Seguridad funcional PROFIsafe

Agenda

Introducción

Fundamentos

Portfolio

Seguridad funcional – Profisafe

IntroducciónFundamentosSoluciones

2

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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.

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Fundamentos

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Introducción a PROFIsafe4

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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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Fundamentos

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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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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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Fundamentos

Portfolio

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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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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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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Fundamentos

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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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Fundamentos

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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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Nuevos equipos, nuevas posibilidades16

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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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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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¿Comunicación segura inalámbrica? SÍ19

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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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PROFIsafe vía IWLAN

AplicacionesCableados decomunicación complejos(p.e. mesas rotatorias)

Beneficios para el clienteMejor disponibilidadReducir costes demantenimiento

21

Los nodos se mueven dentro del radio del punto de acceso

Mobile panelwireless

PLC

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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

22

Los nodos se mueven a través de diferentes puntos de acceso

PLC

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Fundamentos

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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)

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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”

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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.

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Fundamentos

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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:

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Fundamentos

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Posibilidades de comunicación ilimitadas27

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Accionamientos directamente en PROFIsafe28

Las CPUs F permiten integrar completamente las funcionestecnológicas de los accionamientos en el mundo de laSeguridad

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TIA Portal V12 – Nueva plataforma Safety29

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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

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Introducción

Fundamentos

Portfolio

Utilización descentralizada de Profisafe

&&

§ Independiente de la red

§ Independiente del PLC

§ Sin PLC de seguridad

31

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Introducción

Fundamentos

Portfolio&

&

&

Red de Profisafe convencional centralizadaIdea – Red de Profisafe distribuida32

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Introducción

Fundamentos

Portfolio

La solución: SBT (SafetyBridge Technology)

LPSDO

PSDI

PSDO

PSDO

33

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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

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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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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

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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

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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

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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

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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

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Introducción

Fundamentos

Portfolio

Seguridad funcional – Profisafe41

Muchas gracias por vuestra atención

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