Relé de segurança versus PLC de segurança: um guia de seleção de risco em primeiro lugar

Arquitetura de controle de segurança

Relé de segurança versus PLC de segurança: como escolher a arquitetura certa

Em uma máquina pequena, um PLC de segurança pode ser mais sistema do que o aplicativo precisa Em uma linha automatizada maior, adicionar circuitos de relé separados um após o outro pode eventualmente tornar a solução de problemas e a modificação mais difíceis do que as próprias funções de segurança.

É por isso que a escolha não deve começar com uma regra fixa como “dois dispositivos de segurança significa relés, cinco significa um PLC de segurança.” O que importa é quantas funções de segurança a máquina possui, como essas funções interagem, quão distribuído o equipamento é e quão provável é que o sistema mude mais tarde.

Nenhuma das arquiteturas é inerentemente mais segura O desempenho de segurança da máquina depende da função completa dos dispositivos de entrada através da lógica e dos elementos de comutação finais para o comportamento de parada implementado e validado.

Relé Segurança

O que é um relé de segurança?

Um relé de segurança é um dispositivo usado para monitorar entradas de segurança definidas e controlar saídas relacionadas à segurança As aplicações típicas incluem circuitos de parada de emergência, interruptores de proteção, cortinas de luz de segurança e outros dispositivos de proteção onde a lógica necessária é relativamente clara e estável.

As arquiteturas convencionais de relés de segurança são atraentes porque seus caminhos de sinal geralmente são fáceis de entender, documentar e solucionar problemas Para uma máquina com uma ou várias funções de segurança independentes, essa simplicidade pode ser uma vantagem durante o comissionamento e a manutenção.

O termo relé segurança não deve, no entanto, ser tratado como sinônimo de lógica hardwired puramente fixa Também existem relés de segurança configuráveis e podem fornecer blocos de função programáveis, múltiplas entradas de segurança e lógica mais flexível Eles ocupam um meio termo útil entre um relé dedicado convencional e uma arquitetura PLC de segurança completa.

Melhor ajuste

Os relés de segurança geralmente fazem mais sentido quando as funções de segurança são limitadas em número, as relações entre as funções são simples e espera-se que as mudanças futuras sejam modestas.

PLC de segurança

O que é um PLC de segurança?

Um PLC de segurança é um controlador programável projetado para funções de controle relacionadas à segurança. Dependendo do sistema, as entradas, a lógica e as saídas de segurança podem ser centralizadas ou distribuídas pela máquina enquanto são gerenciadas dentro de uma arquitetura de controle de segurança comum.

Isso se torna útil quando uma máquina possui várias zonas de segurança, vários modos de operação, dispositivos de proteção coordenados ou funções que devem interagir O diagnóstico também pode ser mais detalhado, ajudando as equipes de manutenção a identificar qual entrada, condição ou função de segurança está impedindo a operação da máquina.

A flexibilidade adicional vem com responsabilidade adicional de engenharia A configuração de software, controle de mudanças, gerenciamento de acesso, backups, testes e validação tornam-se partes importantes da manutenção da função de segurança durante a vida útil da máquina.

Um PLC padrão não deve ser confundido com um PLC de segurança. O controle de não segurança pode trocar informações de status com o sistema de segurança, mas essa comunicação não torna o PLC padrão ou os dispositivos não de segurança conectados parte de uma função com classificação de segurança, a menos que a arquitetura tenha sido projetada e avaliada para esse fim.

Melhor ajuste

Um PLC de segurança geralmente se torna mais atraente à medida que aumenta o número de funções de segurança, modos de operação, zonas e dispositivos distribuídos interagindo.

Comparação Central

Relé de segurança versus PLC de segurança

A principal diferença é quanta lógica de segurança, interação e flexibilidade do ciclo de vida a máquina requer.

Área Decisão Relé Segurança PLC de segurança
Arquitetura Lógica dedicada ou orientada a funções com relações entrada-saída relativamente diretas. Lógica programável para coordenar múltiplas funções, condições e zonas de segurança.
Complexidade Bem adequado para sistemas compactos com um número limitado de funções claramente definidas. Torna-se atraente à medida que as funções interagem ou a máquina se distribui.
Diagnóstico Geralmente simples, com detalhes dependendo do projeto do dispositivo e do circuito. Pode fornecer informações mais detalhadas sobre dispositivos, zonas e estados lógicos.
Alterações e expansão Melhor onde a lógica é estável e adições futuras são limitadas. Mais adequado para sistemas que se espera que ganhem funções, zonas ou E/S de segurança.
Ciclo de vida Arquiteturas simples podem reduzir a engenharia e tornar a solução de problemas fácil de seguir. É necessária mais engenharia, mas software e diagnósticos podem simplificar sistemas maiores.
PL/SIL Não determinado apenas pelo relé. Não determinado apenas pelo PLC de segurança.
Relé de segurança vs arquitetura PLC de segurança e função de segurança completa
Retransmissão de segurança típica e arquiteturas de PLC de segurança O desempenho de segurança depende da função de segurança completa, não apenas do dispositivo lógico.
Revisão Arquitetura

Nove perguntas a serem revisadas antes de escolher

Não existe um limite universal de contagem de dispositivos para mudar de relés de segurança para um CLP de segurança. Revise as funções de segurança e o ciclo de vida da máquina.

01

Quantas funções de segurança são necessárias?

Conte funções de segurança completas em vez de sensores individuais.

02

As funções de segurança interagem?

Zonas, modos ou estados de máquina interagentes geralmente favorecem a lógica de segurança programável.

03

Será que a lógica precisará mudar?

Funções estáveis favorecem arquiteturas mais simples; a reconfiguração frequente aumenta o valor da programação controlada.

04

Quão distribuída é a máquina?

Linhas longas, células modulares e E/S de segurança remota podem tornar a fiação de relé individual mais difícil de gerenciar.

05

Quais diagnósticos são necessários?

Decida se a simples indicação de status é suficiente ou se diagnósticos detalhados de dispositivos e zonas são valiosos.

06

Quem vai manter o sistema?

Combine a arquitetura com as habilidades, software e ferramentas disponíveis para o pessoal de manutenção.

07

Qual a probabilidade de expansão futura?

Zonas e dispositivos adicionais podem eventualmente tornar as adições repetidas de relés mais difíceis de entender.

08

Como será realizada a validação?

Cada função de segurança deve permanecer suficientemente clara para testar e validar sistematicamente.

09

Como é o ciclo de vida da máquina?

Considere comissionamento, solução de problemas, peças sobressalentes, modificação e revalidação, bem como hardware inicial.

Ajuste do relé de segurança

Quando um relé de segurança geralmente é o melhor ajuste

Uma arquitetura baseada em relé funciona bem quando o circuito de segurança permanece fácil de entender no desenho elétrico e fácil de testar na máquina.

Exemplo

Uma embalagem compacta ou máquina de montagem com parada de emergência, um circuito de proteção e um dispositivo de proteção pode ganhar pouco se mover imediatamente para uma plataforma de segurança programável.

  • A lógica é estável. É improvável que as funções de segurança mudem significativamente durante a vida útil da máquina.
  • As funções permanecem em grande parte independentes. Existem poucas dependências entre zonas, modos de operação ou estados de máquina.
  • A simplicidade da manutenção é importante. Caminhos de sinal direto podem ser mais fáceis de rastrear sem software de programação especializado.

Para informações sobre o nível do produto, consulte módulos relé segurança .

Ajuste do PLC da segurança

Quando um CLP de segurança geralmente é o melhor ajuste

O caso para um PLC de segurança geralmente aparece gradualmente Uma máquina ganha outra zona, depois outra porta de acesso, vários modos de operação e E/S de segurança remota Em algum momento, manter cada função em um circuito de relé separado pode tornar o sistema geral mais difícil de entender do que mais simples.

Isso é comum em linhas automatizadas, células modulares e equipamentos que devem mudar ao longo do tempo. Aqui, a lógica coordenada e os diagnósticos úteis podem ser mais importantes do que minimizar o número de componentes programáveis.

  • Várias zonas de segurança
    com comportamento diferente de parada ou reinicialização.
  • Dispositivos interagentes
    ligado aos estados da máquina ou modos de operação.
  • E/S de segurança distribuída
    através de uma máquina ou linha maior.
  • Modificação prevista
    à medida que módulos ou funções são adicionados posteriormente.

A compensação é responsabilidade adicional por software, backups, controle de acesso, gerenciamento de mudanças e validação.

Arquitetura Híbrida

Relé de segurança + PLC padrão pode ser uma combinação prática

Um relé de segurança pode executar a função relacionada à segurança enquanto um PLC padrão lida com o controle normal da máquina, mensagens HMI e diagnósticos sem segurança O status pode ser trocado quando apropriado, mas essa comunicação não torna o PLC padrão classificado como segurança.

Dispositivo Segurança
→
Relé Segurança
→
Saída de segurança/parada da máquina
Custo do ciclo de vida

Compare o custo ao longo do ciclo de vida da máquina

O preço do hardware por si só é uma comparação ruim A melhor questão é qual arquitetura será mais simples de projetar, comissionar, manter e modificar para a máquina real.

  • E/S de hardware e segurança
  • Engenharia e programação
  • Fiação e instalação do painel
  • Comissionamento e testes
  • Treinamento manutenção
  • Peças de reposição e substituição
  • Tempo de solução de problemas
  • Modificação e revalidação

Evite suposições universais de TCO A arquitetura da máquina, mão de obra, software, peças sobressalentes e modificações esperadas variam muito para que um valor genérico de cinco anos seja confiável.

Validação

Validação e Documentação Ainda Importam

Qualquer que seja a arquitetura selecionada, a função de segurança concluída deve ser avaliada e validada de acordo com os requisitos especificados.

  • Defina cada função de segurança e sua redução de risco necessária.
  • Verifique a arquitetura de entrada, lógica e saída.
  • Confirmar os dados dos componentes e as condições de funcionamento aplicáveis.
  • Teste a parada, reinicialização, reinicialização e comportamento de falha relevante.
  • Registre revisões de software ou fiação que afetam a função de segurança.
Mal-entendidos comuns

Quatro erros a evitar

“A segurança PLC é automaticamente mais seguro do que um relé de segurança.”.”

No. O desempenho da segurança depende da função de segurança completa, não simplesmente se o dispositivo lógico é programável.

“O relé de segurança ”A é sempre puramente conectado.”

Também existem relés de segurança configuráveis, criando um meio-termo entre a lógica de relé dedicada e os sistemas PLC de segurança total.

“O PLC padrão ”A torna-se classificado como segurança quando conectado a um relé de segurança.”

A troca de status não altera a capacidade de segurança do PLC padrão.

“A classificação PL ou SIL de um componente é a classificação da máquina.”

A função de segurança completa deve ser avaliada, incluindo suas entradas, lógica, saídas, arquitetura e implementação.

Perguntas frequentes

Perguntas frequentes sobre relé de segurança versus PLC de segurança

Quando devo usar um relé de segurança em vez de um PLC de segurança?

Um relé de segurança geralmente ajusta máquinas com um pequeno número de funções de segurança claramente definidas, estáveis e relativamente independentes.

Quando um PLC de segurança se torna válido?

Torna-se mais atraente quando várias funções de segurança, zonas, modos de operação ou dispositivos distribuídos devem interagir, ou quando diagnósticos detalhados e expansão futura são importantes.

Um PLC de segurança é mais seguro que um relé de segurança?

Não inerentemente. O desempenho de segurança exigido e alcançado deve ser considerado para toda a função de segurança.

Um PLC padrão pode ser usado com um relé de segurança?

Sim. pode lidar com o controle normal da máquina, indicação ou diagnósticos de não segurança, enquanto a função relacionada à segurança permanece dentro da arquitetura de segurança apropriada.

O custo deve decidir entre um relé de segurança e um PLC de segurança?

O custo é importante, mas o preço do hardware por si só é uma regra de decisão ruim Engenharia, fiação, comissionamento, manutenção, expansão e modificação futura também devem ser consideradas.

Referências

Referências e fontes

Leia: Nível de desempenho ISO 13849 (PL a) Explicado →