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 Conexión ERP OPTIMIZACIÓN y SIMULACIÓN SISTEMA INFORMACIÓN DE PLANTA CONTROL AVANZADO MITIGACIÓN PROTECCIÓN CONTROL BÁSICO CAMPO DISPOSITIVOS Y REDES www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Security Estación Remota, Ingneniería,... INFORMACIÓN RED PIN Control Accesos, CCTV, Telefonía, HVCA,... USUARIOS DATOS PLANTA Consola Operación Sistema Información Planta Control Avanzado Red de CONTROL y SUPERVISIÓN Sistemas Seguridad Controlador Proceso Parada de Emergencia Redes Campo E/S Proceso HART Fuego y Gas www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Conexión ERP Niveles de Automatización OPTIMIZACIÓN y SIMULACIÓN SISTEMA INFORMACIÓN DE PLANTA CONTROL AVANZADO MITIGACIÓN PROTECCIÓN CONTROL BÁSICO CAMPO FIELDBUS DISPOSITIVOS Y REDES Integración Digital, otros OTROS: Analógico,... www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso F O UND ATION ™ F ie ld bu s www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Evolución de la Comunicación con Dispositivos de Campo Analógico 4-20mA • Información de Operación es 4-20 mA (1 variable de proceso, sin estado del dispositivo) • Información de Mantenimiento se recolecta a mano 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 Evolución de la Comunicación con Dispositivos de Campo Integración Digital • La Información de Operación es digital (variables de proceso + estado de los dispositivos) ÎEl estado del dispositivo se monitoriza/alarma ÎPermite 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 www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Evolución de la Comunicación con Dispositivos de Campo (3) FOUNDATION Fieldbus • Integración Digital de Operación (valor + estado) y de Mantenimiento Más dispositivos Function Blocks Interoperabilidad AI AI AO AO AO www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Conexión ERP Niveles de Automatización OPTIMIZACIÓN y SIMULACIÓN SISTEMA INFORMACIÓN DE PLANTA CONTROL AVANZADO MITIGACIÓN PROTECCIÓN CONTROL BÁSICO Operación Control Procesos Integración Unidades Paquete Honeywell Honeywell Honeywell PLC Honeywell CAMPO DISPOSITIVOS Y REDES www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso CONTROLADOR. Funciones de Control SP • Control Regulatorio TIC 101 RSP FIC 201 PID PV • Control de Enclavamientos SP RUN STOP • Control de Dispositivos Discretos Motor • Lógica de Enclavamientos • Comunicaciones Peer-to-peer • Integración con otros equipos de la red de Controladores • Simulación de Entradas/Salidas • Control Avanzado Algorithms Application S/W :: : : : : : RUN OPEN STOP CLOSE 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 • Los incidentes de planta en la industria petroquímica en Estados Unidos oscilan entre 10 y 20 mil millones por año • Entre el 3% y el 8% de la pérdida de producción se Equipo 40% deben a incidentes • El 40% es causada o relacionada con las personas • Con la iniciativa ASM se reducen los incidentes en un Proceso 20% Personas 40% 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 Conexión ERP Niveles de Automatización OPTIMIZACIÓN y SIMULACIÓN SISTEMA INFORMACIÓN DE PLANTA CONTROL AVANZADO MITIGACIÓN PROTECCIÓN Parada Emergencia ESD Gestión Quemadores Caldera BMS FSC FSC CONTROL BÁSICO CAMPO DISPOSITIVOS Y REDES www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Objetivos de los Sistemas de Control y de Seguridad FSC Seguridad Protección del Equipo Control Seguridad de las personas Protección del Entorno www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Principales Riesgos del Proceso Fallo del Sistema de Control de Proceso Fallo de Diseño Fallo de Operación Fallo de Mantenimiento Fallo de Instrumentación Fallo en el Proceso Influencias Ambientales Fallo del Equipo de Proceso www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Causas de Accidentes 12.5% Fallo de Equipo 8.3% 8.3% Falta de Equipo Mantenimiento Pobre Gestión de Seguridad del Proceso 70.9% 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 Boom! ¿ Qué hace un SIS ? Control del SIS Acción Mecánica de Paro Punto de Trip Acción de Paro de Emergencia ESD (Emergency Shutdown) Acción del Operador Alarma de Alto Nivel Alto Nivel Variable de proceso Bajo Nivel Tiempo Comportamiento normal 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 Niveles de Control / Protección Sistema de “Seguridad” Sistema de Control www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso FALLO ACTIVO Y FALLO PASIVO + 24VDC Señal de Control del Procesador Central CORTOCIRCUITO = fallo peligroso ROTURA DE CABLE = fallo molesto CARGA, p.e. ......SOV 0 VDC www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Ejemplo de un Circuito de Salida Fail Safe OBJECTIVO: Tolerancia a fallo ÚNICO para Seguridad + 24VDC Watchdog Acción de Seguridad! & Pulso de prueba Lectura del Estado CPU Pulso de Comprobación Estado??? Lectura de la Salida 0 VDC Alarma CARGA p.e. SOV www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Directivas Europeas (Ley Europea) • 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) • … El nuevo enfoque de las directivas disponen los requerimientos esenciales que deben alcanzarse antes de que sean comercializados en cualquier pais de la Unión Europea. Los requerimientos están escritos en términos generales. 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 Compañías Referenciados 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) ó Estándares Nacionales (p.e. DIN, BS, ANSI, NF, NNI, NBN, ...) ó Normativas de Organizaciones (p.e. ISA SP84, TUV booklet, ...) y Validación 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 de y Control en la Industria de Proceso Estándar Seguridad IEC-61508 Fallos de Especificación Fallos aleatorios de hardware Fallos en el Diseño e Implementación Fallos en la Instalación y Comisionado Fallos en la Operación y el Mantenimiento IEC 61508 Fallos en la Modificación www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Legislación Europea Directivas Unión Europea(EU) Referenciado a / Mejor Práctica Estándares de productos EN Obligadas ! Normativa / Informativa www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Reducción de riesgos a niveles aceptables Clase de Peligro Mayor Riesgos Altos Inaceptables! Medio Menor Riesgos Bajos Aceptables! BAJA MEDIA ALTA Frecuencia de la ocurrencia www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Analisis de Riesgo RIESGO RELACIONADO CON: 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 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 Certificación TÜV – Cumplimiento de la IEC61508 • El hardware cumple con todos los requerimientos de diagnósticos rigurosos • El software (aplicación y firmware) contiene todos los rigurosos requerimientos • Competencia de Personas • Valoración Cuantitativa • Valoración Cualitativa • Proceso de Calidad • Desarrollo del Ciclo de Vida www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Certificación para las personas 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 Conexión ERP Niveles de Automatización OPTIMIZACIÓN y SIMULACIÓN SISTEMA INFORMACIÓN DE PLANTA CONTROL AVANZADO MITIGACIÓN Fuego y Gas F&G PROTECCIÓN CONTROL BÁSICO CAMPO DISPOSITIVOS Y REDES www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Situación Anormal Sistema Fuego y Gas Sistema Protección del Proceso Sistema Control de Proceso www.infoPLC.net Seguridad y Control en la Industria de Proceso Solución de Seguridad para Prevención y Mitigación RESPUESTA DE EMERGENCIA DE LA COMUNIDAD RESPUESTA DE PLANTA A EMERGENCIA MITIGACIÓN Sistemas de Mitigación Mecánicos Sistemas de Control Instrumentados de Seguridad Sistemas de Mitigación Instrumentados de Seguridad PREVENCIÓN Sistemas de Protección Mecánica Alarmas de Proceso Supervisión del Operador Sistemas de Control Instrumentados de Seguridad Sistemas de Prevención Instrumentados de Seguridad Sistemas de Control Básico del Proceso Sistemas de Monitorización (alarmas de proceso) 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