PLC de Segurança e sua Importância na Automação Industrial

PLC de Segurança

Este artigo investiga as qualidades básicas que compõem um PLC de segurança, o que o distingue de um modelo padrão e as razões pelas quais um PLC de segurança pode ser crucial. Controladores lógicos programáveis, ou PLCs, são um tipo muito comum de controlador usado na automação. Eles são a base de muitas tarefas de controle automatizado diferentes e são usados para controlar desde máquinas de paletização de ovos até sistemas de esteiras. Os PLCs também são amplamente utilizados em sistemas de segurança de células automatizadas.

Os Controladores Lógicos Programáveis, ou PLCs, são amplamente utilizados na automação industrial. Eles servem como o cérebro por trás de uma variedade de processos automatizados, desde simples máquinas de paletização até sistemas complexos de esteiras transportadoras. Além disso, os PLCs são uma peça-chave em sistemas de segurança para células automatizadas, onde a prevenção de acidentes e a proteção de trabalhadores são prioridades.

Figura 1. Os PLCs padrão e de segurança parecem e operam de maneira semelhante, mas os PLCs de segurança contêm mais redundância e características específicas de segurança, geralmente indicadas com uma cor vibrante (vermelho ou amarelo). Imagem utilizada com cortesia da Rockwell Automation.

No entanto, quando se trata de segurança, os requisitos são muito mais rigorosos. É aqui que entra o PLC de Segurança. Este dispositivo não apenas executa tarefas de controle, mas também incorpora recursos específicos projetados para garantir a segurança de operadores, equipamentos e ambientes de trabalho.

O Que é PLC de Segurança ?

O PLC de segurança é um controlador lógico programável que pode executar funções de segurança em sistemas automatizados. Um PLC de segurança é projetado e testado de acordo com padrões internacionais que garantem a sua confiabilidade e integridade. Um PLC de segurança pode substituir ou complementar os “relés de segurança”, oferecendo mais flexibilidade, escalabilidade, economia e eficiência na implementação de soluções de segurança. Um PLC de segurança é adequado para aplicações que requerem um alto nível de segurança e que envolvem tarefas complexas, dinâmicas e interdependentes de controle e segurança.

Por que usar um PLC de Segurança?

Os PLCs de segurança são mais complexos do que os PLCs padrão e, portanto, mais caros. No entanto, esse custo é frequentemente compensado pelos benefícios e pela redução da complexidade elétrica proporcionada pelo seu uso no sistema.

Uma vez que os PLCs de segurança podem ser usados em substituição aos relés de segurança, a complexidade do cabeamento é reduzida, ao mesmo tempo em que se reduzem os custos de tempo, mão de obra e o tamanho do gabinete de fiação. Além disso, as modificações futuras no sistema tornam-se mais fáceis e menos dispendiosas com um PLC de segurança, uma vez que as edições de programa geralmente são as únicas alterações necessárias. Com sistemas de segurança tradicionais, é necessário alterar a infraestrutura física e o cabeamento, introduzindo custos adicionais de mão de obra para modificações futuras.

Figura 2. Este PLC de segurança está em conformidade com classificações SIL 3 e contém blocos de objetos de programação com classificação de segurança que atendem aos padrões IEC 61131. Imagem utilizada com cortesia da Mitsubishi Modular (rack type) PLCs – AI Automation

Diferenças Entre um PLC de Segurança e um PLC Padrão

Então, sabemos que há diferenças entre um PLC de segurança e um PLC padrão, mas quais são as principais características que os distinguem? Um PLC destina-se a executar lógica de progresso, e tanto PLCs de segurança quanto regulares podem ser usados para realizar muitas tarefas diferentes necessárias para a operação eficaz de uma planta de fabricação ou processos automatizados.

Tradicionalmente, a segurança na automação tem sido desenvolvida fora da infraestrutura do PLC por meio do uso de dispositivos de E/S de segurança, relés de segurança e controladores de segurança, mas um PLC de segurança combina tecnologia de lógica de processo com segurança de maneira eficaz.

Os PLCs de segurança podem completar as mesmas tarefas e serem usados da mesma forma que um PLC tradicional, mas têm recursos adicionais incorporados que os distinguem. Eles são construídos levando em consideração a redundância para ajudar a prevenir falhas. Como falhas e mau funcionamento de dispositivos nunca são completamente evitáveis, os PLCs de segurança têm modos de falha previsíveis que reduzem a quantidade de interrupção no sistema em caso de falha. Os PLCs de segurança também são equipados com um circuito de segurança entre a saída e os dispositivos conectados para garantir proteção extra durante um mau funcionamento.

Detalhes de Segurança

É importante saber que um PLC de segurança é a escolha correta para a aplicação pretendida. O que garante que este PLC seja realmente seguro? Existem várias distinções importantes que podem fornecer confiança no nível de segurança fornecido com o uso de um PLC de segurança.

Os PLCs de segurança não requerem programação de software especializada, mas podem ser isolados do restante da lógica dos sistemas por razões de segurança. Depois que um PLC de segurança e sua programação forem testados e validados, a programação no PLC pode ser bloqueada para que usuários não autorizados não tenham acesso a ela. Isso ajuda a reduzir a chance de corrupção acidental ou maliciosa da programação de segurança.

Quando Usar um PLC de Segurança Em muitos casos, faz sentido usar um PLC de segurança em vez de relés de segurança quando a tarefa em questão é mais complicada. Tarefas mais complicadas podem proporcionar um retorno mais rápido sobre o tempo e o dinheiro investidos no sistema. Os PLCs de segurança podem reduzir efetivamente a complexidade de um sistema ao reduzir a quantidade de cabeamento necessário. Eles também podem ajudar a acelerar quaisquer mudanças de segurança que a célula possa precisar no futuro com uma simples mudança de lógica em vez de cabeamento físico.

Quando Utilizar um PLC de Segurança

Em muitos casos, faz sentido utilizar um PLC de segurança em vez de relés de segurança quando a tarefa em questão é mais complexa. Tarefas mais complicadas podem proporcionar um retorno mais rápido sobre o tempo e o dinheiro investidos no sistema. Os PLCs de segurança podem reduzir efetivamente a complexidade de um sistema ao diminuir a quantidade de cabeamento necessária. Além disso, podem ajudar a acelerar quaisquer mudanças de segurança que a célula possa precisar no futuro com uma simples alteração na lógica em vez de mudanças físicas no cabeamento.

Figure 3. Para instalações de segurança mais simples e menos complexas, um controlador de segurança como este pode ser uma maneira mais econômica de alcançar controles de segurança adequados para uma célula. Imagem utilizada com cortesia da PHOENIX .

Os sistemas de segurança tradicionais na automação e manufatura dependem de relés de segurança, uma maneira conhecida e eficaz de tornar os sistemas seguros. Os PLCs de segurança são relativamente novos em comparação, então parece natural questionar quão “seguros” eles realmente são. Todos os PLCs de segurança devem seguir um conjunto de diretrizes que garantam que são seguros para uso. Geralmente, os PLCs de segurança são verificados por terceiros antes do uso e devem atender a diferentes padrões internacionais de segurança antes de poderem ser comercializados formalmente com a classificação de segurança.

Para ser considerado um PLC de segurança, o dispositivo deve ter um número SIL de 3 ou superior para garantir um alto nível de desempenho, o que significa que ele detectará mais de 99% de todas as falhas potenciais. Para garantir que os PLCs de segurança funcionem corretamente, cada um deles deve ser testado baixando programas corrompidos neles. Isso ajuda a garantir que eles operem corretamente quando submetidos a tal teste na realidade. Além disso, o silício usado neles deve vir de lotes diferentes para reduzir as chances de falhas redundantes.

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