante décadas de instalaciones de
sistemas de seguridad.
ABB puede proporcionar una amplia
gama de sensores con calificación SIL,
posicionadores de válvula y actuadores.
Hay diversas soluciones disponibles.
Éstas van desde los transmisores de alta
integridad con redundancia total diseñada y certificada por TÜV según los
requisitos de la IEC 61508 a los transmisores estándar con diagnósticos internos
potenciados para mejorar la fiabilidad.
Existen posicionadores con un módulo
de parada que permite anular la acción
de control si fuera necesario. Todas
estas posibilidades incluyen los cálculos
y evaluaciones de las prestaciones de
seguridad por organismos independientes para permitir la estimación de la
reducción de riesgos del bucle.
La cada vez mayor ABB Global Consulting considera una oferta fundamental
la asesoría sobre seguridad, y trabaja
continuamente para satisfacer los requisitos de los clientes, estudiando plantas
y procesos industriales en todas sus
fases, desde la planificación, pasando
por el funcionamiento, hasta llegar a la
baja en servicio. Las posibilidades de
asesoría cubren todas las fases del proyecto y el producto y todos los aspectos
de la seguridad, desde el nivel gerencial
hasta el taller Cuadro .
Una solución verdaderamente integrada
ABB, con sus casi 30 años de experiencia en la industria y una oferta realmente competitiva de sistemas de seguridad,
está muy bien situada para satisfacer los
requisitos y las expectativas de los clientes para la nueva generación de sistemas de seguridad integrados. El sistema
800xA, que incluye el sistema de seguridad 800xA High Integrity, constituye
una solución completa y cohesionada
para la automatización de plantas para
todas las aplicaciones; un sistema realmente integrado en el que la funcionalidad y la seguridad están perfectamente
equilibradas para permitir que los usuarios finales minimicen el coste total de
propiedad sin poner en compromiso la
seguridad.
Kristian Olsson
ABB AS, Safety Center of Excellence
Oslo, Noruega
[email protected]
Referencias
[1] “Safety and Critical Control System Worldwide Outlook, Market Analysis and Forecast Through 2012”,
2008, ARC Advisory Group.
[2] “Complete Control And Safety For Statoil Sleipner
Platform”, Perfil de Proyecto ABB
3BNP000565R0001.
[3] Nunns, S. R.; Prew, R. W. (2008). “Safe and sound”.
ABB Review Special Report Process Automation
Services & Capabilities, 30–34.
[4] “Business Issues Driving Safety Systems Integration”,
2006, ARC White Paper, ARC Advisory Group.
[5] “Reduce Risk With A State-of-the-Art Safety
Instrumented System”, 2004, ARC White Paper, ARC
Advisory Group.
[6] “Out Of Control: Why Control Systems Go Wrong
And How To Prevent Failure”, Organismo del Reino
Unido para la Salud y la Seguridad.
[7] “Business Issues Driving Safety Systems Integration”,
2006, ARC White Paper, ARC Advisory Group.
Revista ABB 4/2008