Disponibilidad versus Seguridad.
Este es un punto importante a considerar cuando diseñamos un sistema de control con un autómata programable. El análisis debe realizarse con todos los elementos que intervienen: el PLC, los instrumentos de campo, las válvulas, motores, compuertas, etc.
Además, es esencial analizar el proceso o la máquina. El diseño será muy diferente en una Planta de Tratamiento de Agua Potable que en un Sistema de Parada de Emergencia de una Refinería o en un Sistema de Protección de Caldera.
Veamos estos conceptos, y algunas ideas sobre el diseño con una parte sencilla de un proceso: una línea de algún fluido, una válvula de corte que abre al energizarse la salida del PLC, y un sensor de presión alta que debe dar la orden de cierre de la válvula cuando la presión sobrepasa un valor. Dependiendo del fluido (agua, vapor a alta presión, gas, nitrógeno, etc.) el criterio de diseño debería ser muy diferente.
Por seguridad, el contacto del presostato está cerrado cuando la presión es baja (contacto N.O.) que es lo habitual en el caso de cualquier instrumento de seguridad. En color rojo se muestran los elementos que pueden fallar. Veamos cómo podríamos realizar el diseño de la parte del armario de control (PLC y relés externos intermedios).
Si la prioridad la tiene la “Disponibilidad”, es decir, queremos reducir al mínimo la probabilidad de que un fallo cierre la válvula de corte, podemos diseñar de la forma siguiente:
De esta forma nos aseguramos de lo siguiente:
1-No cerraremos la válvula por fallo de una entrada del PLC, pues utilizamos 2 entradas para el mismo presostato.
2-No cerraremos la válvula por fallo de una salida del PLC, ya que utilizamos 2 salidas y ponemos los contactos en paralelo de cada relé de salida.
Si la prioridad la tiene la “Seguridad”, es decir, no queremos que se produzca ninguna situación peligrosa por el fallo de algún elemento, aún a costa de que se produzca el cierre de la válvula, podríamos diseñar así:
De esta forma conseguimos que el fallo de una entrada o de una salida produzca el cierre inmediato de la válvula.
Si queremos ambas cosas, “Disponibilidad y Seguridad”, un posible diseño sería el siguiente:
Con esta configuración el fallo de la válvula es el punto más débil. Si queremos Disponibilidad podremos poner otra válvula en paralelo, para el caso de “Seguridad” la segunda válvula debería ir en serie.
Estos ejemplos de diseño con un PLC de propósito general son ilustrativos de las ventajas que tiene en muchos casos el “PLC de seguridad” , en especial cuando tenemos muchas E/S y muchos elementos críticos que deben diseñarse con el criterio de “prioridad a la seguridad”. Con el PLC de seguridad nos ahorramos mucho cableado externo.
El PLC de seguridad tiene además un plus muy claro: cumple los estándares de seguridad e incorpora funciones de diagnóstico en todos los elementos internos, incluyendo la CPU, memoria, etc.