Controlador AADvance Datos de PFH avg y PFD avg PUBLICACIÓN: 1.2 DOCUMENTO: 553847 SSB Technology Datos de PFH avg y PFD avg (Controlador AADvance) Aviso El contenido del presente documento es confidencial para las empresas de Rockwell Automation y sus socios. No se puede dar a conocer, prestar, revender, vender o poner a disposición de ningún tercero para ninguna finalidad sin el consentimiento por escrito de Rockwell Automation. El presente documento contiene información de propiedad exclusiva que está protegida por derechos de autor. Todos los derechos reservados. La información que contiene este documento está sujeta a cambios sin previo aviso y no representa un compromiso por parte de Rockwell Automation. El lector debe, en todos los casos, consultar a Rockwell Automation para determinar si se han realizado dichos cambios. Se realizarán las modificaciones necesarias a este documento ocasionalmente y serán distribuidas por Rockwell Automation. Ninguna parte del presente documento se podrá reproducir ni transmitir de forma alguna ni por medio alguno, ya sea electrónico o mecánico, incluyendo las fotocopias y grabaciones, para ninguna finalidad, sin la expresa autorización por escrito de Rockwell Automation. Todas las marcas comerciales se reconocen. Descargo de responsabilidad No está previsto que la información de esta publicación cubra todos los detalles posibles acerca de la construcción, funcionamiento o mantenimiento de una instalación de sistema de control. Debe consultar su propio (o proporcionado) manual de seguridad del sistema, instrucciones de instalación y manuales de operario/mantenimiento. Política de revisión y actualización El presente documento se basa en información disponible en el momento de su publicación; sin embargo, el contenido del documento se podrá modificar ocasionalmente. Debe ponerse en contacto con el servicio de asistencia técnica de Rockwell Automation por correo electrónico: [email protected], para verificar si tiene la versión más reciente de esta publicación. Este manual corresponde a la versión de AADvance: 1.2 ii Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 Registro de publicaciones Publicación Fecha Comentarios 1.2 marzo de 2011 Línea de base para traducción Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 iii Datos de PFH avg y PFD avg (Controlador AADvance) Prólogo Este documento contiene los datos de PFHavg y PFDavg para el controlador AADvance. Incluye ejemplos de cómo calcular las cifras finales para distintas configuraciones de controladores. Los datos respaldan las recomendaciones en el Manual de seguridad de AADvance, doc. n.º: 553630. Abreviaciones iv Abreviación Descripción FMPH Failures Per Million Hours (Fallos por millón de horas) HFT Hardware Fault Tolerance (Tolerancia a fallos de hardware) MTBF Mean Time Between Failures (Tiempo medio entre fallos) MTTR Mean time to Repair (Tiempo medio de reparación) MTI Intervalo de prueba manual PFDavg Probability of Failure on Demand - average (Probabilidad de fallo a demanda - promedio) PFDe Probability of Failure on Demand - energized to action (Probabilidad de fallo a demanda - energizado para disparar) PFDde Probability of Failure on Demand - de-energized to action (Probabilidad de fallo a demanda - desenergizado para disparar) PFHe Probability of Failure per Hour - energized to action (Probabilidad de fallo por hora - energizado para disparar) PFHde Probability of Failure per Hour - de-energized to action (Probabilidad de fallo por hora - desenergizado para disparar) SFF Safe Failure Fraction (Fracción de falla segura) SIF Safety Instrumented System (Sistema instrumentado de seguridad) Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 Contenido Capítulo 1 Introducción............................................................................................. 1-1 Tasas de fallos..................................................................................................................................................... 1-1 Datos de PFD: MTTR de 8 horas .................................................................................................................. 1-2 Datos de PFD: MTTR de 24 horas................................................................................................................ 1-4 Datos de PFH...................................................................................................................................................... 1-6 Fracción de falla segura (SFF) y Tolerancia a fallos de hardware (HFT)............................................... 1-7 Configuraciones del sistema............................................................................................................................ 1-7 Ejemplo 1 ....................................................................................................................................................... 1-7 Ejemplo 2 ....................................................................................................................................................... 1-8 Ejemplo 3 ....................................................................................................................................................... 1-8 Ejemplo 4 ....................................................................................................................................................... 1-9 Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 v Datos de PFH avg y PFD avg (Controlador AADvance) Esta página ha sido intencionalmente dejada en blanco. vi Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 Capítulo 1 Introducción La información en este documento se ha compilado como parte de la certificación IEC 61508 de AADvance, y los modos de fallo y el Análisis de diagnóstico y efecto de modo de fallo (Failure Mode Effect and Diagnostic Analysis, FMEDA) de cada módulo han sido inspeccionados por TÜV Rheinland. Las tablas a continuación proporcionan datos de PFDavg para los módulos AADvance utilizados en las aplicaciones con un tiempo medio de reparación (MTTR) de 8 o 24 horas y con un intervalo de prueba manual (MTI) de 6 meses, 1 año, 5 años o 10 años. Si el sistema AADvance se utilizará en una aplicación con otro MTTR o MTI, utilice los datos de la siguiente columna con un MTTR o MTI superiores a los de la aplicación. Si un sistema de desenergizar para disparar se configura para proporcionar un apagado en el primer fallo, el MTTR tiene un efecto insignificante, por lo tanto, las tablas de los datos de PFD se pueden utilizar para cualquier MTTR. En este capítulo Tasas de fallos...................................................................................................... 1-1 Datos de PFD: MTTR de 8 horas ................................................................... 1-2 Datos de PFD: MTTR de 24 horas................................................................. 1-4 Datos de PFH ...................................................................................................... 1-6 Fracción de falla segura (SFF) y Tolerancia a fallos de hardware (HFT) 1-7 Configuraciones del sistema............................................................................. 1-7 Tasas de fallos Las siguientes tasas de fallos corresponden a los módulos de AADvance: Tabla 1: Tasas de fallo de módulos AADvance Módulo Descripción del módulo MTBF años FPMH T9110 Módulo de procesador 95 1.19 T9401 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 8 canales, aislado 93 1,22 T9402 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 16 canales, aislado 53 2,15 T9431 Módulo de entrada analógica, 8 canales, aislado 93 1,22 T9432 Módulo de entrada analógica, 16 canales, aislado 53 2,15 T9451 Módulo de salida digital, 24 V CC, 8 canales, aislado, común 95 1,19 Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 1-1 Datos de PFH avg y PFD avg (Controlador AADvance) Datos de PFD: MTTR de 8 horas Las siguientes tablas proporcionan los datos de probabilidad de fallos a demanda para las configuraciones energizar para disparar y desenergizar para disparar de la Función instrumentada de seguridad (SIF). El intervalo de pruebas manuales es el que se indica Tabla 2: Módulo Datos de PFD para una SIF con un MTI = 6 meses Descripción del módulo PFDde PFDe Simple Doble Triple Simple Doble Triple T9110 Módulo de procesador 6,16E-5 2,43E-7 2,58E-7 7,88E-5 4,07E-7 4,32E-7 T9401 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 8 canales, aislado 2,25E-6 2,16E-7 2,16E-7 3,59E-6 2,27E-7 2,27E-7 T9402 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 16 canales, aislado 2,25E-6 2,16E-7 2,16E-7 3,59E-6 2,27E-7 2,27E-7 T9431 Módulo de entrada analógica, 8 canales, aislado 2,25E-6 2,16E-7 2,16E-7 3,59E-6 2,27E-7 2,27E-7 T9432 Módulo de entrada analógica, 16 canales, aislado 2,25E-6 2,16E-7 2,16E-7 3,59E-6 2,27E-7 2,27E-7 T9451 Módulo de salida digital, 24 V CC, 7,67E-6 8 canales, aislado, común 1,53E-6 2,18E-5 2,19E-7 Tabla 3: Módulo Datos de PFD para una SIF con un MTI = 1 año Descripción del módulo PFDde PFDe Simple Doble Triple Simple Doble Triple T9110 Módulo de procesador 1,20E-4 4,58E-7 5,15E-7 1,54E-4 7,75E-7 8,69E-7 T9401 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 8 canales, aislado 3,89E-6 4,28E-7 4,28E-7 6,02E-6 4,46E-7 4,47E-7 T9402 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 16 canales, aislado 3,89E-6 4,28E-7 4,28E-7 6,02E-6 4,46E-7 4,47E-7 T9431 Módulo de entrada analógica, 8 canales, aislado 3,89E-6 4,28E-7 4,28E-7 6,02E-6 4,46E-7 4,47E-7 T9432 Módulo de entrada analógica, 16 canales, aislado 3,89E-6 4,28E-7 4,28E-7 6,02E-6 4,46E-7 4,47E-7 T9451 Módulo de salida digital, 24 V CC, 1,37E 8 canales, aislado, común 4,07E-5 4,09E-7 1-2 2,73E-6 Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 Tabla 4: Módulo Datos de PFD para una SIF con un MTI = 5 años Descripción del módulo PFDde PFDe Simple Doble Triple Simple Doble Triple T9110 Módulo de procesador 5,19E-4 2,18E-6 3,55E-6 7,52E-4 3,72E-6 5,95E-6 T9401 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 8 canales, aislado 1,70E-5 2,12E-6 2,12E-6 2,55E-5 2,20E-6 2,21E-6 T9402 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 16 canales, aislado 1,70E-5 2,12E-6 2,12E-6 2,55E-5 2,20E-6 2,21E-6 T9431 Módulo de entrada analógica, 8 canales, aislado 1,70E-5 2,12E-6 2,12E-6 2,55E-5 2,20E-6 2,21E-6 T9432 Módulo de entrada analógica, 16 canales, aislado 1,70E-5 2,12E-6 2,12E-6 2,55E-5 2,20E-6 2,21E-6 T9451 Módulo de salida digital, 24 V CC, 6,16E-6 8 canales, aislado, común 1,23E-5 1,92E-4 1,97E-6 Tabla 5: Módulo Datos de PFD para una SIF con un MTI = 10 años Descripción del módulo PFDde PFDe_ Simple Doble Triple Simple Doble Triple T9110 Módulo de procesador 1,18E-3 4,35E-6 9,79E-6 1,50E-3 7,42E-6 1,63E-5 T9401 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 8 canales, aislado 3,34E-5 4,24E-6 4,25E-6 4,97E-5 4,40E-6 4,41E-6 T9402 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 16 canales, aislado 3,34E-5 4,24E-6 4,25E-6 4,97E-5 4,40E-6 4,41E-6 T9431 Módulo de entrada analógica, 8 canales, aislado 3,34E-5 4,24E-6 4,25E-6 4,97E-5 4,40E-6 4,41E-6 T9432 Módulo de entrada analógica, 16 canales, aislado 3,34E-5 4,24E-6 4,25E-6 4,97E-5 4,40E-6 4,41E-6 T9451 Módulo de salida digital, 24 V CC, 1,22E-5 8 canales, aislado, común 2,43E-5 3,81E-4 4,00E-6 Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 1-3 Datos de PFH avg y PFD avg (Controlador AADvance) Datos de PFD: MTTR de 24 horas Las siguientes tablas proporcionan los datos de probabilidad de fallos a demanda para las configuraciones energizar para disparar y desenergizar para disparar de la Función instrumentada de seguridad (SIF). El intervalo de pruebas manuales es el que se indica. Tabla 6: Módulo Datos de PFD para una SIF con un MTI = 6 meses Descripción del módulo PFDde PFDe Simple Doble Triple Simple Doble Triple T9110 Módulo de procesador 6,71E-5 2,98E-7 3,17E-7 8,69E-5 4,88E-7 5,20E-7 T9401 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 8 canales, aislado 3,48E-6 2,24E-7 2,24E-7 5,92E-6 2,04E-7 2,40E-7 T9402 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 16 canales, aislado 3,48E-6 2,24E-7 2,24E-7 5,92E-6 2,04E-7 2,40E-7 T9431 Módulo de entrada analógica, 8 canales, aislado 3,48E-6 2,24E-7 2,24E-7 5,92E-6 2,04E-7 2,40E-7 T9432 Módulo de entrada analógica, 16 canales, aislado 3,48E-6 2,24E-7 2,24E-7 5,92E-6 2,04E-7 2,40E-7 T9451 Módulo de salida digital, 24 V CC, 1,10E-6 8 canales, aislado, común 2,21E-6 2,76E-5 2,77E-7 Tabla 7: Módulo Datos de PFD para una SIF con un MTI = 1 año Descripción del módulo PFDde PFDe Simple Doble Triple Simple Doble Triple T9110 Módulo de procesador 1,26E-4 5,13E-7 5,77E-7 1,62E-4 8,56E-7 9,62E-7 T9401 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 8 canales, aislado 5,12E-6 4,36E-7 4,36E-7 8,35E-6 4,60E-7 4,60E-7 T9402 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 16 canales, aislado 5,12E-6 4,36E-7 4,36E-7 8,35E-6 4,60E-7 4,60E-7 T9431 Módulo de entrada analógica, 8 canales, aislado 5,12E-6 4,36E-7 4,36E-7 8,35E-6 4,60E-7 4,60E-7 T9432 Módulo de entrada analógica, 16 canales, aislado 5,12E-6 4,36E-7 4,36E-7 8,35E-6 4,60E-7 4,60E-7 T9451 Módulo de salida digital, 24 V CC, 8 canales, aislado, común 1,70E-6 3,41E-6 4,65E-6 4,68E-7 1-4 Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 Tabla 8: Módulo Datos de PFD para una SIF con un MTI = 5 años Descripción del módulo PFDde PFDe Simple Doble Triple Simple Doble Triple T9110 Módulo de procesador 5,96E-4 2,24E-6 3,64E-6 7,60E-4 3,80E-6 6,09E-6 T9401 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 8 canales, aislado 1,82E-5 2,13E-6 2,13E-6 2,78E-5 2,22E-6 2,22E-6 T9402 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 16 canales, aislado 1,82E-5 2,13E-6 2,13E-6 2,78E-5 2,22E-6 2,22E-6 T9431 Módulo de entrada analógica, 8 canales, aislado 1,82E-5 2,13E-6 2,13E-6 2,78E-5 2,22E-6 2,22E-6 T9432 Módulo de entrada analógica, 16 canales, aislado 1,82E-5 2,13E-6 2,13E-6 2,78E-5 2,22E-6 2,22E-6 T9451 Módulo de salida digital, 24 V CC, 8 canales, aislado, común 6,49E-6 1,30E-5 1,98E-4 2,03E-6 Tabla 9: Módulo Datos de PFD para una SIF con un MTI = 10 años Descripción del módulo PFDde PFDe Simple Doble Triple Simple Doble Triple T9110 Módulo de procesador 1,18E-3 4,40E-6 9,91E-6 1,51E-3 7,50E-6 1,65E-5 T9401 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 8 canales, aislado 3,46E-5 4,54E-6 4,25E-6 5,21E-5 4,42E-6 4,43E-6 T9402 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 16 canales, aislado 3,46E-5 4,54E-6 4,25E-6 5,21E-5 4,42E-6 4,43E-6 T9431 Módulo de entrada analógica, 8 canales, aislado 3,46E-5 4,54E-6 4,25E-6 5,21E-5 4,42E-6 4,43E-6 T9432 Módulo de entrada analógica, 16 canales, aislado 3,46E-5 4,54E-6 4,25E-6 5,21E-5 4,42E-6 4,43E-6 T9451 Módulo de salida digital, 24 V CC, 8 canales, aislado, común 1,25E-5 2,50E-5 3,87E-4 4,07E-6 Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 1-5 Datos de PFH avg y PFD avg (Controlador AADvance) Datos de PFH La siguiente tabla proporciona los datos de probabilidad de fallos por hora para las configuraciones energizar para disparar y desenergizar para disparar de la SIF diseñadas para aplicaciones de demanda alta. Tabla 10: Módulo Datos de PFH Descripción del módulo PFDde PFDe Simple Doble Triple Simple Doble Triple 3,45E-9 3,57E-6 3,42E-8 5,06E-9 5,29E-9 T9110 Módulo de procesador 2,69E-8 T9401 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 8 canales, aislado 7,48E-10 4,77E-10 4,78E-10 1,11E-9 8,22E-6 8,25E-10 T9402 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 16 canales, aislado 7,48E-10 4,77E-10 4,78E-10 1,11E-9 8,22E-6 8,25E-10 T9431 Módulo de entrada analógica, 8 canales, aislado 7,48E-10 4,77E-10 4,78E-10 1,11E-9 8,22E-6 8,25E-10 T9432 Módulo de entrada analógica, 16 canales, aislado 7,48E-10 4,77E-10 4,78E-10 1,11E-9 8,22E-6 8,25E-10 T9451 Módulo de salida digital, 24 V CC, 7,47E-5 8 canales, aislado, común 8,64E-9 3,63E-9 1-6 1,49E-9 Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 Fracción de falla segura (SFF) y Tolerancia a fallos de hardware (HFT) La siguiente tabla proporciona los datos de SFF y HFT para las configuraciones de SIF para los modos energizar para disparar y desenergizar para disparar. Nota: SFFde corresponde a un sistema energizado normalmente que se desenergiza para disparar. Tabla 11: Datos SFFe, SFFde y HFT de módulo Módulo Descripción del módulo SFFde SFFe HFT T9110 Módulo de procesador >90% >90% 0 T9401 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 8 canales, aislado >99% >99% 0 T9402 Módulo de entrada digital, 24 V CC, 16 canales, aislado >99% >99% 0 T9431 Módulo de entrada analógica, 8 canales, aislado >99% >99% 0 T9432 Módulo de entrada analógica, 16 canales, aislado >99% >99% 0 T9451 Módulo de salida digital, 24 V CC, 8 canales, aislado, común >99% >99% 0 Configuraciones del sistema Los cálculos de PFH y PFD se derivan de la Sección 6 de IEC 61508 y los ejemplos a continuación muestran cómo se utilizan los cálculos para definir la probabilidad de fallos para una SIF. Ejemplo 1 Este ejemplo ilustra una SIF SIL3 con una entrada de señal y una salida de señal; tiene un MTI de 1 año y un MTTR de 8 horas, se configura como una disposición desenergizada para disparar. Consulte la tabla 3 AADvance SIF PFDavg = PFDavg (ip) + PFDavg (procesador) + PFDavg (op) = 4,28E-7 + 4,58E-7 + 2,73E-6 = 2,56E-6 Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 1-7 Datos de PFH avg y PFD avg (Controlador AADvance) Ejemplo 2 Este ejemplo ilustra una SIF SIL3 con 2 entradas en el mismo módulo y 1 salida con un MTI de 1 año y un MTTR = 8 horas, configurada como 1oo2 desenergizar para disparar. Consulte la tabla 3 AADvance SIF PFD avg = PFDavg (ip) + PFDavg (procesador) + PFDavg (op) = 4,28E-7 + 4,58E-7 + 2,73E-6 = 2,56E-6 Ejemplo 3 SIF SIL3 con 2 entradas en módulos de entrada diferentes y 1 entrada con un intervalo de pruebas manuales de 1 año y un MTTR = 8 horas como 1oo2 desenergizar para disparar. Consulte la tabla 3 AADvance SIFPFDavg = (PFDavg (ip)) 2 + (1,0% x PFDavg (ip)) + PFDavg (procesador) + PFDavg (op) = (4,28E-7) 2 + (1% x 4,28E-7) + 4,58E-7 + 1,37E-6 = 1,84E-6 1-8 Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 Ejemplo 4 Este ejemplo ilustra una SIF SIL3 con 1 entrada y 2 salidas con un intervalo de pruebas manuales de 1 año y un MTTR = 8 horas como 1oo2 desenergizar para disparar. Consulte la tabla 3 AADvance SIF PFDavg = PFDavg (io) + PFDavg (procesador) + (PFDavg(op)) 2 + 1,0% x PFDavg (op) = 4,28E-7 = 4,58E-7 + ((2,73E-6) 2 + (1,0% x 4,07E-6) = 9,00E-7 Documento: 553847 Publicación: 1.2: July 2011 1-9