La importancia de los diagnósticos en el SIS

Los diagnósticos en un Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS) son de crucial importancia pues son la clave para reducir las tasas de fallos peligrosos no detectados y, por lo tanto, para reducir la probabilidad de fallo en demanda (PFD/PFH) y aumentar el SIL.

Lo podemos ver en las 2 fórmulas siguientes (utilizadas en SILcet), para las arquitecturas 1oo1 y 1oo2, que se utilizan para el cálculo de la Probabilidad de Fallo y el SIL alcanzado.

El objetivo de los diagnósticos es detectar cualquier fallo interno en un componente. Lo que hacen es monitorizar el correcto funcionamiento de los dispositivos que intervienen en una SIF (función instrumentada de seguridad).

Podemos clasificar los diagnósticos en 2 tipos:

Diagnósticos de producto o autodiagnósticos. Son los que vienen integrados de fábrica con el producto (sensores, PLC, elementos finales). En los PLCs de seguridad los autodiagnósticos son muy altos, en los transmisores 4-20 mA certificados son altos. Es en los elementos finales de la SIF donde, dependiendo del tipo, podemos encontrarnos con productos certificados sin diagnósticos de producto (como en las válvulas de corte) pues suelen ser elementos puramente mecánicos.

Diagnósticos de aplicación. Son los diagnósticos adicionales de cada aplicación concreta. No son siempre necesarios pues depende de muchos factores, pero en niveles SIL-2 y 3 pueden llegar a ser imprescindibles para cumplir el SIL requerido. Para implementarlos necesitaremos añadir algunas rutinas de software en el PLC y, algunas veces, también cableado externo al PLC y algunos componentes hardware adicionales (final de carrera, posicionador de válvula, resistencia de monitorización de línea, transmisor, realimentación de SD a entrada digital, etc.)

Algunos ejemplos prácticos de este tipo de diagnósticos de aplicación:

• Diagnóstico de señal 4-20 mA de transmisor (fuera de rango, señal congelada, etc.)
• Diagnósticos por comparación a los que la IEC-61508 les da mucho crédito.
• Uso del protocolo Hart para diagnosticar problemas en los transmisores o en su cableado desde el PLC hasta el instrumento (por fugas a tierra, etc.)
• Diagnóstico para detectar el fallo de las salidas digitales en un PLC pues no está incorporado de serie en todos los PLCs.
• La prueba de carrera parcial PST (Partial Stroke Test) en una válvula de seguridad.
• Diagnóstico de fallos de válvulas utilizando transmisores. Es una aplicación interesante que puede utilizarse sólo en determinados diseños.
• Otros casos como la detección de la rotura del cable, etc.

Estos ejemplos son algunos de los que explicamos en el curso Diseño de SIFs y cálculo del SIL.