Profisafe

Profisafe (generalmente estilizado como PROFIsafe , como acrónimo de Profi net o Profi bus safety ) es un estándar para un protocolo de comunicación para la transmisión de datos relevantes para la seguridad en aplicaciones de automatización con seguridad funcional . Este estándar fue desarrollado conjuntamente por varios fabricantes de dispositivos de automatización para poder cumplir con los requisitos del legislador y la IFA en materia de sistemas seguros. La función de seguridad requerida del protocolo ha sido probada y confirmada por TÜV Süd . La PROFIBUS Nutzerorganisation eV en Karlsruhe supervisa la estandarización para las empresas asociadas y organiza la promoción de esta interfaz común.

Profisafe ^{[ 1 ] [ 2 ]} define cómo los dispositivos relacionados con la seguridad ( botones de parada de emergencia , barreras fotoeléctricas , dispositivos de prevención de sobrellenado, etc.) se comunican de forma segura con los controladores de seguridad a través de Profinet , Profibus o un backplane, de manera que puedan utilizarse en tareas de automatización relacionadas con la seguridad hasta SIL3 ( Nivel de Integridad de Seguridad ). Gracias a la especificación de Profisafe, los productos de diferentes fabricantes ^{[ 3 ]} pueden combinarse para formar un sistema seguro.

La primera versión de Profisafe se lanzó ya en 1998. ^{[ 4 ]} Una segunda versión en 2005 también permitió su uso a través de Profinet basado en Ethernet. Según la PROFIBUS Nutzerorganisation eV, para 2023, los distintos fabricantes habrán puesto en el mercado un total de casi 21,7 millones de dispositivos con Profisafe, y se añadirán otros 2,8 millones de dispositivos cada año. ^{[ 5 ]} En la base de datos de la PROFIBUS Nutzerorganisation eV, en octubre de 2022 se registraron 106 productos diferentes de 31 fabricantes distintos. ^{[ 6 ]}

Con Profisafe, la comunicación segura se implementa a través de un perfil, es decir, a través de un formato especial de los datos del usuario y un protocolo adicional. ^{[ 7 ]}

Los datos relevantes para la seguridad se transportan con Profisafe ^{[ 8 ] [ 9 ]} como mensajes F entre un F-Host (controlador de seguridad) y su F-Device (dispositivo de seguridad) como carga útil en un telegrama de una red industrial. En el caso de un F-Device modular con varios F-módulos, la carga útil consta de varios mensajes F. En este caso, Profisafe no tiene requisitos adicionales para el canal de transmisión, que se considera un canal negro. Por lo tanto, se pueden utilizar diferentes protocolos de transporte como Profibus o Profinet. Se pueden utilizar diferentes canales de transmisión como cable de cobre, cable de fibra óptica (FOC), bus de plano posterior o sistemas inalámbricos ^{[ 10 ]} como WLAN . Ni las tasas de transmisión ni la detección de errores correspondiente del protocolo de transporte influyen en la seguridad.

La siguiente figura muestra el formato de la carga útil de una " Unidad de Datos de Protocolo de Seguridad (SPDU)": ^{[ 11 ]}

La verificación de redundancia cíclica (firma CRC) se calcula sobre todos los parámetros de seguridad locales, los datos transmitidos y el número de monitorización almacenado localmente de la SPDU. Esto garantiza la coherencia de toda la información del emisor y del receptor sin necesidad de transmitir siempre todos los parámetros.

El número de monitorización permite al destinatario comprobar si ha recibido todos los mensajes en la secuencia correcta. Tras la confirmación, el número de monitorización se devuelve al remitente para su verificación dentro de un tiempo de espera máximo predefinido. Dado que algunos componentes del bus, como los conmutadores, disponen de memoria intermedia, se seleccionó un número de monitorización de 32 bits para Profisafe.

La comunicación 1:1 entre F-Host y F-Device simplifica la detección de mensajes F mal dirigidos. Para ello, el remitente y el receptor requieren un identificador único ( nombre en clave ) en toda la red, que se utiliza para verificar la autenticidad de los mensajes F. En Profisafe, el nombre en clave también se denomina "F-Address".

La siguiente tabla muestra qué errores pueden detectarse con cada medida:

La norma internacional IEC 61508, « Seguridad funcional de sistemas eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad» , la norma IEC 62061, «Seguridad de la maquinaria: seguridad funcional de sistemas de control eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad» , y la norma ISO 13849, «Seguridad de la maquinaria: partes de los sistemas de control relacionadas con la seguridad», también constituyen la base de Profisafe.

La norma internacional IEC 61784-3 ^{[ 11 ]} define diferentes protocolos para sistemas seguros con propiedades comparables. Profisafe es la parte 3 de esta colección de normas y, por lo tanto, se define como IEC 61784-3-3:2021 CPF 3.

• Seguridad funcional
• IEC 61784-3 Redes de comunicación industrial – Perfiles – Buses de campo de seguridad funcional
• IEC 61508 Seguridad funcional de sistemas eléctricos/electrónicos/electrónicos programables relacionados con la seguridad.
• IEC 62061 Seguridad de la maquinaria - Seguridad funcional de los sistemas eléctricos, electrónicos y de control electrónico programables relacionados con la seguridad.
• ISO 13849 Seguridad de la maquinaria - Partes de los sistemas de control relacionadas con la seguridad