SIMATIC Safety Integrated per l automazione di processo

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1 SIMATIC Integrated per l automazione di processo

2 Obiettivo della sicurezza Sicurezza di di processo Evitare incidenti e danni in caso di guasto per assicurare la massima sicurezza per: Integrated Persone Processo Natura e Ambiente SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

3 Obiettivo della sicurezza Sicurezza di di processo Integrated Rischio derivante dal processo Modifiche al processo Altre misure Rischio Sistemidi sicurezza Rischio accettabile Il Rischio zero non è raggiungibile SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

4 Sicurezza di impianto Sicurezza di di processo Protezione da disastro Protezione dal disastro Bacino di contenimento Protezione passiva Integrated Valvola di sovrapressione Protezione attiva Sistema di sicurezza (automatico) Arresto di sicurezza Instrumented System (SIS) Intervento del personale di impianto Automazione di base Valore di processo Allarme di processo Attività normale Process control system SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

5 Sicurezza di impianto Sicurezza di di processo Integrated IEC61508 La IEC è lo standard fondamentale alla base della normativa di sicurezza. Copre tutte le applicazioni in cui le funzioni di protezione di sicurezza sono implementate con sistemi elettrici, elettronici o elettronici programmabili. IEC61511 Sulla base della IEC sono state redatte delle norme specifiche di settore come la IEC per l industria di processo o la IEC l industria nucleare. In mancanza di normativa specifica di settore ci si può riferire alla IEC SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

6 Sicurezza di impianto Sicurezza di di processo Integrated Integrity Level SIL 4 Probability of failure on demand (PFD) per year (Demand mode of operation) >=10-5 to <10-4 Risk Reduction Factor = 1/PFD to SIL 3 >=10-4 to < to 1000 SIL 2 >=10-3 to < to 100 SIL 1 >=10-2 to < to 10 SIL: un metodo di misura della prestazione di un SIS che, tra le altre cose, tiene conto della probabilità di guasto. SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

7 Instrumented System (SIS) Sicurezza di di processo SIS: una combinazione di sensori, logiche (e.g. controllori) e attuatori che rilevano condizioni operative anormali e portano AUTOMATICAMENTE l impianto in uno stato sicuro. Integrated PT 1A PT 1B Instrumented System (SIS) Inputs Outputs Basic Process Control System (BPCS) Inputs I / P Outputs Reactor FT SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

8 Integrated SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

9 Il giusto livello di integrazione ENG HMI ENG Controllo & & Sicurezza INTERFACED DCS Gateway SIS Integrated ENG HMI INTEGRATED DCS SIS ENG HMI COMMON DCS SIS SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

10 Integrated for Process Automation Controllo & & Sicurezza Integrated SIMATIC S7-400FH con S7 F Systems E utilizzato per configurare l hardware e l applicazione del processo legata alla sicurezza in accordo con la normativa IEC Pacchetto opzionale di STEP 7 per configurare I controllori S7-400H con funzionalità di sicurezza Semplifica la creazione dei programmi di sicurezza con l uso di una libreria F con blocchi funzione certificati dal TÜV fino a SIL 3 (IEC 61508) Semplifica la documentazione dei programmi di sicurezza, ad esempio con la gestione dei CRC La configurazione dei programmi può avvenire con CFC oppure con Matrix SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

11 (FMR) Integrated SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

12 Configurazioni singole (FMR) Integrated Perchè? Per uniformità di parti di ricambio con altre parti di impianto Per comunicare con sistemi ridondati con connessioni ad elevata disponibilità Tutti I componenti certificati SIL 3 Massimo livello di sicurezza anche in configurazioni a singola S7 400FH singolo PROFIBUS DP I/O ET 200M, S, pro, eco S7 400FH singolo PROFIBUS DP I/O ridondati ET 200M SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

13 Meccanismi di sicurezza (FMR) Integrated Doppia memorizzazione dei dati di sicurezza nella DATA in formato BOOL e COMP in formato WORD complementare Doppia elaborazione dei dati di sicurezza nella : Operazioni standard su DATA Operazioni a word su COMP 0 DATA FFFF H COMP Bit-AND in bit arithmetic logic unit DATA 1 DATA COMP 0 H COMP Word-OR in ALU Confronto interno alla nel driver dei canali di uscita: in caso di errore la va in STOP e le uscite vengono disabilitate Comparison Copy Convert Confronto esterno alla nelle schede di uscita: in caso di errore le uscite vengono portate al valore sostitutivo e viene dato un messaggio di errore -related message Data CRC Comparison SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

14 Configurazioni singole (FMR) Integrated Uno (SIL2) o due (SIL3) canali come segnale di ingresso Circuiti ridondati nei moduli di ingresso/uscita Doppio taglio sull uscita Input module Controller module Output module Input circuit Diagnostic circuit Input circuit Diagnostic circuit Diagnostic circuit Output circuit Main switch.. 1oo1D for SIL2 1oo2D for SIL3 1oo1D 1oo2D SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

15 Configurazioni singole (FMR) Integrated Controllo ridondato di due attuatori per ottenere: Maggior sicurezza Maggior disponibilità Input module Input circuit Diagnostic circuit Input circuit Controller module Diagnostic circuit Diagnostic circuit Output circuit Main switch Diagnostic circuit Output circuit Main switch.... 1oo1D for SIL2 1oo2D for SIL3 1oo1D 2oo(1oo2D) SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

16 Configurazioni ridondate (FMR) Integrated S7 400FH ridondato PROFIBUS DP ridondato I/O condivisi ET 200M S7 400FH ridondato PROFIBUS DP ridondato I/O ridondati ET 200M S7 400FH ridondato PROFIBUS DP ridondato I/O condivisi ridondati ET 200M SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

17 Configurazioni ridondate (FMR) Uno o due sensori come segnale di ingresso Controllore ridondato Doppio taglio sull uscita Controller module Integrated Input module Input circuit Diagnostic circuit Input circuit 1oo1D for SIL2 1oo2D for SIL3 Diagnostic circuit Diagnostic circuit 2oo(1oo1D) Output module Output circuit Diagnostic circuit 1oo2D Main switch.. SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

18 Configurazioni ridondate (FMR) Integrated Uno, due o quattro canali come segnale di ingresso Due tagli ridondati sulle uscite Input module Controller module Output module Input circuit CP U Diagnostic circuit Input circuit CP U Diagnostic circuit CP U Diagnostic circuit CP U Output circuit Main switch.. Input circuit Diagnostic circuit Input circuit CP U CP U 2oo(1oo1D for SIL2) 2oo(1oo2D for SIL3) Diagnostic circuit 2oo(1oo1D) CP U Diagnostic circuit CP U Output circuit Main switch 2oo(1oo2D).. SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

19 Configurazioni ridondate (FMR) Integrated Logica 2 su 3 nel programma utente con il blocco funzionale 2oo3 Input circuit Diagnostic circuit Input circuit Diagnostic circuit Diagnostic circuit Output circuit Main switch.. Input circuit Diagnostic circuit Input circuit Input circuit Diagnostic circuit Diagnostic circuit Output circuit Main switch.. Diagnostic circuit 2oo(1oo1D) 2oo(1oo2D) Input circuit 3oo(1oo1D) SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

20 (FMR) Integrated AI AI DI DO DO AI Simplex AI DI DO DO Dual 1oo1 LS Triple AI 1oo2 Valves 2oo3 PT SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

21 (FMR) Integrated AI AI DI DO DO Multiple Fault Tolerant L architettur a fieldbus consente ai sistemi di tollerare più guasti senza interruzione del processo Ridondanza degli I/O indipendente dalla ridondanza della Tutti I componenti certificati SIL 3 Nessuna modalità degradata Sicurezza indipendente dalla ridondanza AI AI DI DO DO AI 1oo2 Valves SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

22 Integrated con PROFIsafe Integrated PROFIsafe è un profilo che definisce la comunicazione tra dispositivi ad elevata sicurezza Pubblicato originariamente nel 1999; primo protocollo certificato secondo la IEC Supporta la comunicazione sicura attraverso bus di campo standard: PROFIBUS (DP, PA) e PROFINET CertificatoTUV - IEC SIL 3 - EN Cat 4 SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

23 PROFIsafe Modello OSI e.g. diagnosis Integrated Standard- I /O Input Layer Control Layer Output Layer Standard Control Black channel": ASICs, IM, cavi, etc. Non sono rilevanti per la sicurezza Funzioni non critiche per la sicurezza, e.g. diagnostiche "PROFIsafe": Componenti del sistema di sicurezza: indirizzamento, timer di watchdog, numerazioni sequenziali, CRC, etc. Parti rilevanti per la sicurezza ma esterne al profilo PROFIsafe: I/O di sicurezza e controllori di sicurezza SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

24 PROFIsafe Metodi di riconoscimento degli errori Error Measure Sequence number Time expectation w. acknowledge-ment Identifier for sender and receiver Data backup CRC Retry X Integrated Loss Insertion Wrong sequence Data corruption x x x x x x x Delay x Linking of safety-oriented and standard messages (masquerade) x x x FIFO error x From: Position Paper DKE-AK SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

25 PROFIsafe Struttura dei telegrammi Integrated Standard message frame S S S S S S F I/O data Status / control byte Sequence number CRC Standard I/O data Senderbased counter across F-data and F-parameter Max. 12 / 122 bytes 1 byte 1 byte 2/4 bytes *) (240/238 - F-data) Max. 244 bytes DP data *) 2 bytes for a max. of 12 bytes F I/O data 4 bytes for a max. of 122 bytes F I/O data SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

26 I/O Fail-safe ET 200M Panoramica Integrated Max 12 moduli per stazione I/O a due canali con diagnostica e test di discrepanza e corto circuito Configurazione come I/O condiviso o ridondato SM326 10DO, 6AI: ingombro 40mm SM326 24DI, 8DO, 8DI NAMUR: ingombro 80mm Moduli SM 326 DI 24 24V DC SM 326 DO V DC/2A Caratteristiche 12 ingressi a 2 canali, SIL 3/Cat. 4 oppure 24 ingressi a 1 canale, SIL 2, configurabili a coppie, 80mm 10 uscite, SIL 3/Cat. 4, ridondabili, 40mm SM 326 DO8 PM SM 336 AI 615 bit SM 326 DI 8 NAMUR Disconnecting module 8 uscite, SIL 3/Cat. 4, NON ridondabili, 80mm 6 ingressi analogici, SIL 3, 0-20 ma, HART, 40 mm 4 ingressi a 2 canali, SIL 3/Cat. 4 oppure 8 ingressi a 1 canale, SIL 2, 80mm Isolatore elettrico tra moduli F e moduli standard per SIL 3/Cat. 4 Solo per 8DI NAMUR SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

27 I/O Fail-safe ET 200M Funzionalità di Hot Swap Integrated L utilizzo dei moduli di bus attivo: Forma il bus di backplane della stazione ET 200M Sostituisce i classici connettori a U Consente di sostituire moduli in tensione Consente di montare due IM per ridondare il collegamento PROFIBUS Moduli di bus attivo SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

28 I/O Fail-safe ET 200S Panoramica I/O a due canali con diagnostica e test di discrepanza e corto circuito Integrated Moduli 4/8 F DI 24 V DC 4 F DO 24 V DC/2A Caratteristiche Max. 4 ingressi a 2 canali, SIL 3/Cat. 4 oppure Max. 8 ingressi a 1 canale, SIL 2 4 uscite, SIL 3/Cat. 4 PM E F pp 24 V DC Uscita a relè 10A fino a SIL3* Disattivazione sicura fino a SIL2 di I/O standard PM E F pm 24 V DC 2 uscite, SIL3* Uscita a relè 10A fino a SIL3 Disattivazione sicura fino a SIL2 di I/O standard *SIL2 se vengono utilizzate uscite standard SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

29 Integrated SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

30 F-System Sviluppo del programma di sicurezza tramite linguaggio di programmazione CFC Semplice interconnessione di blocchi di libreria Possibilità di creare una biblioteca personalizzata Integrated Libreria di sicurezza con blocchi certificati dal TÜV SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

31 Comunicazione tra S7-400FH Comunicazione - orientata alla sicurezza tramite connessione S7 e locchi di sicurezza: F_SENDBO/F_RCVBO Trasferimento di 20 F_BOOL F_SENDR/F_RCVBR Trasferimento di 20 F_REAL Integrated SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

32 Comunicazione tra S7-400FH (F-System) e S7-300/400F (Distributed ) Comunicazione - orientata alla sicurezza (32 F_BOOL) tramite connessione S7 e blocchi di sicurezza: F_SDS_BO/F_RCV_BO su F-System F_SENDS7/F_RCVS7 su Distributed Integrated SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

33 Matrix Collegamento tra cause ed effetti tramite parametrizzazione Generazione automatica del chart CFC Possibilità di controllo on-line delle cause-effetti Integrated SIMATIC Integrated per l'automazione di processo

34 Grazie per l attenzione