La elección de la función de seguridad más adecuada dependerá de los riesgos, los resultados deseados, los posibles modos de fallo y los riesgos residuales. En todos los casos, el dispositivo lógico de seguridad cortará la energía a los dispositivos de salida. El circuito depende de que el dispositivo de salida realice la función de seguridad cuando se le indique que lo haga. Elegir la válvula correcta requiere una comprensión de los modos de operación y falla de las válvulas que podrían usarse para implementar la función de seguridad.
Confiabilidad del Control
La confiabilidad del control se define en los estándares ANSI como “La capacidad del sistema de control [de la máquina], los dispositivos de control de ingeniería, otros componentes de control y las interfaces relacionadas para lograr un estado seguro en caso de una falla dentro de las partes relacionadas con la seguridad del sistema, el sistema de control”. En la práctica, esto significa que no sólo hay redundancia en la función de seguridad, sino que también se incluye monitoreo para garantizar que la función de seguridad se realice y que se mantenga la redundancia.
Las aplicaciones para válvulas de control confiable existen siempre que la confiabilidad sea un problema para los sistemas hidráulicos o neumáticos. Las aplicaciones típicas para válvulas de categoría 3 o 4 con control confiable incluyen parada de emergencia, anti-amarre de dos manos, cortinas de luz, puertas de seguridad, dispositivos de bloqueo neumático para puertas de seguridad, frenos hidráulicos, frenos de aire, embragues neumáticos e hidráulicos, bloqueos de varilla, o cualquier otra aplicación donde la integridad del circuito dependa del funcionamiento de la válvula.
Una amplia área de aplicaciones donde se utilizan válvulas de control confiable es en medidas alternativas al bloqueo/etiquetado (LOTO) para tareas relacionadas con la producción. Actualmente, las válvulas sin bloqueo utilizadas para aislar energía para tareas de producción en los Estados Unidos deben tener un control confiable para cumplir con la ley OSHA.
Desempeño del Sistema de Seguridad Según ISO 13849-1
ISO 13849-1 define los principios y requisitos del diseño de circuitos de seguridad y la selección de dispositivos. Parte del proceso de selección de dispositivos es obtener especificaciones detalladas y datos de seguridad funcional para los posibles componentes que se están considerando para su uso en cada función de seguridad para garantizar que cuando los componentes se integren en el sistema, el sistema cumplirá o superará el nivel de rendimiento requerido (PLr).
Para diseñar un circuito adecuado para una función de seguridad, se debe seleccionar una categoría (estructura) como objetivo y se deben elegir componentes que cumplan o superen ese objetivo (por ejemplo, Categoría 3). Los datos de confiabilidad para cada componente deben evaluarse y usarse para calcular un MTTFD general del sistema.
A continuación, se debe elegir un método de monitoreo y se debe calcular una cobertura de diagnóstico del sistema que sea suficiente para ayudar a alcanzar el nivel de desempeño requerido. Las medidas tomadas contra Fallos de Causa Común también deberán calificarse con una puntuación mínima acumulada de 65 puntos.
Una vez hecho todo esto, la información resultante de Categoría, MTTFD, DC y CCF se puede utilizar para verificar que el sistema propuesto alcanza el nivel de rendimiento requerido (PLa = PLr). Si el nivel de rendimiento alcanzado del sistema propuesto no cumple o excede el nivel de rendimiento requerido, se deberá evaluar alternativamente una combinación diferente de componentes con diferentes categorías, MTTFD, DC y/o CCF. Esto a menudo requiere una selección diferente de componentes y puede ser un proceso iterativo necesario para desarrollar un sistema que reduzca el riesgo de manera efectiva. A continuación se muestran ejemplos de cómo realizar este proceso de cálculos.
Beneficios de ISO 13849
ISO 13849 incluye un enfoque sistemático para el diseño de sistemas de seguridad y proporciona factores de análisis cuantitativos y cualitativos para la confiabilidad y el diagnóstico. Según este estándar, los usuarios deben diseñar sistemas de seguridad mediante la consideración e implementación de principios de Gestión de Seguridad Funcional (FSM).
