sistema de control y seguridad - infoplc.net · Automatización Conexión ERP MITIGACIÓN CONTROL...
Transcript of sistema de control y seguridad - infoplc.net · Automatización Conexión ERP MITIGACIÓN CONTROL...
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
CAMPODISPOSITIVOS Y REDES
CONTROL BÁSICO
PROTECCIÓN
SISTEMA INFORMACIÓN DE
PLANTA
OPTIMIZACIÓN y SIMULACIÓN
Niveles de Automatización Conexión ERP
MITIGACIÓN
CONTROL AVANZADO
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Sistema Información
Planta
Red de CONTROL y SUPERVISIÓN
Consola Operación
Control Avanzado
Redes CampoE/S Proceso
HART
Controlador Proceso
USUARIOS DATOS PLANTA
Estación Remota, Ingneniería,...
INFORMACIÓN RED PIN
Sistemas Seguridad
Parada de Emergencia
Control Accesos, CCTV, Telefonía, HVCA,...
Security
Fuego y Gas
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Niveles de Automatización
CONTROL BÁSICO
PROTECCIÓN
SISTEMA INFORMACIÓN DE
PLANTA
OPTIMIZACIÓN y SIMULACIÓN
Conexión ERP
MITIGACIÓN
CONTROL AVANZADO
CAMPO DISPOSITIVOS Y REDES
FIELDBUS Integración Digital, otros
OTROS:Analógico,...
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
F O UNDATION™ F ieldbus
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Evolución de la Comunicación con Dispositivos de Campo
Analógico 4-20mA
• Información de Mantenimientose recolecta a mano
• Información de Operación es 4-20 mA (1 variable de proceso, sin estado del dispositivo)
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Evolución de la Comunicación con Dispositivos de Campo
Protocolo HART
• Información de Operación es 4-20 mA (1 variable de proceso, sin estado del dispositivo)
• La información de Mantenimiento es digital, se accede via estaciones del sistema de control o estaciones específicas
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Integración Digital
• La Información de Operación esdigital (variables de proceso + estado de los dispositivos)
El estado del dispositivo se monitoriza/alarma
Permite un control de activos
• La información de Mantenimiento es digital, se accede via la estación del sistema de control con una base de datos integrada
Evolución de la Comunicación con Dispositivos de Campo
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
(3) FOUNDATION Fieldbus
• Integración Digital de
Operación (valor + estado) y de Mantenimiento
Más dispositivos
Function Blocks
InteroperabilidadAI AOAI AOAO
Evolución de la Comunicación con Dispositivos de Campo
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Niveles de Automatización
PROTECCIÓN
SISTEMA INFORMACIÓN DE
PLANTA
OPTIMIZACIÓN y SIMULACIÓN
Conexión ERP
MITIGACIÓN
CONTROL AVANZADO
CAMPO
DISPOSITIVOS Y REDES
CONTROL BÁSICO
ControlProcesosOperación
IntegraciónUnidadesPaquete
Honeywell
Honeywell
Honeywell
Honeywell
PLC
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
CONTROLADOR. Funciones de Control
PIDPV SP
RUNSTOPMotor
• Control de Enclavamientos
• Control de Dispositivos Discretos OPEN
CLOSE
RUN
STOP
• Lógica de Enclavamientos
Application S/W
:: : : : : : Algorithms
• Comunicaciones Peer-to-peer • Integración con otros equipos de la red de
Controladores
• Control Regulatorio FIC 201
TIC 101
SP
RSP
• Simulación de Entradas/Salidas
• Control Avanzado
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
OPERACIÓN Y SUPERVISIÓN DEL PROCESO
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Causas de Incidentes
Personas40%
Equipo 40%
Proceso 20%
• Los incidentes de planta en la industria petroquímicaen Estados Unidos oscilan entre 10 y 20 mil millonespor año
• Entre el 3% y el 8% de la pérdida de producción se deben a incidentes
• El 40% es causada o relacionada con las personas
• Con la iniciativa ASM se reducen los incidentes en un 33%
• Consorcio que comenzó en 1994
• Busca las causas de situaciones anormales
• Desarrolla soluciones para reducir la frecuencia e impactos de los inicidentes
• Tecnología, buenas prácticas, conocimiento de aplicaciones, prototipos
• Co-fundado con el gobierno USA (NIST)
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Niveles de Automatización
SISTEMA INFORMACIÓN DE
PLANTA
OPTIMIZACIÓN y SIMULACIÓN
Conexión ERP
MITIGACIÓN
CONTROL AVANZADO
CAMPO
DISPOSITIVOS Y REDES
CONTROL BÁSICO
PROTECCIÓN
ParadaEmergencia
ESD
GestiónQuemadores
Caldera
BMS
FSC FSC
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Objetivos de los Sistemas de Control y de Seguridad
Seguridad de las personas
Protección del EquipoControl
Protección del Entorno
SeguridadFSC
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Principales Riesgos del Proceso
Fallo del Equipo de Proceso
Fallo de DiseñoFallo de Operación
Fallo de Mantenimiento
Fallo en el Proceso
Influencias Ambientales
Fallo del Sistema de Control de Proceso
Fallo de Instrumentación
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Causas de Accidentes
12.5%
8.3%
8.3%
Fallo de Equipo
Falta de Equipo
Mantenimiento Pobre
70.9%Gestión de Seguridad del Proceso
Fuente: Health and Safety Executive, clause 6.2 of Contract Research Report 139/1997,‘Explosions in gas-fired plant’ United Kingdom 1997
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Alto Nivel
Variable de proceso
Bajo NivelComportamiento
normal
Tiempo
Punto de Trip
Control del SIS
Acción de Paro de EmergenciaESD (Emergency Shutdown)
Acción Mecánica de Paro
Alarma de Alto NivelAcción del Operador
¿ Qué hace un SIS ? Boom!
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Seguridad en las industrias de proceso - Thai Oil Diciembre 1999
Sólo el Coste del Daño:23 millones de US$
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Sistema de Control
Sistema de “Seguridad”
Niveles de Control / Protección
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
FALLO ACTIVO Y FALLO PASIVO
+ 24VDC
0 VDC
CORTOCIRCUITO
ROTURA DE CABLE
CARGA, p.e.......SOV
= fallo molesto
= fallo peligroso
Señal de Control del Procesador Central
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Ejemplo de un Circuito de Salida Fail SafeEjemplo de un Circuito de Salida Fail Safe
Alarma
OBJECTIVO:Tolerancia a fallo ÚNICO para Seguridad
0 VDC
+ 24VDC
CPU
CARGA p.e. SOV
Lectura de la Salida
Pulso de Comprobación Estado???
Watchdog
Pulso de prueba
Lectura del Estado
&Acción de Seguridad!
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Directivas Europeas (Ley Europea)
El nuevo enfoque de las directivas disponen los requerimientosesenciales que deben alcanzarse antes de que sean comercializados en cualquier pais de la Unión Europea. Los requerimientos están escritos en términos generales.
• Directiva Seveso II [96/082/EEC]• Directiva de Maquinaria [89/392/EEC],
[91/368/EEC], [93/044/EEC]• Directiva EMC [89/336/EEC]• Directiva de Bajo Voltaje[73/23/EEC]
(Productos destinados a ser utilizados a un voltaje nominal de alterna entre 50V y 1000V ó de contínua entre 75V y 1500V)
• …
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Solución: aplicación de Normas Y Estándares
• Estándares Propios de la Compañía (p.e. Shell, Exxon, BASF, Hoechst, ...)
Basados en las Experiencias de las CompañíasReferenciados a Normas y Estándares (p.e. IEC, DIN, ...)Requieren Validación por Autoridades de Inspección (p.e.TUV, UL, ...)
• Cuando no Existen, entonces se aplican:Estándares Internacionales (p.e. ISO, IEC) óEstándares Nacionales (p.e. DIN, BS, ANSI, NF, NNI, NBN, ...) óNormativas de Organizaciones (p.e. ISA SP84, TUV booklet, ...)yValidación por una Autoridad de Inspección Independiente (p.e. TUV, UL, ...)
El Fin Último es la Reducción del Riesgo y el Coste
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Estándares de Seguridad Funcional
• TÜV (1984)
• DIN V 19250 / VDE V 0801 (Alemania)– Clasificación de Riesgos 1989– Requerimiento del Sistema de
Seguridad
• Diversos Estándares Nacionales
• ANSI / ISA S84.01 (USA) 1996– Procedimientos de Seguridad– Ciclo de Vida de Seguridad
• NFPA / UL1998
IEC 61508– Ciclo Completo de Vida de
Seguridad
– Plan/Gestión de Seguridad
– Niveles de Integridad de Seguridad
– Requerimientos de Diagnóstico en Sistemas de Seguridad
– Arquitecturas de Sistemas de Seguridad y Datos de Fiabilidad
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
IEC 61508
Fallos de Especificación
Fallos en el Diseño e Implementación
Fallos en la Instalación y Comisionado
Fallos en la Operación y el Mantenimiento
Fallos aleatorios de hardware
Fallos en la Modificación
Estándar de Seguridad IEC-61508Estándar de Seguridad IEC-61508www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Legislación Europea
Directivas
Unión Europea(EU)
Obligadas !
Estándares de productosEN Normativa
/ Informativa
Referenciado a / Mejor Práctica
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Reducción de riesgos a niveles aceptables
Riesgos Altos
Inaceptables!
Riesgos Bajos
Aceptables!
Clase de Peligro
Menor
Medio
Mayor
Frecuencia de la ocurrenciaBAJA ALTAMEDIA
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Analisis de Riesgo
Protección:– Daño a las Personas– Entorno
Cumplir con:– Leyes y Regulaciones– Sociedad
Reducir:– Coste del daño de producción– Coste del daño del equipo
Disminuir:– Pérdidas por el impacto negativo
en la “imagen de la compañía”
– Riesgo de la planta - Coste del Seguro
RIESGO RELACIONADO CON:NIVEL TOLERABLE DEL
RIESGO
Legislación– Autoridades nacionales– Contaminación ambiental
Optimización de Costes:– Pérdidas de Producción, de
equipo,...
Comparación con otros riesgos:– Viajes, deportes hobbies,….
Compañía de Seguros
Imagen de Compañía
Principio ALARP
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
• El hardware cumple con todos los requerimientos de diagnósticos rigurosos
• El software (aplicación y firmware) contienetodos los rigurosos requerimientos
• Competencia de Personas
• Valoración Cuantitativa
• Valoración Cualitativa
• Proceso de Calidad
• Desarrollo del Ciclo de Vida
Certificación TÜV –Cumplimiento de la IEC61508
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Certificación para laspersonas En 2004: 200 Expertos Certificados en el Mundo por TÜV
CFSE - Certified Functional Safety Expert
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Cumplimiento de Seguridad
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Niveles de Automatización
PROTECCIÓN
SISTEMA INFORMACIÓN DE
PLANTA
OPTIMIZACIÓN y SIMULACIÓN
Conexión ERP
CONTROL AVANZADO
CAMPO
DISPOSITIVOS Y REDES
CONTROL BÁSICO
MITIGACIÓN
Fuego y Gas
F&G
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Situación Anormal
Sistema Control de Proceso
Sistema Protección del Proceso
SistemaFuego y Gas
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Solución de Seguridad para Prevención y Mitigación
MITIGACIÓNSistemas de Mitigación Mecánicos
Sistemas de Control Instrumentados de SeguridadSistemas de Mitigación Instrumentados de Seguridad
RESPUESTA DE PLANTA A EMERGENCIA
RESPUESTA DE EMERGENCIA DE LA COMUNIDAD
PREVENCIÓNSistemas de Protección Mecánica
Alarmas de ProcesoSupervisión del Operador
Sistemas de Control Instrumentados de Seguridad
Sistemas de Control Básico del ProcesoSistemas de Monitorización (alarmas de proceso)
Sistemas de Prevención Instrumentados de Seguridad
Supervisión del Operador
Diseño del Proceso
Figura 9 de IEC 61511
www.infoPLC.net
Seguridad y Control en la Industria de Proceso
Gráfico sinóptico de Fuego y Gas en el Sistema de Control
DETECTOR DE GAS
DETECTOR DE LLAMA
www.infoPLC.net