Seguridad funcional PROFIsafe

Seguridad funcional PROFIsafe
Seguridad funcional – Profisafe
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Agenda
Agenda
Introducción
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Fundamentos
Soluciones
Introducción a PROFIsafe
3
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Los accidentes que pueden provocar daños a
personas, deterioro en máquinas y efectos no
Proceso deben evitarse a
deseados
en el medio ambiente
Seguridad
Comunicación
toda costa.
tiempo real
Estándares IT
& seguridad
PROFINET
Control
movimiento
Instalación
de red
Automat.
distribuida
¡Necesidades de soluciones seguras!
Introducción a PROFIsafe
4
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Introducción a PROFIsafe
5
Agenda
Introducción
Fundamentos
Seguridad
Proceso
Comunicación
tiempo real
Portfolio
Estándares IT
& seguridad
PROFINET
Equipos campo
distribuidos
Control
movimiento
Instalación
de red
Automat.
distribuida
¡La solución válida para todo!
PROFIsafe
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
PROFIsafe:
Capa de aplicación que describe la comunicación segura entre
dispositivos seguros.
Proceso
Seguridad
Comunicación
segura a través de buses estándar abiertos como
Comunicación
PROFIBUS y PROFINET.
tiempo real
PLC con procesamiento integrado de seguridad (Por ejemplo: 1oo2
system
)
Estándares
IT
PROFINET
& seguridad como
Tan independiente
sea posible de los medios de transmisión
como cables de cobre, fibra óptica, inalámbricas, etc. => "Canales
Control
Negro". Instalación
movimiento
de red
Automat.
distribuida
PROFIsafe – Comunicaciones y canal negro
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
El protocolo PROFIsafe asegura todo el camino desde la
ubicación en la que se origina una señal de seguridad (por
ejemplo,
F-Module en Proceso
un dispositivo de E/S remotas) a la
Seguridad
Comunicación
ubicación donde se procesa (F-Host)
y viceversa.
tiempo real
Estándares IT
& seguridad
PROFINET
Control
movimiento
Instalación
de red
Automat.
distribuida
PROFIsafe – Gestión de errores
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Agenda
Introducción
Fundamentos
La comunicación PROFIsafe debe
asegurar la transferencia de datos sin
Proceso
errores:
Seguridad
Comunicación
tiempo real
Portfolio
Transferencia de datos correctos
Estándares IT
PROFINET
Al
destino correcto
(para el
& seguridad
interlocutor correcto)
Control
Instalación
movimiento
En el momento
oportuno (Just-inde red
time)
¡Nececidades de soluciones seguras!
PROFIsafe – Gestión de errores
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Agenda
Pueden ocurrir varios errores durante la transmisión de datos:
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Fallos
de hardwareProceso
e interferencia electromagnética
Seguridad
Comunicación
tiempo real
Un mensaje puede perderse, repetirse, insertarse en otra
parte, aparecer con retraso o en una secuencia incorrecta,
Estándares IT
PROFINET
y/o
mostrar datos
erróneos.
& seguridad
Direccionamiento incorrecto de unControl
dispositivo y un mensaje
Instalación
movimiento
estándar
aparece erróneamente
en un F-Device y
de podría
red
pretender ser un mensaje seguro.
Diferentes velocidades de transmisión pueden además
causar efectos no deseados
¡Necesidades de soluciones seguras!
PROFIsafe – Gestión de errores
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
a - Instance of "sequence number" of IEC 61784-3.
b - Instance of "time expectation" and "feedback message" of IEC 61784-3.
c - Instance of "connection authentication" of IEC 61784-3. Sender and receiver are using different
Codenames to identify the message direction.
d - Instance of "data integrity assurance" of IEC 61784-3.
PROFIsafe – Gestión de errores
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Agenda
Las principales medidas adoptadas por PROFIsafe son:
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Proceso de los mensajes PROFIsafe
1.- La
numeración consecutiva
Seguridad
Comunicación
("señal de vida")
tiempo real
2.- Un time-out con acuse de recibo
Estándares IT
PROFINET
(“watch
dog")
& seguridad
3.- Un nombre único entre el emisor yControl
el receptor
Instalación
movimiento
("F-Address")
de red
4.- La comprobación de la integridad de los datos
("CRC = comprobación de redundancia cíclica")
Nota: Todos estos parámetros son parte de la configuración de los
parámetros F.
PROFIsafe – Estructura de la trama
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Agenda
Telegrama PROFINET IO estándar
Introducción
Fundamentos
S
S
S
S
S
S
Portfolio
Datos F-I/O
Byte de control
/ estado
CRC2
A través de
datos F
y
parámetros F
y Vcons nr_h
Máx. 12 / 122 bytes
1 bytes
3/4 bytes *)
Contenedor PROFIsafe
*) 3 bytes para un máximo de 12 bytes de datos F I/O
4 bytes para un máximo de 123 bytes da datos F I/O
PROFIsafe – Comunicación segura
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
PROFIsafe – Tipos de comunicación
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Comunicación estándar vs. segura
Agenda
No se precisan requisitos adicionales
Introducción
No se reducen las prestaciones
Fundamentos
Portfolio
Comunicación por cable vs. Inalámbrica
En comparación con la transferencia de datos por cable, en el caso
inalámbrico
La velocidad neta de transferencia descenderá con la distancia
entre transmisor y receptor
Los errores de transferencia aumentarán al disminuir la calidad de
la señal
Para los propósitos de comunicación, no hay diferencias
entre las comunicaciones estándares y seguras
Para la comunicación segura inalámbrica sólo se precisa
de un “canal negro“ robusto
Topologías flexibles
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Sencillas configuraciones en línea, estrella y estructuras en anillo
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
PROFIBUS
Estructuras en línea
PROFINET
Estructuras en línea a través de los dispositivos con switch integrado
Estructuras en árbol, anillo y estrella
Linea
Anillo
Árbol
Estrella
Se reducen los costes y se implementa la flexibilidad
Nuevos equipos, nuevas posibilidades
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
PROFIsafe & PROFINET: Shared Device
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Dispositivo compartido
Agenda
Introducción
Acceso a un dispositivo desde
varios controladores
Fundamentos
Asignación flexible de canales y
Portfolio
módulos a diferentes
controladores
Para entradas y salidas
Beneficios
Ahorro en HW (IMs, PMs),
cableado, cuadros, instalación,
ingeniería, tiempo
Aclarar arquitectura, con menos
dispositivos
Protección de la inversión en de
HW y de la aplicación
Example: F disconnection
PROFIsafe & PROFINET: iDevice
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Combinación de i-Dispositivo y dispositivo compartido
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Uso del mismo interface de hardware y de la misma red
Acceso sin límites a todo la red
Diagnostico vía Web o TCI de un dispositivo
independientemente de la posición del PC
Beneficios
Menos cableado
Menos carga de hardware
Ingeniería más simple
IO Controller 1
CPU1
IO Controller 1
I-Device
CPU1
CPU2
PROFINET
IO-Controller 2
IO-Device 2
PROFINET
IO-Device 2
IOController 2
IO-Device 1
CPU2
I-Device
IO-Device 1
¿Comunicación segura inalámbrica? SÍ
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Calidad de transferencia vs. rango (interior)
20
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Ejemplo: IEEE 802.11
Rango
Calidad
Tasa de datos
Aprox. 15m
Excelente
100 %
Aprox. 30m
Muy buena
50 %
Aprox. 60m
Buena
25 %
Aprox. 100m
Marginal
10 %
PROFIsafe vía IWLAN
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Los nodos se mueven dentro del radio del punto de acceso
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Aplicaciones
Beneficios para el cliente
Cableados de
Mejor disponibilidad
comunicación complejos
Reducir costes de
(p.e. mesas rotatorias)
mantenimiento
PLC
Mobile panel
wireless
PROFIsafe vía IWLAN
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Los nodos se mueven a través de diferentes puntos de acceso
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Aplicaciones
Beneficios para el cliente
Integración rápida de
Mayor disponibilidad en la
componentes móviles (p.e.
cadena remolcadora de
grúas, sistemas de
carros
transporte sin conductor,
Mayor movilidad
sistemas filoguiados)
PLC
PROFIsafe & PROFINET: Redundancia
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Redundancia de medio
Redundancia en anillo
Tiempos de conmutación
aprox. 200ms
Hasta 50 nodos en el lazo
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Aplicaciones
Infraestructuras (p.e. tunel)
Edificios (p.e. sistema de
extracción de humos )
Beneficios
Mejor disponibilidad de la
planta
Más flexibilidad
Reducción de costes al
necesitar
menos equipos
Ejemplo MRP (Media Redundacy Protocol)
Nota:
Debido al tiempo de reconfiguración de
200 ms, usa esto en aplicaciones que
requieran mayores tiempos de reacción
de seguridad.
PROFIsafe: programación
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Lenguajes de programación
según IEC 61131-3
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Seguridad
Proceso
Lenguaje de Texto
Comunicación
tiempo real (ST), Diagrama
Estructurado
de contactos (LD) y Diagrama
de bloques funcionales
Estándares IT
PROFINET
& seguridad
(FBD),
Implementación de cálculos
Control
Instalación
complejos
movimiento
de red
Creación
de bibliotecas de
Automat.
distribuida usuario específicas
Lenguaje ST “texto estructurado”
PROFIsafe: programación
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Agenda
Funciones trigonométricas:
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Funciones Seguridad
integradas y listasProceso
para usar en operaciones trigonométricas
como SIN, COS, TAN, ASIN, ACOS y Comunicación
LOG y obtener un control sencillo y
tiempo real
seguro de máquinas con cinemática compleja.
Estándares IT
& seguridad
PROFINET
Control
movimiento
Instalación
de red
Automat.
distribuida
Seguridad en todos los niveles
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Agenda
Seguridad y alta disponibilidad
Seguridad
Introducción
Controllers
Controllers
Fundamentos
§ CPU 412H
§ CPU 414H
§ CPU 417H
§ ET 200 F-CPU
Portfolio
§ ET 200S & ET 200pro
§
§
§
§
§
CPU 315F/317F/319F
CPU317TF
CPU 414F/416F
EC31-RTX F
IPC 427/477C-RTX F
Engineering
Engineering
§ Distributed Safety
§ LAD, FBD
§ F-Systems
§ CFC, Safety Matrix
PROFIBUS & PROFIsafe
PROFINET & PROFIsafe
PROFIBUS & PROFIsafe
IO
ET 200M
ET 200S
Sensores:
ET 200pro ET 200eco
ET 200M
ET 200S
Actuadores:
ET 200pro ET 200eco
Posibilidades de comunicación ilimitadas
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Accionamientos directamente en PROFIsafe
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Las CPUs F permiten integrar completamente las funciones
tecnológicas de los accionamientos en el mundo de la
Seguridad
TIA Portal V12 – Nueva plataforma Safety
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
TIA Portal V12 – Nueva plataforma Safety
30
Agenda
Introducción
Safety - Engineering
Fail-safe Controllers
Fundamentos
Portfolio
S7-1200F
§ CPU 1214F, 1215F
§ F-DI, F-DQ, F-RQ
Step 7 Safety Advanced V12
S7-1500
§ F-LAD, F-FBD, F-Function library
§ CPU S7-1511F, S7-1513F
and S7-1516F
§ F-CPUs der S7-1500, S7-300F/400F
and WinAC F
§ ET 200S/SP/iSP/M/pro/eco
Step 7 Safety Basic V12
§ Same functions as Safety Advanced
§ only S7-1200F
Utilización descentralizada de Profisafe
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
&
&
§
Independiente de la red
§
Independiente del PLC
§
Sin PLC de seguridad
Idea
– Red
de Profisafe
distribuida
Red de
Profisafe
convencional
centralizada
32
&
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
&
&
La solución: SBT (SafetyBridge Technology)
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PSDI
Agenda
PSDO
Introducción
Fundamentos
Portfolio
LPSDO
PSDO
SafetyBridge – Parametrización
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
SAFECONF
PSDI
LPSDO
1. Código de programación
2. Carga
durante lade
fase
aprobado.
3.
Transferencia
losde
arranque
FBs estándar
Se carga
en elmediante
PLC
parámetros
al estándar
módulo
LPSDO.
via al
FTP
o importación AWL
E/S seguro
SafetyBridge – Runtime
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Bloque de
funciones Copia
Agenda
Introducción
Copy
Fundamentos
Portfolio
PSDI
LPSDO
SafeConf
1. El código de programa
3. Transferencia
Ejecución
2.
delógica
datos
aprobadode
se la
almacena
en
el
cíclicos
en LPSDO.
el PLC estándar
ABB – Nuevo PLC de seguridad AC500-S
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Agenda
6
5
4
Introducción
Fundamentos
3
1
2
Seguridad
1. Módulo de comunicación
Proceso
Comunicación estándar
tiempo real2. CPU de seguridad
Portfolio
3. CPU estándar
Estándares IT
& seguridad
PROFINET
4. Módulo de E/S de seguridad
5. Módulo de E/S estándar
6. Módulo de E/S de seguridad
Control
movimiento
Instalación
de red
Automat.
distribuida
AC500-S, PLC de seguridad
ABB – Nuevo PLC de seguridad AC500-S
Versión estándar y para condiciones
extremas disponibles (XC)
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
CPU
SM560-S
DIs
DI581-S
DIs/DOs
DX581-S
AIs
AI581-S
Base de
terminales
TU582-S
AC500-S: hardware
ABB – Nuevo PLC de seguridad AC500-S
Agenda
Control Builder Plus
Introducción
Fundamentos
CODESYS Safety
Portfolio
Librería de seguridad
Safety Code
Analyzer
AC500-S: software
ABB – Nuevo PLC de seguridad AC500-S
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Integración perfecta de hardware y software para crear
soluciones flexibles y escalables estándar y mixtas (estándar y
seguridad)
Arquitectura estandarizada de la familia AC500 haciendo fácil
añadir funciones de seguridad a una aplicación existente que no
lleva seguridad
Integración total
ABB – Nuevo PLC de seguridad AC500-S
40
Agenda
Introducción
Fundamentos
PLC AC500
con Ethernet
Visualización
PC con Control
Builder Plus
PS501
Proceso
Seguridad
Comunicación
tiempo real
Portfolio
Ethernet Industrial
Estándares IT
& seguridad
Comunicación segura con otros
dispositivos (encoders, etc…)
PLC de
seguridad
AC500-S
integrado
PROFINET
WLAN
PROFINET
Control con PROFIsafe
Instalación
de red
movimiento
Automat.
distribuida
PROFINET
Comunicación
PROFINET con
otros dispositivos
Seguridad funcional – Profisafe
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Agenda
Muchas gracias por vuestra atención
Introducción
Fundamentos
Portfolio
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