O Que É um PLC de Segurança?

Na automação industrial, os PLCs são classificados como tipos padrão ou de segurança. Os PLCs de segurança vão além dos PLCs padrão, oferecendo recursos avançados de proteção. Eles podem desligar máquinas com segurança em caso de falhas, reduzindo a necessidade de componentes externos de segurança. Os PLCs de segurança são certificados com Níveis de Integridade de Segurança (SIL) e cumprem as normas IEC e ISO, garantindo segurança funcional e operacional na automação fabril.

O Conceito de Fail-Safe nos PLCs Siemens

Fail-safe refere-se aos PLCs Siemens projetados para manter operações seguras durante falhas. Esses modelos são identificados com um “F” em seus números de peça, diferenciando-os dos PLCs padrão. Por exemplo, uma CPU padrão S7-1200 é 6ES7212-1AD30-0XB0, enquanto sua variante fail-safe é 6ES7212-1AF40-0XB0. A Siemens oferece opções fail-safe para S7-1200, S7-1500, S7-300, S7-400, ET-200SP e Controladores Simatic Drive.

IO de Segurança e Flexibilidade Modular

Os PLCs Siemens fail-safe suportam módulos IO padrão e de segurança, oferecendo design flexível do sistema. Os engenheiros podem combinar IO padrão e fail-safe conforme as necessidades da aplicação. Recursos avançados incluem monitoramento de rompimento de fios, curtos-circuitos e oscilações de sinal, além da configuração de lógica de votação como 1oo2, 1oo3 e 2oo3 para redundância e confiabilidade.

Programação e Lógica de Segurança em PLCs Fail-Safe

Os programas de PLCs de segurança Siemens utilizam objetos dedicados de segurança, como blocos de função, tags e blocos de dados identificados por realces amarelos. Esses elementos de segurança não podem interagir com a lógica padrão do PLC, garantindo conformidade com os padrões de segurança. Bibliotecas especiais incluem parada de emergência, operação com duas mãos, muting paralelo e monitoramento de feedback. Essa segregação rigorosa previne uso acidental e aumenta a integridade do sistema.

Confiabilidade de Hardware e Gerenciamento de Falhas

Os PLCs fail-safe passam por testes rigorosos de integridade de memória, barramentos de comunicação, falha de energia e erros de programa. Se ocorrer uma falha, o sistema exige confirmação do usuário antes de reiniciar, evitando operações não intencionais. Os programas de segurança têm tempos de varredura dedicados e monitoramento watchdog independentes dos ciclos padrão do PLC. Esses recursos tornam os PLCs fail-safe da Siemens altamente confiáveis para sistemas críticos de controle industrial.

Gerenciamento Seguro de Programas

O download ou modificação de um programa de segurança requer assinaturas digitais. Mesmo alterações pequenas acionam processos de verificação e são registradas com carimbos de data/hora, números de versão e registros detalhados de mudanças. Isso garante rastreabilidade e previne modificações não autorizadas ou acidentais, aumentando a confiabilidade em ambientes industriais.

Protocolo de Comunicação PROFIsafe

Os PLCs fail-safe Siemens utilizam o protocolo PROFIsafe sobre PROFINET para comunicação segura. Essa camada adicional de segurança assegura a integridade dos dados em tempo real, monitora tempos limite, verifica somas de verificação CRC e detecta rompimentos de fios ou dados incorretos. Como resultado, dados críticos são protegidos e transmitidos com confiabilidade, aumentando a segurança na automação fabril.

Visão do Especialista

Os PLCs fail-safe representam um investimento crucial para a segurança industrial. Ao integrar redundância, monitoramento e comunicação segura, os PLCs Siemens protegem pessoas, equipamentos e processos. Para os engenheiros, adotar sistemas fail-safe reduz paradas, previne acidentes e está alinhado com as tendências da automação da Indústria 4.0.

Cenários de Aplicação

Os PLCs fail-safe são ideais para:

• Plantas químicas e de tratamento de água onde desligamentos descontrolados podem ser perigosos.

• Linhas de fabricação que exigem paradas de emergência e monitoramento de portas de segurança.

• Sistemas de controle de processos onde redundância e detecção de falhas são críticas.

• Qualquer instalação que integre PLCs e DCS com requisitos rigorosos de SIL.