באוטומציה תעשייתית, הטכנולוגיה המבצעית (OT) פועלת כמערכת העצבים המרכזית של הצמח. פרופ' פרופ'יבוס, המתמדת תחת IEC 61158, היא כוח דומיננטי בתחום זה במשך יותר משלושה עשורים, תפקידה משתרע מעבר לחילופי נתונים פשוטים; הוא מספק את התזמון הניטרלי ואת יכולות אבחון הנדרשים לציות בטיחותי מחמיר. מאמר זה חוקר כיצד פרופ'וב, במיוחד באמצעות פרוטוקול פרופיטנטי וניתן לבנות סטנדרטים תעשייתיים וטכנולוגיים.

חבילת פרוטוקול פרופ'בוס

כדי להבין כיצד פרופ'יבוס מבטיח בטיחות וציות, חיוני להכיר בכך שפרופ'יבוס אינו פרוטוקול יחיד אלא משפחה של פרוטוקולים המיועדים לשכבות יישום שונות.שני הגרסאות העיקריות הן FLT:0PROFIBUS DPighilFLT:1 (Decentralized Peripherals) ו-FLT:2PROBUS PALTPro 3 (%)

ProFIBUS DP: High Speed for Factory Automation

PROFIBUS DP מותאם לחילופי נתונים מהירים בין בקרים לוגיים הניתנים לתוכנה (PLCs) לבין מכשירים מבוזרים כגון תחנות I / O מרוחקות, כוננים ושסתוםים. זה פועל על כבל מעוות מעוות מגן באמצעות RS-485 אות במהירויות עד 12 פרוטוקולים של אבטחה DP / .

רשות העתיקות: בטיחות פנימית לתעשיות תהליכים

עבור תעשיית התהליך - צמחים כימיים, זיכומי שמן, וייצור תרופות - דרישות בטיחות לעתים קרובות לחייב את השימוש בציוד בסביבה מסוכנת (explosive). PROFIBUS PA משתמשת בשכבה פיזית של אוטובוס מרוצ'סטר (MBP) המאפשרת הן כוח ונתונים להיות מועברים על פני רמות חד פעמיות או כבל. Crucially, MBP תומך בבטיחות דלתיים (Ex-i) מאפשר שמירה על רמות לחץ חשמליות מוגבלות על פני חיישנים כגון התנגשויות שטח מוגבל של לחץ על פני למערכות הפעלה.

פרופ'בוס נוצרורגן (PNO) והסמכת

בין האפשרויות והציות נאכפים על ידי ה-FLT:0Profibus & פרופ'ניינט הבינלאומי (PI)FLT:1 ארגון.ה-PNO דורש בדיקות הסמכה קפדניות עבור כל המכשירים הנושאים את הלוגו של פרופ'בוס. תהליך זה מבטיח כי מכשירים מיצרנים שונים מתקשרים באופן אמין על אותו אוטובוס.

הנדסה בטוחה עם PROFISafe

ההתקדמות המשמעותית ביותר לבטיחות בתוך המערכת האקולוגית של פרופ'בוס היא ה-FLT:0 (PROFISafephLT:1 פרופיל סטנדרטי פרופ'יבוס DP לא היה "בטוח" מספיק כדי לעמוד ברמות אינטגרטיביות בטיחות גבוהות (SIL) ללא אמצעים נוספים.ProFISafe פותר זאת על ידי הוספת שכבת בטיחות מבוססת תוכנה שפועלת באופן עצמאי של התקשורת הסטנדרטית, מאפשרת לתקני בקרה סטנדרטיים (LC) ולשיפורים של מערכות בטיחותיות.

ערוץ שחור עקרון

הרעיון המרכזי של PROFISafe הוא "ערוץ שחור" העיקרון הזה קובע כי פרוטוקול הבטיחות מתייחס לערוץ התקשורת הסטנדרטי של פרופ'בוס כ"קופסא שחורה" הדומה לכישלונות פוטנציאליים (כמו שגיאות קטנות, חזרה, אובדן, עיכוב, ובדיקה לא נכונה של ערוץ CSafe מוסיף ראש בטיחות וטריילר למערך בטיחותי סטנדרטי (Fundir) כולל רצף בטוח: 4D2D בטוח (Flimate) 1D2D).

רמה של בטיחות סביבתית (SIL) 3

(הופנה מהדף ProFISafe) מוסמך לשימוש ביישומים עד FLT:0.SIL 3FLT:1 כפי שנקבע על ידי IEC 61508 ו- IEC 62061, ועד ל-FLT:2 (PL e)OVAFLT 3 תחת ISO49.

  • (ב) ,0) מספר חסימה: 1FLT:1 כל טלגרם בטיחות הוא מספר אם מספר רצף מתקבל מתוך סדר או מלגלג, המכשיר מניח כשל תקשורת והוא הולך בטוח.
  • (FLT:0)Watchdog Timersrea:FLT:1 The F-host ו- F-device לפקח על התזמון של טלגרם.אם טלגרם חדש לא התקבל בתוך מסגרת זמן מוגדרת (למשל, 10-100ms), מצב בטוח מופעל.
  • החתימה CRC: FLT:1] ה- CRC2 מכסה לא רק את הנתונים אלא גם את כתובת המכשיר ומידע אבחון.זה מונע מברק ממכשיר בטיחות אחד להתפרש על ידי אחר.

מנגנונים אלה מבטיחים כי 99% מהכישלונות המסוכנים הפוטנציאליים מזוהים ונשלטים, עומדים בהסתברות נוקשה של כשל לשעה (PFH) דרישות עבור מערכות SIL 3.

רדיפת וסבלנות

בתהליכים בעלי סיכון גבוה או בסיכון גבוה, אי ספיקת רשת אחת לא יכולה לסבול. פרופ'יבוס תומך במספר דגמים של מפוכחות.ב-FLT:0redundant DP מערכת מאסטרים DP Master SystemFLT:1, שני מכשירים מאסטרים (למשל, שתי מדינות PLC) מנהלים את אותה רשת.אם המאסטר הראשי נכשל, הגיבוי לוקח על בטיחות של אפסית.

הבטחת תאימות עם סטנדרטים בינלאומיים

Compliance היא ההוכחה המובנה כי מערכת עומדת בדרישות בטיחות משפטיות ותפעוליות. Profibus, דרך מסלולי התכנון וההסמכה שלה, מספקת מסגרת הנדסית להשגת הוכחה זו ביעילות.

IEC 61508 ו-IEC 61784-3

תקן החיזוי לבטיחות פונקציונלית הוא FLT:0IEC 61508FLT:1 (בטיחות של מערכות אלקטרוניות חשמליות / חשמל / אלקטרוניקה סבירות) PROFISafe בנוי במיוחד כדי לציית לדרישות התוכנה והתקשורת של IEC 61508.הפרופיל אבטחה פונקציונלי עבור פרופ'בוס מפורט ב-F:2IEC173-3F: 3F: 3F: 3F:

הסמכה ותפקיד TÜV

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שבילי אחריות ואאודות

מעבר לחומרה, ציות דורש תיעוד.רשתות פרופ'ובוס מספקות באופן טבעי רמות גבוהות של נתונים אבחון.כלי ניהול רשת יכולים לגרור עומס אוטובוס, שיעורי שגיאה ומעמד תחנה לאורך זמן. נתונים אלה משמשים כאתר ביקורת היסטורי, מה שמוכיח שהרשת פועלת בתוך פרמטרים בטוחים.עבור רשומות בטיחות תהליכים, סוג זה של מעקב מתמשך הוא בעל ערך רב מאוד עבור הוכחת "עקביות".

שיטות יעילות ביותר ליישום רשתות בטיחות פרופ'יבוס

הבטיחות התיאורטית של פרוטוקול ProFISafe חייבת להיות תואמת על ידי יישום פיזי באיכות גבוהה.רשת חוטית או מוגדרת גרועה יכולה להציג כישלונות שמפשרים את תפקוד הבטיחות.

הערכת סיכונים ורשת

לפני פריסת פרופ'יבוס, הערכת סיכונים יסודית (כפי שתואר ב- ISO 12100) נדרשת הערכה זו קובעת את רמת התזמון הנדרשת עבור כל פונקציה בטיחותית. בהתבסס על זה, יש לחלק את הרשת לתפקודי בטיחות מהירים (למשל, עצירת חירום, תחנות חירום, וילונות קלים) מטופלים בצורה הטובה ביותר על ידי מערכת הגנה ייעודית של ProFIBUS, המוגדרת עם מחזור מהיר (למשל, 5 פונקציות אבטחה).

המונחים: integrity

השכבה הפיזית היא המקור הנפוץ ביותר של שגיאות ברשתות תעשייתיות.עבור פרופ'יבוס RS-485 (DP), הנהלים הטובים הבאים אינם ניתנים להשגה עבור תאימות בטיחות:

  • (FLT:0)Perination:FLT:1 יש להתקין את קווי האוטובוס פעיל באחרית הימים הפיזיים של מגזר הכבלים הראשי.הפסקה לא נכונה גורמת להשתקפות שיכולה להשחית טלגרם בטיחות.
  • (FLT:0)Stubbed Drop אורך:FLT:1 קווי Spur מן הגזע הראשי חייב להיות קצר. עבור 1.5 Mbit /s, אורך ה- ub הכולל הוא בדרך כלל מוגבל 6.6 מטרים.
  • (FLT:0) מגן מגן: 1FLT השתמש כבל מעוות מגן מעוות (סוג A) מגן חייב להיות מוטבע בשני הקצוות (או כמדיניות צמחית) כדי להבטיח חסינות להתערבות אלקטרומגנטית (EMI), אשר נפוץ ליד מנועים וכוננים.
  • (FLT:0Grounding and Equipotential Bonding:03FLT) 1 הבדלים אפשריים בין תחנות פרופ'יבוס יכולים להרוס את המוליכים לקשורים.

ניהול מחזור חיים ואבחון

רשת בטיחות לעולם אינה "תקנה ושכחה" עדכונים של חברות F-devices חייב להיות מנוהל בקפידה כדי לשמור על מעמד הסמכה.שימוש בכלי אבחון כמו FLT:0.ProfiTraceigofFLT:1 או לפקח אוטובוס קבוע מותקן באופן קבוע מומלץ.כלים אלה מאפשרים למהנדסים לעקוב אחר "ג'יטר" ו"עומסי אוטובוס" לאורך זמן.

שילוב ב- Modern Industry 4.0 Architectures

מהנדסים רבים המפקחים על צמחי חומים מתמודדים עם האתגר של שילוב מערכות בטיחות של פרופ'יבוס עם פלטפורמות מודרניות של IIoT וענן ניטור.אינטגרציה זו אינה רק אפשרית אלא חיונית לפעילות תחרותית.

פתרונות פרוקסי ו- Gateway לאזורי בטיחות

אזורי בטיחות הם לעתים קרובות מבודדים ברשתות פרופ'יבוס ייעודיות כדי להבטיח את קביעת התזמון.לוציא נתונים לניתוח (למשל, ספירת מחזור, קודים פגומים, יומני אבחון) מבלי להתפשר על תפקוד הבטיחות, השערים משמשים.מכשירים אלה פועלים כגשר בין רשת פרופ'בוס לבין רשת רמה גבוהה יותר כמו פרופ'נט או OPC UA שערים מודרניים מאפשרים העברת בטוחה של נתונים לא קריטיים בעת שמירה על רכיבי אבטחה אלה.

שקיפות בנתונים עבור Better Compliance

המילוי עובר יותר ויותר לכיוון ניטור רציף ולא בדיקות תקופתיות.על ידי חיבור רשת בטיחות פרופ'יבוס לשרת OPC UA (כפי שהוגדר על ידי FLT:0OPC FoundationigFLT:1), המפעילים יכולים לייעל נתונים בעלי רלוונטיות בטיחות להיסטוריון מרכזי או מערכת SCADA.

  • (ב) ,0) ,Automated logging 1 (משנת 2017).
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [15] ניתוחי הפחתת ה-[[1924]]]], על מנת לחזות כישלונות לפני התרחשותם.

שילוב זה מבטיח כי נתוני הבטיחות שנוצרו על ידי פרופ'יבוס אינם משולים אלא תורמים למצוינות התפעולית הכוללת ולאסטרטגיה של עמידה רגולטורית של הארגון.

מסקנה: חוסר השוויון של פרופ'יבוס למען בטיחות

בעוד פרוטוקולים חדשים יותר כמו פרופ'ינט ו-EtherNet/IP זכו לניתוק במתקנים חדשים, הבסיס המותקן של פרופ'יבוס נשאר עצום, במיוחד בתעשיית התהליך.ההמסלול המוכח שלו, בשילוב עם תקן הבטיחות הקפדני הקפדני של DEPROFISafe, הופך אותו לסתום אמין עבור יישומים בטיחותיים קריטיים של המשימה.הההההפרוטוקול היא כי הכלים, הסטנדרטים, והשיטות הטובות ביותר הן מוגדרות היטב ויציבות עבור מהנדסים דיגיטליים, אשר ימשיכו לשמור על בסיס קבוע, אשר יש שיפור ישיר, אשר יש צורך, כמו גם כן, כמו גם על בסיס בטוח, כמו גם על בסיס בטוח של מערכות אבטחה גבוהה, אשר יש שיפור ישיר של RS-R, אשר יש שיפור ישיר, ומאובטח, אשר יש שיפור, אשר ישדרגת, עם פיתוח רשת תקשורת, ומאובטח, עם אבטחה גבוהה, ומאובטחת, אשר מבטיח, עם פיתוח רשת תקשורת דיגיטלית, בתנאי אבטחה גבוהה, אשר יש צורך, בתנאי שישדרגת, בתנאי אבטחה גבוהה של רשתות תקשורת, בתנאי אבטחה, בתנאי שהיא, בתנאי אבטחה גבוהה, בתנאי שהיא, בתנאי שישדרגת, בתנאי שתמשיך, בתנאי שהיא, בתנאי שהיא, בתנאי שהיא, בתנאי שהיא, בתנאי שישדרגת, בתנאי שישת, בתנאי שהיא, בתנאי בטיחותית