Qu'est-ce qu'un automate programmable industriel (API) de sécurité ?

En automatisation industrielle, les API sont classés en types standard ou de sécurité. Les API de sécurité vont au-delà des API standard en offrant des fonctionnalités de protection avancées. Ils peuvent arrêter en toute sécurité les machines en cas de défauts, réduisant ainsi le besoin de composants de sécurité externes. Les API de sécurité sont certifiés selon les niveaux d'intégrité de sécurité (SIL) et conformes aux normes IEC et ISO, garantissant la sécurité fonctionnelle et opérationnelle dans l'automatisation des usines.

Le concept de sécurité intégrée dans les API Siemens

La sécurité intégrée fait référence aux API Siemens conçus pour maintenir des opérations sûres en cas de défaillance. Ces modèles sont identifiés par un « F » dans leur numéro de pièce, les distinguant des API standard. Par exemple, un CPU S7-1200 standard est 6ES7212-1AD30-0XB0, tandis que sa variante sécurisée est 6ES7212-1AF40-0XB0. Siemens propose des options sécurisées pour les S7-1200, S7-1500, S7-300, S7-400, ET-200SP et les contrôleurs Simatic Drive.

E/S de sécurité et flexibilité modulaire

Les API Siemens sécurisés prennent en charge à la fois les modules d'E/S standard et de sécurité, offrant une conception système flexible. Les ingénieurs peuvent combiner des E/S standard et sécurisées selon les besoins de l'application. Les fonctionnalités avancées incluent la surveillance des coupures de fil, des courts-circuits et des rebonds de signal, ainsi que la configuration de logiques de vote telles que 1oo2, 1oo3 et 2oo3 pour la redondance et la fiabilité.

Programmation et logique de sécurité dans les API sécurisés

Les programmes d'API de sécurité Siemens utilisent des objets dédiés à la sécurité comme des blocs fonctionnels, des tags et des blocs de données identifiés par des surlignages jaunes. Ces éléments de sécurité ne peuvent pas interagir avec la logique standard de l'API, garantissant la conformité aux normes de sécurité. Des bibliothèques de fonctions spéciales incluent l'arrêt d'urgence, la commande à deux mains, la désactivation parallèle et la surveillance des retours. Cette stricte séparation empêche les usages accidentels et renforce l'intégrité du système.

Fiabilité matérielle et gestion des défauts

Les API sécurisés subissent des tests rigoureux pour l'intégrité de la mémoire, les bus de communication, les pannes d'alimentation et les erreurs de programme. En cas de défaut, le système exige une confirmation de l'utilisateur avant de se réinitialiser, évitant ainsi des opérations non intentionnelles. Les programmes de sécurité disposent de temps de balayage dédiés et d'une surveillance watchdog indépendante des cycles standard de l'API. Ces caractéristiques rendent les API sécurisés Siemens très fiables pour les systèmes de contrôle industriel critiques.

Gestion sécurisée des programmes

Le téléchargement ou la modification d'un programme de sécurité nécessite des signatures numériques. Même les modifications mineures déclenchent des processus de vérification et sont enregistrées avec des horodatages, des numéros de version et des enregistrements détaillés des changements. Cela garantit la traçabilité et empêche les modifications non autorisées ou accidentelles, augmentant la fiabilité dans les environnements industriels.

Protocole de communication PROFIsafe

Les API sécurisés Siemens utilisent le protocole PROFIsafe sur PROFINET pour une communication sécurisée. Cette couche de sécurité supplémentaire assure l'intégrité des données en temps réel, surveille les délais d'attente, vérifie les sommes de contrôle CRC et détecte les coupures de fil ou les données incorrectes. Ainsi, les données critiques sont protégées et transmises de manière fiable, renforçant la sécurité de l'automatisation des usines.

Analyse d'expert

Les API sécurisés représentent un investissement crucial pour la sécurité industrielle. En intégrant redondance, surveillance et communication sécurisée, les API Siemens protègent le personnel, les équipements et les processus. Pour les ingénieurs, adopter des systèmes sécurisés réduit les temps d'arrêt, prévient les accidents et s'aligne sur les tendances d'automatisation de l'industrie 4.0.

Scénarios d'application

Les API sécurisés sont idéaux pour :

• Les usines chimiques et de traitement de l'eau où les arrêts incontrôlés peuvent être dangereux.

• Les lignes de production nécessitant des arrêts d'urgence et la surveillance des portes de sécurité.

• Les systèmes de contrôle de processus où la redondance et la détection des défauts sont critiques.

• Toute installation intégrant des API et des DCS avec des exigences SIL strictes.