Los perfiles de aplicación general describen funciones y características que se refieren a mas que solo una aplicación. Se pueden usar tambien en conjunto con perfiles de aplicación específicos.
Durante mucho tiempo, la tecnologia de bus de campo distribuida para la automatización de fabrica y procesos estaba sujeta a la restricción de que las tareas de seguridad solo pueden ser resuletas usando tecnología convencional en una segunda capa o distribuidas a traves de buses especiales. Con PROFIsafe, PROFIBUS ha creado una solución completa, abierta a las aplicaciones de seguridad que satisfacen los criterios de seguridad más conocidos.
PROFIsafe define cómo los dispositivos a prueba de fallos (pulsadores de parada de emergencia, matrices de luz, cortes de sobrellenado, etc) pueden comunicarse a través de PROFIBUS con controladores de seguridad de forma tan segura que puedens er utilizados para tareas de automatización relacionadas con la seguridad hasta KAT4 cumpliendo las normas EN954, AK6 y SIL3 (Safety Integrity Level – Nivel de Seguridad).Implementa las comunicaciones seguras a través de un perfil, por ejemplo, a través de un formato especial de datos de usuario y un protocolo especial.
La especificación ha sido elaborado conjuntamente por los fabricantes, usuarios, comités de normalización e inspecciones (TÜV, BIA). Se basa en las estandares relevantes, sobre todo la IEC 61508, que aborda las preocupaciones de desarrollo software en particular.
PROFIsafe tiene en cuenta una serie de posibilidades de error que pueden producirse en las comunicaciones del bus serie, como el retraso, pérdida o la repetición de los datos, las secuencias incorrectas, direcciones o datos corruptos .
Hay una serie de medidas correctoras, de las cuales las siguientes han sido seleccionados para PROFIsafe:
-Numeración consecutiva de telegramas de seguridad
-Tiempo de espera para los marcos de los mensajes entrantes y su reconocimiento.
-Identificador entre el emisor y el receptor ("password").
-Seguridad de datos adicional (comprobación de redundancia cíclica, CRC).
Mediante una precisa combinación de las medidas correctivas en relación con un sistema patentado de "monitor de SIL" (seguimiento de la frecuencia de los mensajes fallidos) PROFIsafe alcanza las clases de seguridad hasta SIL 3 y más allá.
PROFIsafe es una solución de software monocanal, que se implementa en los dispositivos como una capa adicional "por encima" de la capa 7 (ver Fig. 17.); Los componentes estándar PROFIBUS, tales como líneas, ASICs o protocolos, permanecen sin cambios. Esto asegura que el modo de redundancia y la capacidad de adaptación.
Los dispositivos con el perfil PROFIsafe puede ser operado en coexistencia con los dispositivos estándar sin restricción en el mismo cable.
PROFIsafe utiliza la comunicación acíclico y se puede utilizar con RS485, la tecnología de transmisión MBP o por fibra óptica. Esto asegura que tanto los tiempos de respuesta rápidos (importante para la industria de manufactura) y el funcionamiento de seguridad intrínseca (importante para la automatización de procesos).
En la tecnología de proceso, sólo es necesario proporcionar y preparar un tipo de dispositivo estándar para el funcionamiento a prueba de fallos u operación normal, ya que la funcionalidad a prueba de fallos puede ser configurada durante la aplicación (SIL2 de fiabilidad operacional).
Como un controlador de software genérico, PROFIsafe está disponible para una amplia gama de entornos de desarrollo y tiempo de ejecución. La especificación se puede encontrar en el documento "PROFIsafe, el perfil de tecnología de seguridad", Expediente N º 3.092.
En vista del gran número de dispositivos HART instalados en el campo, la integración de estos dispositivos en los sistemas PROFIBUS existentes o nuevos es de importancia clave para la mayoría de los usuarios.
La especificación de PROFIBUS "HART" ofrece una solución abierta para este problema. Esto incluye los beneficios de los mecanismos de comunicación PROFIBUS sin ningún tipo de cambios necesarios para el protocolo de PROFIBUS y de los servicios, loa PDUs PROFIBUS (Protocol Data Units) o las máquinas de estado y las características funcionales.
Esta especificación define un perfil de PROFIBUS que se implementa en el amo y el esclavo por encima de la capa 7, lo que permite la cartografía de la HART cliente-amo-servidor en PROFIBUS. La cooperación de la Fundación HART en el trabajo de especificación garantiza la plena conformidad con las especificaciones HART.
La aplicación HART-cliente se integra en un maestro de PROFIBUS y el maestro de HART en un esclavo PROFIBUS (ver fig. 19), el cual esta última actúa como un multiplexor y gestiona la comunicación con los dispositivos HART.
Para la transmisión de mensajes HART, un canal de comunicación se ha definido que opera independientemente de las conexiones MS1 y MS2. Un HMD (HART Device Master) puede soportar varios clientes. El número de clientes depende de la implementación.
Los dispositivos HART puede conectarse con la HMD a PROFIBUS sobre los diferentes componentes (guía PROFIBUS "Perfil PROFIBUS para HART" Ordenanza N º 3.102).
Figura 17: Servicio de seguridad con PROFIsafe
Figura 19: Integración de dispositivos HART en PROFIBUS DP
Al grabar funciones de temporización en las redes, particularmente aquellas tales como el diagnóstico o localización de fallos, es útil ser capaz de proporcionar ciertos eventos y acciones con una marca de tiempo, lo que permite asignación de tiempo preciso.
Para este propósito, PROFIBUS ofrece el perfil de marca de tiempo. Condición previa es el control del reloj de los esclavos a través de un reloj maestro en servicios MS3. A un evento se le puede dar un preciso sellado de sistema temportal y leer en consecuencia. Un concepto de mensajes graduados es utilizado. Los tipos de mensajes se resumen bajo el término de "alertas" y se dividen en "Alarmas" de alta prioridad (éstas transmiten un mensaje de diagnóstico) y "eventos" de baja prioridad. En ambos casos, el maestro acíclicamente lee (utilizando los servicios de MS1) los valores de proceso sellados y los mensajes de alarma del buffer de alarmas y eventos del dispositivo de campo (Ver figura 18). Por favor, consulte el documento correspondiente, la guía PROFIBUS "Time Stamp", Resolución N º 2.192.
Figura 18: Sellado de tiempo y mensajes de alarma
La instalación de dispositivos de campo con el comportamiento de comunicación redundante se desea en muchas aplicaciones. Por esta razón, PROFIBUS ha elaborado las especificaciones de un mecanismo de redundancia de esclavos que describe las características del dispositivo siguiente (véase la Figura 20.):
• Los dispositivos esclavos contienen dos diferentes interfaces PROFIBUS que se llaman primarias y de copia de seguridad (interfaz de esclavo). Estos pueden estar ya sea en un solo dispositivo o distribuido por más de dos dispositivos.
• Los dispositivos están equipados con dos pilas de protocolos independientes, con una expansión de redundancia especial.
• Una redundancia en la comunicación (RedCom) se extiende entre las pilas de protocolos, es decir, dentro de un aparato o entre dos dispositivos, que es independiente de PROFIBUS y cuya capacidad de rendimiento depende en gran medida por la redundancia de revertir el tiempo.
En el modo normal, las comunicaciones se enviarán exclusivamente por el esclavo primario; sólo este esclavo esta configurado, también envía los datos de diagnóstico del esclavo de copia de seguridad. En el caso de que el esclavo primario falle el esclavo de copia de seguridad se hace cargo de sus funciones, ya sea porque se ha detectado el propio fracaso o porque se lo solicite el maestro. Además, el maestro controla todos los esclavos y envía un mensaje de diagnóstico tan pronto como el esclavo de copia de seguridad falla y no hay redundancia adicional.
Un dispositivo esclavo redundante puede ser operado en una línea PROFIBUS o, en el caso de una línea adicional de redundancia, en dos líneas PROFIBUS. Las ventajas de esta solución de redundancia para el usuario son como sigue:
• Una sola versión del dispositivo requerida para aplicar las diferentes estructuras de redundancia.
• Maestro, la línea y la redundancia de esclavos están disponibles de forma independiente el uno del otro.
• No requiere configuración adicional del esclavo de copia de seguridad requerido, por lo tanto sin necesidad de herramientas complejas.
• El monitoreo total de las piezas de esclavos a la vez posible.
• El dispositivo esclavo no tiene ninguna influencia sobre la carga del bus y por tanto en la respuesta dinámica de PROFIBUS.
La redundancia de los dispositivos esclavos PROFIBUS proporciona alta disponibilidad, tiempos cortos de marcha atrás, sin pérdida de datos y garantiza la tolerancia a fallos. Por favor, consulte el documento correspondiente, la guía PROFIBUS "Specification Slave Redundancy", Expediente N º 2.212.
Figura 20: Redundancia de esclavo en PROFIBUS
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