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Seguridad pasiva hasta SIL3/PLe:

Alternativas sencillas y económicas con Bihl+Wiedemann

Tecnología de seguridad pasiva: una alternativa económica

En principio, la seguridad de la máquina se puede lograr de diferentes maneras, pero la seguridad pasiva es cada vez más importante en las soluciones de bus de campo, principalmente debido a las ventajas de costos asociadas y la reducción de la complejidad.

 

¿Qué tiene de especial la seguridad pasiva?

¿Qué diferencia a la tecnología de seguridad pasiva de las soluciones clásicas de bus de campo para una seguridad funcional? En las soluciones clásicas de bus de campo se necesita una salida de seguridad para cada actuador. La ventaja: todos los actuadores se pueden desconectar de modo seguro individualmente. Sin embargo, esta máxima flexibilidad no suele ser necesaria ya que hay que desconectar la corriente de grupos enteros de actuadores al mismo tiempo. En este caso, la seguridad pasiva constituye una buena alternativa económica, dado que muchas salidas de seguridad incrementan considerablemente los costes totales de la aplicación. En el caso de la seguridad pasiva, todas las salidas se pueden conmutar y controlar individualmente de modo no seguro o, en caso necesario, se pueden desconectar con seguridad grupos enteros de actuadores con una única salida de seguridad fácilmente mediante una desconexión segura de la tensión de alimentación de todos los actuadores conectados en esta serie de accionamientos.

 

¿Cómo puede realizarse la seguridad pasiva con ASi?

Para establecer la seguridad pasiva, debe asegurarse de que el actuador no pueda recibir alimentación externa cuando la alimentación esté desconectada. En el mejor de los casos, la fuente de alimentación para los actuadores está aislada galvánicamente de la fuente para los sistemas de comunicación y sensores.

 

Este principio de alimentación se aplica desde siempre en ASi, especialmente en los módulos de Bihl+Wiedemann. En el sistema de cableado inteligente, los cables perfilados se colocan separados unos de otros, en la parte inferior del módulo a través de un ramal del sistema, donde el cable ASi amarillo transmite señales de control y alimentación y el cable perfilado negro facilita la alimentación auxiliar. Esto se puede realizar hasta un nivel de seguridad de SIL3 o PLe.

 

Gracias al sistema de cableado inteligente ASi, la comunicación y la alimentación del módulo a través de ASi se mantiene siempre cuando la periferia se desconecta selectivamente a través de la línea AUX. Con ello, ningún nodo falla en la comunicación por bus, como suele suceder en los sistemas basados en Ethernet, y no hay efectos imprevistos en otras partes de la instalación. Además, el módulo puede detectar y comunicar a través del bus que la tensión AUX se ha desconectado de la corriente. Mediante la comunicación existente con el control a través de ASi, se puede evaluar esta información también para el diagnóstico.

Fig.: La comunicación y la alimentación de los sensores se mantienen a través del cable ASi amarillo en caso de desconexión (fig. izquierda), mientras que en una estructura similar con sistemas basados en Ethernet no puede producirse ninguna comunicación (fig. derecha).

Además, en la práctica puede ser necesario poner varias líneas AUX conmutadas y sin conmutar en la instalación para gestionar las distintas cadenas cinemáticas por separado unas de otras. En caso de desconexión, los actuadores relevantes para la seguridad pueden desconectarse de la corriente de manera selectiva mediante el potencial AUX conmutado. La periferia irrelevante para la seguridad, como los sensores, se sigue alimentando a través del potencial AUX no conmutado. Esta información también se puede evaluar para el diagnóstico a través de la comunicación existente con el sistema de control a través de ASi.

Fig.: Dentro de una instalación se pueden utilizar diferentes potenciales AUX para desconectar la alimentación de manera selectiva de uno o varios accionamientos.

Además, el sistema de cableado ASi ofrece la posibilidad de realizar el suministro de alimentación de la periferia desde el cable amarillo ASi, junto a la comunicación por bus. Así, dado el caso, puede prescindirse de colocar un AUX no conmutado adicional siempre que toda la periferia irrelevante para la seguridad de la serie pueda ser alimentada desde el cable amarillo. Para ello, B+W ofrece una amplia gama de productos que alimentan de forma fiable los sensores desde ASi y los actuadores desde AUX.

Fig.: Los sensores conectados se siguen alimentando a través del cable ASi amarillo en caso de desconexión para mantener la comunicación y desconectar la serie de accionamientos a través de AUX.

¿Qué posibilidades hay de usar seguridad pasiva en una aplicación?

Con la amplia gama de productos de Bihl+Wiedemann puede integrar seguridad pasiva sencillamente en su instalación usando diferentes clases de protección IP. Con nuestros productos IP20 se pueden realizar derivaciones de seguridad pasiva en el armario de distribución con costes optimizados. Además, existe la posibilidad de desconectar el potencial AUX de forma descentralizada en el campo, integrando en su sistema nuestros módulos IP67. Con ASi reducirá drásticamente el coste del cableado. Además, ASi se puede integrar perfectamente en casi todos los sistemas de automatización convencionales.

Ventajas de la seguridad pasiva con Bihl+Wiedemann

    Seguridad
    hasta SIL3/PLe

    El cable perfilado amarillo es para las señales de control y alimentación, y el cable perfilado negro para la alimentación auxiliar, así se puede garantizar que todos los actuadores conectados dejen de recibir alimentación al desconectar la alimentación auxiliar. Por consiguiente, la seguridad hasta SIL3/PLe no es ningún problema. Este nivel de seguridad solo se puede lograr en soluciones de cable redondo de 4 hilos con un elevado coste.

    Costes reducidos
    de hardware

    En aplicaciones técnicas de seguridad es necesaria normalmente una costosa salida de seguridad independiente para cada actuador. En cambio, con la seguridad pasiva se puede utilizar una económica salida estándar para cada actuador para la conmutación de funcionamiento. La desconexión de seguridad de grupos de actuadores se puede realizar en este caso con solo una salida de seguridad.

    Sensores
    siempre legibles

    El cable ASi amarillo transmite señales de control y alimentación hasta 8 A sin interrupción. Esto significa que, si se desconecta la alimentación auxiliar o el cable perfilado negro, los sensores siguen legibles también en un evento de seguridad.

    Suministro de energía
    eficiente hasta 20 A

    El cable perfilado transmite 16 A o 20 A dependiendo de la sección transversal del cable y, por lo tanto, ostensiblemente más energía que las soluciones típicas de cable redondo M12. Esto permite distribuir mucha corriente a un bajo precio por metro. Esto es ideal, por ejemplo, para soluciones de IO-Link y en motores en la tecnología para transportadores. Descubra más información sobre el tema de suministro de energía eficiente.

    Posibilidades de ahorro mediante seguridad pasiva

    Al implementar seguridad pasiva con Bihl+Wiedemann, usted se beneficia de menos salidas de seguridad y de las ventajas de costes que ofrece ASi. Gracias a los cables perfilados y a la técnica de penetración, los costes de cableado con ASi son claramente más bajos que con otros sistemas de bus de campo: ahorra hasta un 68 %, ya que no necesita cables de conexión preconfeccionados distintos y ahorra un costoso tiempo de montaje. Lea al respecto nuestra comparativa de costes de cableado.

     

    Ir a la comparación de costes de cableado

    Productos de Bihl+Wiedemann

    Para el sencillo montaje de seguridad pasiva solo es necesario un monitor de seguridad con salidas locales en combinación con una módulo de ampliación de contactos. La conmutación de funcionamiento de los actuadores se puede realizar con productos estándar no seguros de Bihl+Wiedemann apropiados para la seguridad pasiva. Esto se debe a que casi todos nuestros nuevos módulos ASi-5, como los distintos módulos ASi-5 con maestro IO-Link integrado, y muchos de nuestros módulos ASi-3, cumplen los requisitos de la seguridad pasiva. Resulta esencial comprobar los requisitos técnicos

     

     

    Resulta esencial comprobar los requisitos técnicos

    La seguridad pasiva únicamente se puede establecer si se cumplen los siguientes requisitos técnicos:

    • Hay que realizar la desconexión segura conforme a las exigencias de la directiva de máquinas 2006/42/CE y a normas de seguridad como EN ISO13849-1 o EN 62061.
    • La separación galvánica de potenciales conmutados con seguridad pasiva y otros potenciales debe garantizarse siempre o evitarse mediante exclusión de errores (p. ej., tendido protegido de cables, instalación protegida de los dispositivos de seguridad pasiva).

     

     

     

    En concreto, esto significa para los sistemas ASi: lo más fácil es utilizar solo módulos ASi, conectados con el potencial conmutado, para los que el cumplimiento de la seguridad pasiva esté explícitamente indicado en la ficha técnica. Además, la alimentación de todos los módulos con ASi y AUX debe hacerse por separado a través del cable perfilado amarillo y negro.

    Alimentación a través de cable M12

    La línea de AUX de seguridad pasiva y otros potenciales en cables redondos convencionales no suele estar diseñada para la seguridad pasiva, por ejemplo; una alimentación con ASi y AUX a través de un conector M12. Esto se debe a que no se puede descartar un cortocircuito entre ASi y AUX de seguridad pasiva.

     

    Sin embargo, dependiendo de la aplicación, mediante un análisis de seguridad preciso de toda la sección de cableado en cuestión es posible demostrar que un caso de fallo de este tipo siempre conduce a un estado seguro. En esta circunstancia, la seguridad pasiva sigue estando garantizada, a pesar del potencial conmutado y no conmutado en un cable redondo común.

    La alimentación con ASi y AUX a través de un conector M12 convencional no suele ser de seguridad pasiva.

    Uso de módulos sin seguridad pasiva

    Un único módulo sin seguridad pasiva, conectado con la línea AUX conmutada, impide una estructura de seguridad pasiva. Esto se debe a que los módulos individuales deben considerarse como un sistema completo en este sentido. Por ello, todos los módulos usados tienen que estar calificados para la seguridad pasiva.

     

    Sin embargo, dependiendo de la aplicación, mediante un análisis de seguridad preciso de toda la sección de cableado en cuestión es posible demostrar que un caso de fallo siempre conduce a un estado seguro. En esta circunstancia, la seguridad pasiva sigue estando garantizada, a pesar del uso de módulos sin seguridad pasiva.

    Un único módulo sin seguridad pasiva, conectado con la línea AUX conmutada, impide una estructura de seguridad pasiva.

    Preguntas frecuentes (FAQ) sobre seguridad pasiva

    Sin seguridad pasiva no está garantizado que la desconexión/separación segura de AUX en un módulo E/S estándar dé lugar a que se adopte el estado seguro (E/S sin tensión). El módulo sigue extrayendo energía a través de AS-i y, en caso de avería, es posible que la energía se devuelva a través de AS-i a la red AUX desconectada de forma segura.

     

    Esto significa que la seguridad generada por la desconexión segura no está garantizada en caso de fallo. Además, eso puede provocar períodos de inactividad no planificados y un mayor esfuerzo en la planificación, instalación y puesta en marcha de una instalación.

    La desconexión segura (seguridad pasiva) está normalizada por la directiva de máquinas 2006/42/CE, EN ISO 13849-1 y EN 62061.

    La seguridad pasiva es aplicable cuando el estado de seguridad de los componentes de la instalación de la máquina, que deben equiparse mediante la seguridad pasiva, puede alcanzarse desconectando la corriente (principio de corriente activa).

    Todos los componentes que tienen una conexión a diferentes potenciales de alimentación y están en la ruta de desconexión segura de una máquina deben tener seguridad pasiva.

    Para hacer que una máquina que antes no estaba protegida por seguridad pasiva tenga seguridad pasiva con este tipo de productos, lamentablemente no basta con sustituir los módulos. En este caso, debe realizarse de nuevo la evaluación de la seguridad de la máquina.

    Encontrará esta información en nuestras fichas de datos en la categoría «Medioambiente».

    ¿Tiene preguntas acerca de la tecnología de seguridad pasiva de Bihl+Wiedemann?