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Seguridad funcional PROFIsafe
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Seguridad funcional – Profisafe
IntroducciónFundamentosSoluciones
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Agenda
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Introducción a PROFIsafe3
PROFINETEstándares IT& seguridad
Proceso
Automat.distribuida
Controlmovimiento
Comunicacióntiempo real
Instalaciónde red
Seguridad
¡Necesidades de soluciones seguras!
Los accidentes que pueden provocar daños apersonas, deterioro en máquinas y efectos nodeseados en el medio ambiente deben evitarse atoda costa.
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Introducción a PROFIsafe4
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Introducción a PROFIsafe5
PROFINETEstándares IT& seguridad
Proceso
Automat.distribuida
Equipos campodistribuidos
Controlmovimiento
Comunicacióntiempo real
Instalaciónde red
Seguridad
¡La solución válida para todo!
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Introducción
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PROFIsafe6
PROFINETEstándares IT& seguridad
Proceso
Automat.distribuida
Controlmovimiento
Comunicacióntiempo real
Instalaciónde red
Seguridad
PROFIsafe:Capa de aplicación que describe la comunicación segura entredispositivos seguros.Comunicación segura a través de buses estándar abiertos comoPROFIBUS y PROFINET.PLC con procesamiento integrado de seguridad (Por ejemplo: 1oo2system )Tan independiente como sea posible de los medios de transmisióncomo cables de cobre, fibra óptica, inalámbricas, etc. => "CanalesNegro".
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Introducción
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PROFIsafe – Comunicaciones y canal negro7
PROFINETEstándares IT& seguridad
Proceso
Automat.distribuida
Controlmovimiento
Comunicacióntiempo real
Instalaciónde red
Seguridad
El protocolo PROFIsafe asegura todo el camino desde laubicación en la que se origina una señal de seguridad (porejemplo, F-Module en un dispositivo de E/S remotas) a laubicación donde se procesa (F-Host) y viceversa.
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Introducción
Fundamentos
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PROFIsafe – Gestión de errores8
PROFINETEstándares IT& seguridad
Proceso
Controlmovimiento
Comunicacióntiempo real
Instalaciónde red
Seguridad
¡Nececidades de soluciones seguras!
La comunicación PROFIsafe debeasegurar la transferencia de datos sinerrores:
Transferencia de datos correctos
Al destino correcto (para elinterlocutor correcto)
En el momento oportuno (Just-in-time)
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Introducción
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PROFIsafe – Gestión de errores9
PROFINETEstándares IT& seguridad
Proceso
Controlmovimiento
Comunicacióntiempo real
Instalaciónde red
Seguridad
¡Necesidades de soluciones seguras!
Pueden ocurrir varios errores durante la transmisión de datos:
Fallos de hardware e interferencia electromagnética
Un mensaje puede perderse, repetirse, insertarse en otraparte, aparecer con retraso o en una secuencia incorrecta,y/o mostrar datos erróneos.
Direccionamiento incorrecto de un dispositivo y un mensajeestándar podría aparece erróneamente en un F-Device ypretender ser un mensaje seguro.
Diferentes velocidades de transmisión pueden ademáscausar efectos no deseados
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Introducción
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PROFIsafe – Gestión de errores10
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 differentCodenames to identify the message direction.d - Instance of "data integrity assurance" of IEC 61784-3.
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PROFIsafe – Gestión de errores11
PROFINETEstándares IT& seguridad
Proceso
Controlmovimiento
Comunicacióntiempo real
Instalaciónde red
Seguridad
Las principales medidas adoptadas por PROFIsafe son:
1.- La numeración consecutiva de los mensajes PROFIsafe("señal de vida")
2.- Un time-out con acuse de recibo(“watch dog")
3.- Un nombre único entre el emisor y el receptor("F-Address")
4.- La comprobación de la integridad de los datos("CRC = comprobación de redundancia cíclica")
Nota: Todos estos parámetros son parte de la configuración de losparámetros F.
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Introducción
Fundamentos
Portfolio
PROFIsafe – Estructura de la trama12
S S S S S S
Telegrama PROFINET IO estándar
Datos F-I/O Byte de control/ estado
CRC2
A través dedatos F
yparámetros Fy Vcons nr_h
Máx. 12 / 122 bytes 1 bytes 3/4 bytes *)
*) 3 bytes para un máximo de 12 bytes de datos F I/O4 bytes para un máximo de 123 bytes da datos F I/O
Contenedor PROFIsafe
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PROFIsafe – Comunicación segura13
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Introducción
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PROFIsafe – Tipos de comunicación
Comunicación estándar vs. seguraNo se precisan requisitos adicionalesNo se reducen las prestaciones
Comunicación por cable vs. InalámbricaEn comparación con la transferencia de datos por cable, en el casoinalámbricoLa velocidad neta de transferencia descenderá con la distanciaentre transmisor y receptorLos errores de transferencia aumentarán al disminuir la calidad dela señal
Para los propósitos de comunicación, no hay diferenciasentre las comunicaciones estándares y seguras
Para la comunicación segura inalámbrica sólo se precisade un “canal negro“ robusto
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Fundamentos
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Topologías flexibles
Sencillas configuraciones en línea, estrella y estructuras en anilloPROFIBUS
Estructuras en línea
PROFINETEstructuras en línea a través de los dispositivos con switch integradoEstructuras en árbol, anillo y estrella
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Linea
Estrella
Anillo
Árbol
Se reducen los costes y se implementa la flexibilidad
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Introducción
Fundamentos
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Nuevos equipos, nuevas posibilidades16
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Fundamentos
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PROFIsafe & PROFINET: Shared Device
Dispositivo compartidoAcceso a un dispositivo desdevarios controladores
Asignación flexible de canales ymódulos a diferentescontroladoresPara entradas y salidas
BeneficiosAhorro en HW (IMs, PMs),cableado, cuadros, instalación,ingeniería, tiempoAclarar arquitectura, con menosdispositivosProtección de la inversión en deHW y de la aplicación
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Example: F disconnection
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Introducción
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PROFIsafe & PROFINET: iDevice
Combinación de i-Dispositivo y dispositivo compartidoUso del mismo interface de hardware y de la misma redAcceso sin límites a todo la redDiagnostico vía Web o TCI de un dispositivoindependientemente de la posición del PC
BeneficiosMenos cableadoMenos carga de hardwareIngeniería más simple
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IO-Controller 2IO-Device 2
IO Controller 1
CPU1 CPU2
PROFINET
I-Device
IO-Device 1
IO Controller 1
CPU1
PROFINET
I-Device
CPU2
IO-Device 2
IO-Controller 2
IO-Device 1
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Introducción
Fundamentos
Portfolio
¿Comunicación segura inalámbrica? SÍ19
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Calidad de transferencia vs. rango (interior)20
Aprox. 30mMuy buena50 %
Aprox. 100mMarginal10 %
Aprox. 15mExcelente100 %
Aprox. 60mBuena25 %
RangoCalidadTasa de datos
Ejemplo: IEEE 802.11
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Introducción
Fundamentos
Portfolio
PROFIsafe vía IWLAN
AplicacionesCableados decomunicación complejos(p.e. mesas rotatorias)
Beneficios para el clienteMejor disponibilidadReducir costes demantenimiento
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Los nodos se mueven dentro del radio del punto de acceso
Mobile panelwireless
PLC
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
PROFIsafe vía IWLAN
AplicacionesIntegración rápida decomponentes móviles (p.e.grúas, sistemas detransporte sin conductor,sistemas filoguiados)
Beneficios para el clienteMayor disponibilidad en lacadena remolcadora decarrosMayor movilidad
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Los nodos se mueven a través de diferentes puntos de acceso
PLC
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Introducción
Fundamentos
Portfolio
PROFIsafe & PROFINET: Redundancia23
Redundancia de medioRedundancia en anilloTiempos de conmutaciónaprox. 200msHasta 50 nodos en el lazo
AplicacionesInfraestructuras (p.e. tunel)Edificios (p.e. sistema deextracción de humos )
BeneficiosMejor disponibilidad de laplantaMás flexibilidadReducción de costes alnecesitarmenos equipos
Nota:Debido al tiempo de reconfiguración de200 ms, usa esto en aplicaciones querequieran mayores tiempos de reacciónde seguridad.
Ejemplo MRP (Media Redundacy Protocol)
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
PROFIsafe: programación24
PROFINETEstándares IT& seguridad
Proceso
Automat.distribuida
Controlmovimiento
Comunicacióntiempo real
Instalaciónde red
Seguridad
Lenguajes de programaciónsegún IEC 61131-3
Lenguaje de TextoEstructurado (ST), Diagramade contactos (LD) y Diagramade bloques funcionales(FBD),Implementación de cálculoscomplejosCreación de bibliotecas deusuario específicas
Lenguaje ST “texto estructurado”
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
PROFIsafe: programación25
PROFINETEstándares IT& seguridad
Proceso
Automat.distribuida
Controlmovimiento
Comunicacióntiempo real
Instalaciónde red
Seguridad
Funciones trigonométricas:
Funciones integradas y listas para usar en operaciones trigonométricascomo SIN, COS, TAN, ASIN, ACOS y LOG y obtener un control sencillo yseguro de máquinas con cinemática compleja.
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Seguridad en todos los niveles26
Seguridad y alta disponibilidad
Controllers§ CPU 412H§ CPU 414H§ CPU 417H
Engineering§ F-Systems§ CFC, Safety Matrix
ET 200ecoET 200S ET 200proET 200MIO
ET 200ecoET 200S ET 200proET 200M
PROFIBUS & PROFIsafePROFIBUS & PROFIsafe
PROFINET & PROFIsafe
Seguridad
Controllers§ ET 200 F-CPU§ ET 200S & ET 200pro
§ CPU 315F/317F/319F§ CPU317TF§ CPU 414F/416F§ EC31-RTX F§ IPC 427/477C-RTX FEngineering§ Distributed Safety§ LAD, FBD
Sensores: Actuadores:
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Posibilidades de comunicación ilimitadas27
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Accionamientos directamente en PROFIsafe28
Las CPUs F permiten integrar completamente las funcionestecnológicas de los accionamientos en el mundo de laSeguridad
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
TIA Portal V12 – Nueva plataforma Safety29
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
30
Step 7 Safety Advanced V12§ F-LAD, F-FBD, F-Function library§ F-CPUs der S7-1500, S7-300F/400F
and WinAC F§ ET 200S/SP/iSP/M/pro/ecoStep 7 Safety Basic V12§ Same functions as Safety Advanced§ only S7-1200F
Safety - Engineering
S7-1500§ CPU S7-1511F, S7-1513F
and S7-1516F
Fail-safe Controllers
S7-1200F§ CPU 1214F, 1215F
§ F-DI, F-DQ, F-RQ
TIA Portal V12 – Nueva plataforma Safety
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Utilización descentralizada de Profisafe
&&
§ Independiente de la red
§ Independiente del PLC
§ Sin PLC de seguridad
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio&
&
&
Red de Profisafe convencional centralizadaIdea – Red de Profisafe distribuida32
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
La solución: SBT (SafetyBridge Technology)
LPSDO
PSDI
PSDO
PSDO
33
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
LPSDO
SafetyBridge – Parametrización
SAFECONF
2. Carga durante la fase dearranque mediante FBs estándaral LPSDO.
PSDI
3. Transferencia de losparámetros al móduloE/S seguro
1. Código de programaciónaprobado.
Se carga en el PLC estándarvia FTP o importación AWL
34
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
3. Ejecución de la lógicaen el LPSDO.2. Transferencia de datoscíclicos
LPSDO
SafetyBridge – Runtime
PSDI
SafeConf
Bloque defunciones Copia
Copy
1. El código de programaaprobado se almacenaen el PLC estándar
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
ABB – Nuevo PLC de seguridad AC500-S36
PROFINETEstándares IT& seguridad
Proceso
Automat.distribuida
Controlmovimiento
Comunicacióntiempo real
Instalaciónde red
Seguridad
AC500-S, PLC de seguridad
1 23
45
6
1. Módulo de comunicaciónestándar
2. CPU de seguridad3. CPU estándar4. Módulo de E/S de seguridad5. Módulo de E/S estándar6. Módulo de E/S de seguridad
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Versión estándar y para condicionesextremas disponibles (XC)
CPUSM560-S
DIsDI581-S DIs/DOs
DX581-S
AIsAI581-S
Base determinalesTU582-S
ABB – Nuevo PLC de seguridad AC500-S
AC500-S: hardware
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
CODESYS Safety
Control Builder Plus
Librería de seguridad
Safety CodeAnalyzer
ABB – Nuevo PLC de seguridad AC500-S
AC500-S: software
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
ABB – Nuevo PLC de seguridad AC500-S39
Integración perfecta de hardware y software para crearsoluciones flexibles y escalables estándar y mixtas (estándar yseguridad)Arquitectura estandarizada de la familia AC500 haciendo fácilañadir funciones de seguridad a una aplicación existente que nolleva seguridad
Integración total
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
ABB – Nuevo PLC de seguridad AC500-S40
PROFINETEstándares IT& seguridad
Proceso
Automat.distribuida
Controlmovimiento
Comunicacióntiempo real
Instalaciónde red
Seguridad
PC con ControlBuilder PlusPS501
Ethernet Industrial
Visualización
Comunicación segura con otrosdispositivos (encoders, etc…)
PLC deseguridadAC500-Sintegrado
PLC AC500con Ethernet
PROFINET
ComunicaciónPROFINET conotros dispositivos
PROFINET con PROFIsafeWLAN
Agenda
Introducción
Fundamentos
Portfolio
Seguridad funcional – Profisafe41
Muchas gracias por vuestra atención
Presentación patrocinada por:
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