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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
“DISEÑO DE UN BANCO DE PRUEBAS AUTOMATIZADO PARA
LA IMPLEMENTACIÓN DE SEGURIDAD DE MAQUINARÍAS EN LÍNEAS DE PROCESOS INDUSTRIALES,
APLICANDO LA NORMA ISO 13849-1”
PROYECTO DE TITULACIÓN
Previa a la obtención del Título de: INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
AUTORES: ALBERTO ALEJANDRO PARRALES CHIQUITO
VICTOR OVIDIO RODRIGUEZ ANDRADE
TUTOR: ING. JACOBO RAMIREZ URBINA, M.Sc.
GUAYAQUIL - ECUADOR
2018
II
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
FICHA REGISTRO DE TESIS TITULO: “DISEÑO DE UN BANCO DE PRUEBAS AUTOMATIZADO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE SEGURIDAD DE MAQUINARÍAS EN LÍNEAS DE PROCESOS INDUSTRIALES, APLICANDO LA NORMA ISO 13849-1” REVISORES:
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: Ciencias Matemáticas y Físicas
CARRERA: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones FECHA PUBLICACIÓN: septiembre 2018 N° DE PAGS: 136
ARÉA TEMÁTICA: Ciencias básicas, Bioconocimiento y desarrollo industrial PALABRAS CLAVES: PL nivel de prestaciones, PLr nivel de prestaciones requerido, MTTFd, DC, CCF, FS RESUMEN: El presente proyecto consiste en diseñar un banco de pruebas automatizado aplicando la norma EN ISO 13849-1, que incluye el cálculo del PL el cual nos indica el nivel de seguridad del conjunto de componentes y se calcula mediante el programa PAScal; también se hará el diseño 3D del banco de pruebas y los diagramas de entrada, salida y de fuerza de sus respectivos componentes de seguridad conectados a un controlador principal, donde se configuran los diferentes circuitos de seguridad mediante la herramienta gráfica PNOZ Multi Configurator. Se hace un análisis de los sistemas de seguridad que aplican las normas ISO y los niveles de prestaciones obtenidos a partir de métodos matemáticos con fórmulas establecidas y finalmente se hace un análisis de los requerimientos para el banco de prueba concluyendo el estudio, con la determinación de los elementos para la implementación y los respectivos diseños de construcción, lógica y conectividad, para una futura implementación del mismo. N° DE REGISTRO (en base de datos): N° DE CLASIFICACION:
N° DIRECCIÓN URL: ADJUNTO PDF SI NO
CONTACTO CON AUTOR: Teléfono: E-mail:
CONTACTO DE LA INSTITUCION:
Nombre: Teléfono:
X
III
CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “DISEÑO DE UN BANCO DE PRUEBAS AUTOMATIZADO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE SEGURIDAD DE MAQUINARÍAS EN LÍNEAS DE PROCESOS INDUSTRIALES, APLICANDO LA NORMA ISO 13849-1”, elaborado por el Sr. ALBERTO
ALEJANDRO PARRALES CHIQUITO y el Sr. VICTOR OVIDIO RODRIGUEZ
ANDRADE, Alumnos no titulados de la Carrera de Ingeniería en Networking y
Telecomunicaciones de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la
Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero en
Networking y Telecomunicaciones, me permito declarar que luego de haber
orientado, estudiado y revisado, la Apruebo en todas sus partes.
Atentamente
______________________________
Ing. Jacobo Ramírez Urbina, M.Sc. TUTOR
IV
DEDICATORIA
Alberto Parrales Chiquito
Dedico este trabajo de titulación a
Dios, a mi madre mi pilar
fundamental en mi vida, mi abuelo y
demás familiares y amigos que han
contribuido en mi preparación
durante todo mi ciclo universitario.
V
AGRADECIMIENTO
Alberto Parrales Chiquito
Dedico este proyecto de tesis a Dios, a mi Madre y
a mi abuelo. A Dios porque ha estado conmigo a
cada paso que doy, cuidándome y dándome
fortaleza para continuar.
A mi madre, pilar fundamental en mi vida. Sin ella,
jamás hubiese podido conseguir lo que hasta
ahora. Su tenacidad y lucha insaciable ha hecho de
ella el gran ejemplo a seguir y destacar, no solo
para mí, sino para mi hermana y familia en general.
También dedico este proyecto a mi novia, Mi Anita,
compañera inseparable de cada jornada. Ella
representó gran esfuerzo y tesón en momentos de
decline y cansancio. A ellas este proyecto, que, sin
ellas, no hubiese podido ser.
VI
DEDICATORIA
Víctor Rodríguez Andrade
Dedico esta Tesis a Dios, a mis
padres, a mi esposa y mis hijos, por
permanecer siempre a mi lado
durante toda mi etapa universitaria.
VII
AGRADECIMIENTO
Víctor Rodríguez Andrade
Agradezco en primer lugar a Dios quien ha sido
siempre mi guía, el que me ha llevado de su mano
en los momentos más duros, dándome dirección a
través de su palabra, brindado la sabiduría, fortaleza
y templanza para continuar siempre adelante.
A mis padres por su gran amor y sus sabios
consejos, que guiaron mis pasos a lo largo de mi
vida, para hacer de mí una mejor persona.
A mi amada esposa Cecibel Solórzano por confiar
siempre en mí, a mis queridos hijos Micael, Elías y
Ángel porque fueron mi motor para ser cada día
mejor.
A mi amada Pastora Mireya Macías y hermanos en
Cristo, por todas sus oraciones.
A todos aquellos maestros, amigos y compañeros
que de alguna forma contribuyeron para culminar
con éxito mi carrera.
VIII
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN
____________________________
Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Sc.
DECANO DE LA FACULTAD
CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
_____________________________
Ing. Harry Luna Avejiga, M. Sc
DIRECTOR DE LA CARRERA DE
INGENIERIA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
__________________________
Ing. Manuel Chaw Tutiven, M.Sc.
PROFESOR REVISOR DEL ÁREA
TRIBUNAL
_____________________________
Ing. José Aguirre Andrade, M.Sc.
PROFESOR REVISOR DEL ÁREA
TRIBUNAL
______________________________ Ing. Jacobo Ramírez Urbina, M.Sc.
PROFESOR TUTOR DEL PROYECTO
DE TITULACION
______________________________
Ab. Juan Chávez Atocha, Esp.
SECRETARIO TITULAR
IX
DECLARACIÓN EXPRESA
_____________________________
Parrales Chiquito Alberto Alejandro
_____________________________
Rodríguez Andrade Víctor Ovidio
“La responsabilidad del contenido
de este Proyecto de Titulación, me
corresponden exclusivamente; y el
patrimonio intelectual de la misma
a la UNIVERSIDAD DE
GUAYAQUIL”.
X
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL CIENCIAS MATEMÁTICAS FACULTAD DE Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
DISEÑO DE UN BANCO DE PRUEBAS AUTOMATIZADO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE SEGURIDAD DE MAQUINARÍAS EN
LÍNEAS DE PROCESOS INDUSTRIALES, APLICANDO LA NORMA ISO 13849-1
Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el título de:
INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
Autor: Parrales Chiquito Alberto Alejandro
C.I. 0930421110
Autor: Rodríguez Andrade Víctor Ovidio
C.I. 0915331557
Tutor: Ing. Jacobo Ramírez Urbina, M.Sc.
Guayaquil, septiembre del 2018
XI
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo
Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de
Guayaquil.
CERTIFICO: Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por los estudiantes
Parrales Chiquito Alberto Alejandro y Rodríguez Andrade Víctor Ovidio, como
requisito previo para optar por el título de Ingeniero en Networking y
Telecomunicaciones cuyo tema es:
“DISEÑO DE UN BANCO DE PRUEBAS AUTOMATIZADO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE SEGURIDAD DE MAQUINARÍAS EN
LÍNEAS DE PROCESOS INDUSTRIALES, APLICANDO LA NORMA ISO 13849-1”.
Considero aprobado el trabajo en su totalidad.
Presentado por:
PARRALES CHIQUITO ALBERTO ALEJANDRO C.I. 0930421110
RODRIGUEZ ANDRADE VICTOR OVIDIO C.I. 0915331557
Tutor: Ing. Jacobo Ramírez Urbina, M.Sc.
Guayaquil, septiembre del 2018
XII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital 1. Identificación del Proyecto de Titulación
Nombre Alumno: Parrales Chiquito Alberto Alejandro Dirección: Cooperativa Bastión Popular Bl. 2 Mz. 815 Sl. 21 Teléfono: 0982415470 E-mail: [email protected]
Nombre Alumno: Rodríguez Andrade Víctor Ovidio Dirección: Tomas Martínez 512 y Baquerizo Moreno Teléfono: 0990233310 E-mail: [email protected]
Facultad: Ciencias Matemáticas y Físicas Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones Título al que opta: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones Profesor guía: Ing. Jacobo Ramírez Urbina, M.Sc.
Título del Proyecto de Titulación: Diseño de un banco de pruebas automatizado para la implementación de seguridad de maquinarías en líneas de procesos industriales, aplicando la norma ISO 13849-1
Tema del proyecto de Titulación: PL nivel de prestaciones, PLr nivel de
prestaciones requerido, MTTFd, DC, CCF, FS
XIII 2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de Titulación A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil y a
la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica de
este Proyecto de titulación.
Publicación electrónica:
Inmediata X Después de 1 año
________________________
Alberto Parrales Chiquito
_________________________
Víctor Rodríguez Andrade
3. Forma de envió: El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como archivo .Doc. O .RTF y Puf para PC. Las imágenes que la acompañen pueden ser: .gif, .jpg o .TIFF.
DVDROM CDROM
X
XIV
INDICE GENERAL
CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR .............................................................. III
DEDICATORIA ....................................................................................................... IV
AGRADECIMIENTO ............................................................................................... V
DEDICATORIA ....................................................................................................... VI
AGRADECIMIENTO ............................................................................................. VII
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN ......................................................... VIII
DECLARACIÓN EXPRESA ................................................................................... IX
Proyecto de Titulación ............................................................................................ X
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR .................................................. XI
AUTORIZACIÓN PARA PUBLICACIÓN DE PROYECTO .................................. XII
INDICE GENERAL ...............................................................................................XIV
ABREVIATURAS ................................................................................................XVII
SIMBOLOGÍA .....................................................................................................XVIII
ÍNDICE DE CUADROS ........................................................................................XIX
ÍNDICE DE GRÁFICOS .......................................................................................XXI
RESUMEN ..........................................................................................................XXII
ABSTRACT ....................................................................................................... XXIV
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1
CAPÍTULO I ............................................................................................................ 3
1.- EL PROBLEMA.................................................................................................. 3
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .............................................................. 3
1.1.1 UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO ....................... 3
1.1.2 SITUACIÓN CONFLICTO. NODOS CRÍTICOS ............................... 4
XV
1.1.3 CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA .......................... 4
1.1.4 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA .................................................. 5
1.1.5 FORMULACION DEL PROBLEMA .................................................. 6
1.1.6 EVALUACION DEL PROBLEMA...................................................... 6
1.2 OBJETIVOS ...................................................................................................... 7
1.2.1 GENERAL ........................................................................................ 7
1.2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................... 7
1.2.2 ALCANCE DEL PROBLEMA .................................................................. 8
1.2.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ....................................................... 8
CAPITULO II ........................................................................................................... 9
2 MARCO TEORICO ........................................................................................... 9
2.1 ANTECEDENTES DEL ESTUDIO............................................................... 9
2.2 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ................................................................ 10
2.2.1 Normas ISO..................................................................................... 10
2.2.2 Nivel de Prestación PL .................................................................... 12
2.2.3 Método De Trabajo Según En ISO 13849-1 .................................. 14
2.2.4 Métodos Para Calcular Nivel De Prestaciones Requerido PLr ...... 17
2.3 FUNDAMENTACION SOCIAL ................................................................... 36
2.4 FUNDAMENTACION LEGAL .................................................................... 37
2.4.1 CONSTITUCION DE LA REPUBLICA DEL ECUADOR ................ 37
2.4.2 CODIGO DEL TRABAJO ECUATORIANO .................................... 39
2.5 HIPOTESIS ................................................................................................ 42
2.6 VARIABLES DE LA INVESTIGACION ...................................................... 42
2.7 DEFINICIONES CONCEPTUALES ........................................................... 43
CAPITULO III ........................................................................................................ 44
3 METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION ................................................... 44
3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACION ............................................................ 44
3.1.1 Modalidad de la Investigación ........................................................ 44
3.1.2 Tipo de Investigación ...................................................................... 44
3.1.3 Población y muestra........................................................................ 44
3.1.4 Instrumentos de Recolección de Datos .......................................... 47
PREGUNTA 1 ................................................................................................. 48
XVI
PREGUNTA 2 ................................................................................................. 49
PREGUNTA 3 ................................................................................................. 50
PREGUNTA 4 ................................................................................................. 51
PREGUNTA 5 ................................................................................................. 52
PREGUNTA 6 ................................................................................................. 53
PREGUNTA 7 ................................................................................................. 55
CAPITULO IV ........................................................................................................ 60
4. PROPUESTA TECNOLOGICA ................................................................. 60
4.1. ANALISIS DE FACTIBILIDAD ................................................................... 60
4.1.1. FACTIBILIDAD OPERACIONAL .................................................... 61
4.1.2. FACTIBILIDAD TECNICA ............................................................... 61
4.1.3. FACTIBILIDAD ECONOMICA ........................................................ 67
4.1.4. CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA .................... 74
4.1.5. CRITERIO DE ACEPTACIÓN DEL PRODUCTO .......................... 74
4.2. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................ 75
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 77
ANEXOS ............................................................................................................... 79
ANEXO 1 ........................................................................................................ 79
ANEXO 2 ........................................................................................................ 80
ANEXO 3 ........................................................................................................ 82
ANEXO 4 ........................................................................................................ 83
ANEXO 5 ........................................................................................................ 84
ANEXO 6 ........................................................................................................ 85
ANEXO 7 ........................................................................................................ 86
ANEXO 8 ........................................................................................................ 87
ANEXO 9 ...................................................................................................... 103
XVII
ABREVIATURAS
INSHT Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo.
ISO Organización Internacional de Normalización.
PL Nivel de Prestaciones/ Nivel de rendimiento.
PLr Nivel de Prestaciones requerido.
SIL Nivel de Integridad Seguro.
(SRP/CS) Partes relacionadas con la seguridad de los sistemas de Control. INEN Instituto Ecuatoriano de Normalización.
NTE Norma Técnica Ecuatoriana.
EN Norma Europea.
AWI Ítem de Trabajo Aprobado.
MTTFd Tiempo medio hasta que ocurra un fallo peligroso.
DC Cobertura del Diagnóstico.
CCF Fallo de causa común.
FS Función de seguridad.
XVIII
SIMBOLOGÍA
m tamaño de la población.
n tamaño de la muestra.
Y espacio muestral.
ƒ fracción muestral.
% porcentaje
XIX
ÍNDICE DE CUADROS CUADRO N° 1 CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA .......................... 5
CUADRO N° 2 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA ................................................... 5
CUADRO N° 3 PROBABILIDAD DE NIVEL DE PRESTACIONES PL ................... 14
CUADRO N° 4 COMPARATIVO DE LAS CATEGORÍAS EN LA ESTRUCTURA DEL
SISTEMA ........................................................................................................ 18
CUADRO N° 5 NOMENCLATURA DE LAS ARQUITECTURAS DESIGNADA...... 19
CUADRO N° 6 MTTFD DESCRIPTIVO POR RANGO DE CANAL ......................... 22
CUADRO N° 7 MÉTODOS CALCULO MTTFD SEGÚN ANEXOS EN ISO 13849-1
........................................................................................................................ 23
CUADRO N° 8 COBERTURA DE DIAGNOSTICO DC ........................................... 25
CUADRO N° 9 ANEXO Y EN ISO 13849-1. ............................................................ 25
CUADRO N° 10 ANEXO Y EN ISO 13849-1 ........................................................... 27
CUADRO N° 11 ANEXO Y EN ISO 13849-1. .......................................................... 29
CUADRO N° 12 ANEXO F EN ISO 13849-1 ........................................................... 30
CUADRO N° 13 APLICACIONES PARA CALCULO PL ......................................... 34
CUADRO N° 14 DATOS PARA CALCULO PL MÉTODO SIMPLIFICADO ............ 35
CUADRO N° 15 EJEMPLO DE CALCULO PL MÉTODO SIMPLIFICADO ............ 35
CUADRO N° 16 CUADRO DISTRIBUTIVO DE LA POBLACIÓN ........................... 45
CUADRO N° 17 CUADRO DISTRIBUTIVO DE LA MUESTRA .............................. 47
CUADRO N° 18 DATOS DE LA PREGUNTA # 1 .................................................... 48
CUADRO N° 19 DATOS DE LA PREGUNTA # 2 .................................................... 49
CUADRO N° 20 DATOS DE LA PREGUNTA # 3 .................................................... 50
CUADRO N° 21 DATOS DE LA PREGUNTA # 4 .................................................... 51
CUADRO N° 22 DATOS DE LA PREGUNTA # 5 .................................................... 52
CUADRO N° 23 DATOS DE LA PREGUNTA # 6 .................................................... 53
CUADRO N° 24 DATOS DE LA PREGUNTA # 7 .................................................... 55
CUADRO N° 25 LISTADO DEL HARDWARE, PARA EL DISEÑO DEL BANCO DE
PRUEBA AUTOMATIZADO. .......................................................................... 61
CUADRO N° 26 LISTADO DEL SOFTWARE, PARA EL DISEÑO DEL BANCO DE
PRUEBA AUTOMATIZADO. .......................................................................... 64
CUADRO N° 27 PRESUPUESTO ELECTRÓNICO, PARA EL DISEÑO DEL BANCO
DE PRUEBA AUTOMATIZADO. .................................................................... 67
XX CUADRO N° 28 PRESUPUESTO HARDWARE FÍSICO - MUEBLE, PARA EL
DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBA AUTOMATIZADO. ............................... 68
CUADRO N° 29 PRESUPUESTO HARDWARE MECÁNICO – BANDA
TRANSPORTADORA, PARA EL DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBA
AUTOMATIZADO. .......................................................................................... 69
CUADRO N° 30 PRESUPUESTO DE SOFTWARE ............................................... 69
CUADRO N° 31 PRESUPUESTO TOTAL, PARA EL DISEÑO DEL BANCO DE
PRUEBA AUTOMATIZADO ........................................................................... 70
XXI
ÍNDICE DE GRÁFICOS
GRÁFICO N° 1 CICLO VITAL NORMAS ISO ......................................................... 11
GRÁFICO N° 2 HISTORIAL NORMA ISO 13849-1 ................................................ 11
GRÁFICO N° 3 NIVEL DE PRESTACIONES ......................................................... 13
GRÁFICO N° 4 PROBABILIDAD DE NIVEL DE PRESTACIONES PL .................. 16
GRÁFICO N° 5 ARQUITECTURA CATEGORÍA B ................................................ 19
GRÁFICO N° 6 ARQUITECTURA CATEGORÍA 1 ................................................. 20
GRÁFICO N° 7 ARQUITECTURA CATEGORÍA 2 ................................................. 20
GRÁFICO N° 8 ARQUITECTURA CATEGORÍA 3 ................................................. 21
GRÁFICO N° 9 ARQUITECTURA CATEGORÍA 4 ................................................. 21
GRÁFICO N° 10 RELACIÓN MTTFD – CATEGORÍA – DCAVG ........................... 33
GRÁFICO N° 11 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 1 ..................................... 48
GRÁFICO N° 12 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 2 ...................................... 49
GRÁFICO N° 13 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 3 ...................................... 50
GRÁFICO N° 14 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 4 ...................................... 51
GRÁFICO N° 15 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 5 ..................................... 53
GRÁFICO N° 16 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 6 ...................................... 54
GRÁFICO N° 17 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 7 ..................................... 56
GRÁFICO N° 18 HERRAMIENTA DE CALCULO PASCAL ................................... 65
GRÁFICO N° 19 INTERFAZ DE TRABAJO SKETCHUP ....................................... 66
GRÁFICO N° 20 CICLO DE VIDA PROCESOS PROYECTO PMI ........................ 71
GRÁFICO N° 21 PROTOTIPO DISEÑO 3D PARA EL BANCO DE PRUEBA
AUTOMATIZADO. .......................................................................................... 72
XXII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
CIENCIAS MATEMÁTICAS FACULTAD DE Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
DISEÑO DE UN BANCO DE PRUEBAS AUTOMATIZADO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE SEGURIDAD DE MAQUINARÍAS EN
LÍNEAS DE PROCESOS INDUSTRIALES, APLICANDO LA NORMA ISO 13849-1
Autor: Parrales Chiquito Alberto Alejandro
Autor: Rodríguez Andrade Víctor Ovidio
Tutor: Ing. Jacobo Ramírez Urbina, M.Sc.
RESUMEN El presente proyecto consiste en diseñar un banco de pruebas automatizado
aplicando la norma EN ISO 13849-1, que incluye el cálculo del PL el cual nos
indica el nivel de seguridad del conjunto de componentes y se calcula mediante el
programa PAScal; también se hará el diseño 3D del banco de pruebas y los
diagramas de entrada, salida y de fuerza de sus respectivos componentes de
seguridad conectados a un controlador principal, donde se configuran los
diferentes circuitos de seguridad mediante la herramienta gráfica PNOZ Multi
Configurator. Se hace un análisis de los sistemas de seguridad que aplican las
normas ISO y los niveles de prestaciones obtenidos a partir de métodos
matemáticos con fórmulas establecidas y finalmente se hace un análisis de los
XXIII requerimientos para el banco de prueba concluyendo el estudio, con la
determinación de los elementos para la implementación y los respectivos diseños
de construcción, lógica y conectividad, para una futura implementación del mismo.
XXIV
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
CIENCIAS MATEMÁTICAS FACULTAD DE Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
DESIGN OF AN AUTOMATED TEST BANK FOR THE IMPLEMENTATION OF SAFETY OF MACHINERY IN INDUSTRIAL PROCESSES LINES,
APPLYING THE ISO 13849-1 STANDARD
Author: Parrales Chiquito Alberto Alejandro
Author: Rodríguez Andrade Víctor Ovidio
Tutor: Ing. Jacobo Ramírez Urbina, M.Sc.
ABSTRACT
This project consists of designing an automated test bench applying the standard
EN ISO 13849-1, which includes the calculation of the PL which indicates the level
of safety of the set of components and is calculated through the PAScal program;
The 3D design of the test bench and the input, output and power diagrams of their
respective safety components connected to a main controller will also be made,
where the different safety circuits are configured using the PNOZ Multi
Configurator graphic tool. An analysis is made of the security systems that apply
the ISO standards and the levels of benefits obtained from mathematical methods
with established formulas, and finally an analysis of the requirements for the test
bank is made, concluding the study, with the determination of the elements for the
XXV implementation and the respective designs of construction, logic and connectivity,
for a future implementation of it.
1
INTRODUCCIÓN
En el mundo industrial, cada día se implementan nuevos sistemas para
automatizar los procesos productivos, donde la innovación tecnológica constituye
un aspecto muy importante para desarrollar sistemas con altos beneficios como:
mejor control en los procesos, disponibilidad y velocidad de respuesta. Pero el
aumento de los sistemas automatizados implica a su vez el aumento de las
máquinas en una empresa, cohabitando muchas veces con los trabajadores, por
ende, tomar medidas de precaución para evitar posibles accidentes resulta muy
importante. Según estadísticas del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en
el Trabajo (INSHT), realizado en España en el año 2016, dan a conocer que
alrededor de un 30% de los accidentes de trabajo, están relacionados con el uso
de máquinas de todo tipo.
En los diferentes procesos automatizados, nos encontramos con maquinarias
donde la seguridad resulta muy deficiente, debido a una mala implementación o
en algunos casos no alcanzan los niveles de seguridad necesarios, que son las
causantes de los accidentes laborales, que pueden ocasionar lesiones severas o
incluso el fallecimiento del trabajador .A nivel Internacional existen normativas
como por ejemplo B11-TR3 USA, ISO 12100, ISO 14211, ISO 134891-2, que
permiten establecer formas de ponderar el nivel de riesgo existente y poder
establecer las medidas necesarias preventivas y correctivas para poder llevar el
riesgo a un nivel tolerable. La evaluación del riesgo se determina mediante un
índice conocido como PL, el cual puede variar desde un nivel A (leve) hasta un
nivel E (alto), dependiendo de la probabilidad de que se produzca un fallo en la
SRP/CS.
La finalidad de la investigación es presentar un diseño de un banco de pruebas
automatizado sencillo, aplicando la norma europea ISO 13849-1: Seguridad de las
máquinas: Partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad, y lograr la
efectiva reducción de riesgos en los diferentes procesos industriales.
2 El presente tema de investigación está compuesto de cuatro capítulos:
Capítulo 1: En este capítulo se hace referencia a diferentes aspectos como: el
Problema planteado, su ubicación, situación conflicto, las causas y
consecuencias, el problema en cuanto a su planteamiento y delimitación, los
objetivos generales y específicos, la justificación y sus beneficios. Capítulo 2: Este Capítulo corresponde al Marco teórico, su fundamentación tanto
teórica como legal, los antecedentes del estudio, la exposición fundamentada en
las diferentes consultas bibliográficas, así como la orientación filosófica y
educativa de la presente investigación.
Capítulo 3: El Capítulo 3 comprende a la Metodología que fue utilizada para la
presente investigación, como también el diseño, la modalidad y el tipo de
investigación. Los datos recolectados, el procesamiento y análisis de estos se
expondrán al final del capítulo.
Capítulo 4: Propuesta Tecnológica, se plantea el diseño de un banco de pruebas
automatizado para la implementación de seguridad, con sus respectivas
conclusiones, recomendaciones y bibliografías que son la base de la
investigación.
3
CAPÍTULO I
1.- EL PROBLEMA
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.1 UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO
En el año 2013, la norma ISO 13849-1 se homólogo en el Ecuador en el
Instituto Ecuatoriano de Normalización (INEN) como NTE INEN -ISO 13849-1, en
cuanto al tema de seguridad de máquinas y partes de los sistemas de control.
Para la prevención de riesgos laborales, todo aquello relacionado con
equipamiento industrial o maquinarias industriales ha sido un problema
potencialmente peligroso, que ha ocasionado alrededor del 30% de accidentes
laborales entre graves y mortales, según estudios realizados por el INSHT en el
año 2016, no incluyendo los accidentes de tránsito ocurridos al empleado durante
la trayectoria desde su lugar de domicilio y la dirección del trabajo.
Al diseñar una nueva máquina o adecuar una ya existente, nos
encontramos que los fabricantes no evalúan los posibles riegos en los que podrían
estar expuestos los trabajadores, ya sean por ruido, iluminación, incluidos los
diferentes peligros mecánicos, eléctricos o de otra naturaleza que puedan estar
presentes. Por tal motivo, se debería exigir que sus diseños y posterior
implementación, cumplan con los requisitos fundamentales de seguridad y salud,
permitiendo más allá de la seguridad física de los trabajadores y de los equipos,
otros beneficios como una mayor productividad, logrando de esta manera una
mejor competitividad en el mercado y satisfacción de los clientes, ya que sus
requerimientos serán atendidos de una manera más oportuna.
4 1.1.2 SITUACIÓN CONFLICTO. NODOS CRÍTICOS
Las continuas exigencias de productividad, eficiencia y competitividad
entre las empresas han originado que los procesos industriales se modernicen
constantemente, pero esta modernización conlleva a posibles aumentos de
riesgos laborales, debido a que algunos de estos procesos no cumplen con las
normativas de seguridad requeridas.
En algunas ocasiones, la ineficiente manipulación de las maquinarias o la
falta de personal cualificado, han provocado un sin número de accidentes labores,
por lo que se plantea la necesidad de incorporar al diseño, soluciones cada vez
más complejas y que dependan en mayor medida del sistema de mando, y no
simplemente tener como medida de seguridad la parada de emergencia, porque
es una medida protectora complementaria.
A nivel mundial existen normativas como la EN ISO 12100-1, EN ISO
14121-1, EN ISO 13857, en las cuales se hace referencia el cumplimiento de la
seguridad de máquinas durante su operatividad, incluyendo información esencial
sobre el diseño, estrategia y el modo de funcionamiento. Por tal motivo en los
diseños se deberían considerar diferentes elementos sensóricos como, por
ejemplo: sensores de movimiento, dispositivos optoelectrónicos, sistemas de
bloqueo, switches, controladores lógicos programables, etc., con la finalidad de
bajar las tasas de accidentabilidad.
1.1.3 CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA
En el Cuadro N° 1 se observan diferentes elementos que ponen en riesgo
la integridad de las personas en entornos industriales, donde se asocian los
posibles efectos que estos pueden traer sobre el personal involucrado.
5
Cuadro N° 1 CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA
CAUSAS CONSECUENCIAS Peligro Mecánico Se pueden producir lesiones ocasionadas
principalmente por los elementos móviles de la
máquina, de las piezas o material con el que se
trabaja como enganche, aplastamiento.
Peligro eléctrico Se pueden producir lesiones o la muerte debido al
choque eléctrico, pero también se pueden
presentar quemaduras internas o externas.
Peligro Térmico Pueden originarse quemaduras con contacto con
materiales o piezas a temperaturas
extremadamente calientes o frías.
Falla humana Causada por curiosidad, celo, distracción,
preocupación, enfermedad.
Fuente: Datos de Investigación Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
1.1.4 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA
En el Cuadro N° 2 se hará referencia a la delimitación del Problema, en el
cual se hará referencia: área académica, línea y sub-línea de investigación, campo
y tema.
Cuadro N° 2 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA
CAMPO REDES Y COMUNICACIONES.
AREA ACADEMICA
Microcontroladores y Robótica
LINEA DE INVESTIGACION
Ciencias Básicas, Bioconocimiento y
desarrollo industrial.
SUBLINEA DE INVESTIGACION
Tecnologías, procesos y desarrollo
industrial.
TEMA:
Diseño de un banco de pruebas
automatizado para la implementación de
6
seguridad de maquinarias en líneas de
procesos industriales, aplicando la
norma ISO 13849-1
DELIMITACIÓN TEMPORAL
El tema de investigación se realizará en
los 4 meses previos a la sustentación ante
el Honorable Consejo Directivo.
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
1.1.5 FORMULACION DEL PROBLEMA
¿Cuál debería ser el diseño para un banco de pruebas automatizado para
las líneas de procesos industriales, que contemple los elementos de seguridad
establecidos en la norma ISO 13849-1?
1.1.6 EVALUACION DEL PROBLEMA
Algunos aspectos considerados en la evaluación del presente tema
investigativo son:
Delimitado: El diseño del banco de pruebas automatizado aplicando la norma ISO
13849-1 se realizará con el objetivo de mejorar el nivel de seguridad en
maquinarias, disminuyendo la probabilidad de riesgos laborales durante los
procesos industriales.
Claro: Las maquinarias al no contar con un nivel apropiado de seguridad durante
la operación, han sido una de las causas del alto porcentaje de accidentes incluso
con consecuencias fatales.
Evidente: Se necesita mejorar los sistemas de seguridad con la finalidad de
disminuir los riesgos y accidentes laborales.
7 Concreto: En el diseño del banco de prueba se considerarán sensores y
dispositivos de protección necesarios para proteger a las personas de los peligros
que pueda generar una maquina durante el funcionamiento.
Relevante: El propósito es utilizar las normas apropiadas según los niveles de
prestaciones considerados durante la evaluación del riesgo.
Original: La utilización de estos sensores y dispositivos de protección serán
novedosos e innovadores, logrando promover mejoras en los sistemas de
seguridad durante los diferentes procesos automatizados.
Factible: El diseño a realizar es 100% factible porque no será complejo y el
manejo de su software y hardware serán de fácil instalación, utilización y posterior
implementación.
1.2 OBJETIVOS 1.2.1 GENERAL
Diseñar un banco de prueba de automatización para la implementación de
seguridad de maquinarias en líneas de procesos industriales, aplicando la norma
ISO 13849-1
1.2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Investigar las nuevas tecnologías usadas en seguridad de máquinas para
emplearlas en el diseño.
• Establecer los elementos necesarios para un modelo de banco de pruebas
de automatización seguro, aplicando la norma ISO 13849-1 para la
identificación de los riegos que se van a poder prevenir.
• Determinar el nivel de prestaciones del modelo propuesto según la norma
ISO 13849-1
• Diseñar el programa del controlador de seguridad y plano de conexionado
del banco de pruebas.
8 1.2.2 ALCANCE DEL PROBLEMA
El principal alcance del presente tema investigativo es el diseño del banco
de prueba automatizado seguro en líneas de procesos industriales, en que se
incluye lo siguiente:
• Simulación en Pascal para determinar el PLr según la norma ISO 13849-1
para la selección de sensores y dispositivos de protección considerados
según la evaluación del riesgo para el diseño.
• Plano de interconexión del banco de prueba de automatización.
• Estimación de costos para la implementación del banco de pruebas
automatizado.
• Diseño del prototipo para el banco de prueba de automatización.
• Diseño 3D del prototipo para el banco de prueba de automatización.
1.2.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
La necesidad de desarrollar temas de automatización relacionados a la
seguridad en la industria ayudaría a que los costos asociados a bajas por
enfermedad de los empleados que han sufrido algún accidente laboral disminuyan
y se puedan prevenir. Los accidentes laborales pueden ser originados por fallas,
averías, mal diseño en las partes técnicas de las máquinas o por fallas humanas
de los operarios que las utilizan.
La industria es un sistema productivo que requiere mantener un nivel de
operatividad y rentabilidad adecuado, pero a su vez se deberían generar
condiciones de operación lo más seguro posibles, garantizando la seguridad de
los trabajadores. Por ende, la seguridad debería ser considerada en los diferentes
ciclos de vida de las máquinas, los cuales varían desde su fase de diseño,
fabricación, ajuste, funcionamiento, mantenimiento correspondiente hasta su
posible desmontaje y eliminación porque ha cumplido su ciclo de vida útil.
9
CAPITULO II
2 MARCO TEORICO
2.1 ANTECEDENTES DEL ESTUDIO
En los procesos industriales se han presentado una gran cantidad de
peligros que puede afectar a la integridad física de las personas durante las
operaciones de maquinarias, los cuales de notan con la manipulación de ciertos
agentes como la parte eléctrica, calórica, o la manipulación de químicos.
La medida en que se utilizan estos agentes puede variar con el transcurrir
del tiempo, pero el denominador común para los trabajadores que los emplean es
el riesgo al cual están expuestos, por tal motivo se deben optar por resguardos y
dispositivos de control para proteger al trabajador de dichos riesgos, los cuales
pueden ser eliminados o reducidos al diseñar las máquinas, que permiten realizar
el trabajo más eficiente y productivo.
Para la seguridad no sólo basta con emplear personal cualificado, respetar
las normas de seguridad como la utilización de los equipos de protección personal,
las herramientas apropiadas, o la correcta señalización de acuerdo con la
presencia de los posibles riesgos, sino que se debe considerar en la fase del
diseño y en la posterior fabricación, las respectivas normas internacionales que
garanticen la seguridad de los trabajadores, durante los diferentes procesos
industrializados. Siendo dicha seguridad el objetivo principal del presente tema
investigativo, en nuestro diseño del banco de pruebas automatizado, utilizando la
norma ISO 13489-1, en las diferentes líneas de los procesos automatizados.
10
2.2 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
2.2.1 Normas ISO
Para el correcto funcionamiento, calidad y seguridad de todos los procesos
y elaboración de productos desde lo tecnológico hasta lo agrícola, se deben regir
bajo un reglamento global, para no tener diferencias entre países sobre cada
servicio o producto que se preste o elabore. Para ello nacen las normas ISO.
Según la página www.iso.org, (ISO, 2018) afirma que “ISO es una organización
internacional no gubernamental e independiente con una membresía de 161
organismos nacionales de normalización.”
En 1946 en la ciudad de Londres, se llevó a cabo una reunión en el instituto
de ingenieros civiles con miembros de 25 países, con el fin de crear una
organización que les ayude con la coordinación y simplificación de los estándares
industriales que regían en aquella época, comenzado sus labores a finales de
febrero del 1947.
A nivel mundial rigen las normas ISO, pero en el Ecuador se lleva a cabo
la traducción y asimilación de las normas ISO en las industrias ecuatorianas,
teniendo como codificación ISO NTE, ante puesto en cada codificación de la
norma.
ISO 13849-1 Es la sucesora de la norma retirada ISO 954-1, la misma que no tenía en
su estructura la aproximación probabilística, no pudiendo determinar los riegos
que implican en la actualidad. Por lo tanto, para suplir estas necesidades se crean
las normas EN 62061 y EN ISO 13849-1, las mismas que hasta la actualidad
satisfacen las necesidades que implican las seguridades de maquinarias.
Actualmente la norma 13849-1 según la ISO, se encuentra bajo revisión,
cumpliendo el ciclo vital de cada estándar, como se muestra en el Gráfico N° 1
11
Gráfico N° 1 CICLO VITAL NORMAS ISO
Elaborado por: Alberto Parrales y Víctor Rodríguez
Fuente: www.iso.org
Este proceso de revisión tiene como determinación reemplazar la norma
13849-1 por la ISO / AWI 13849-1, como proyecto aprobado en el 2017, esta
nueva norma según la ISO se encuentra en su etapa de publicación.
Historial revisiones / corrigenda EN ISO 13849-1 Como lo muestra la Gráfico N° 2, se detalla el historial de revisiones y
correcciones que ha tenido la norma desde su año de publicación.
Gráfico N° 2 HISTORIAL NORMA ISO 13849-1
Elaborado por: Alberto Parrales y Víctor Rodríguez
Fuente: www.iso.org
00 Preliminar
10 Propuesta
20 Preparatorio 30 Comité
40 Investigación•40.99 Informe completo
distribuido: DIS aprobado para su registro como FDIS
50 Aprobación
60 Publicación•60.00 Norma Internacionl
bajo publicación•60.60 Norma Internacional
publicada
90 Revisión•90,92 Norma Internacional
a ser revisada
95 Retirada
12
La norma ISO 13849-1, brinda exigencias de seguridad y orientación en
base a los compendios para el diseño e integración de las partes de sistemas de
control de seguridad (SRP / CS), incluyendo el diseño de sus procedimientos.
Para estos elementos de SRP / CS, determina tipologías que contienen el nivel de
rendimiento solicitado para tener toda la funcionalidad de seguridad aplicado en
la maquinaria. (ISO 13849-1, 2018).
No importa el tipo de energía suministrada al sistema, ni la tecnología
aplicada para su correcto funcionamiento, de igual manera de deben aplicar SRP
/ CS, cumpliendo así la alta solicitud y continuo modo.
Procedimiento según la norma EN ISO 13849-1 La norma EN ISO 13849-1, nos indica ciertos pasos que se deben seguir,
a continuación, se enlista dichos pasos.
1. Identificación y requisitos de las funciones de seguridad (SF).
2. Determinación del PL requerido (PLr).
3. Diseño e identificación de las partes del sistema de mando relativas a
seguridad.
4. Determinación del PL de las partes del sistema de mando relativas a
seguridad.
• Aspectos cuantificables (categoría, tiempo medio hasta fallo
peligroso, cobertura del diagnóstico, fallos de causa común).
• Aspectos no cuantificables.
5. Verificación PL ≥ PLr.
6. Validación.
2.2.2 Nivel de Prestación PL Para precisar los niveles de prestaciones PL, se debe considerar los
aspectos cuantitativos de los puestos de seguridad, aproximando así a su
antecesor EN 945-1. Para los componentes incluidos se precisas de los siguientes
valores: (Winzenick, 2012)
13
• Categoría (requisitos estructurales).
• PL: Nivel de prestación (PL = performance level).
• MTTFd: Tiempo medio hasta que ocurra un fallo peligroso (ingles: mean
time to dangerous failure).
• B10d: Número de ciclos hasta que el 10% de los componentes falla
peligrosamente.
• DC: Cobertura del diagnóstico (inglés: diagnostic coverage)
• CCF: Fallo de causa común (inglés: common cause failure)
• TM: Duración de la misión (inglés: mission time)
Por lo consiguiente se debe considerar como determinar el nivel de prestaciones
según la norma EN 13849-1, como lo muestra la Gráfico N° 3.
Gráfico N° 3 NIVEL DE PRESTACIONES
Elaborado por: Alberto Parrales y Víctor Rodríguez
Fuente: Guía para la interpretación y aplicación de las Normas EN 62061 y EN ISO 13849-1 (Winzenick, 2012)
S = Gravedad de la lesión
S1 = Lesión leve (reversible)
S2 = Lesión grave (irreversible, incluyendo muerte)
F = Frecuencia y/o tiempo de la ostentación al riesgo
F1 = Corta duración de la exposición
F2 = Larga duración de la exposición
P = Posibilidades de evitar el peligro o limitar el daño
P1 = Posible en explícitas condiciones
P2 = Ocasionalmente posible
14 Según los niveles de prestaciones se demuestra las probabilidades de un fallo
comprometido con lo que se aplica en la norma. Según lo indica el Cuadro N° 3
Cuadro N° 3 PROBABILIDAD DE NIVEL DE PRESTACIONES PL
nivel de prestación (PL) probabilidad media de un fallo peligroso por
hora (1/h)
A ≥ 10-5 a < 10-4
B ≥ 3 x 10-6 a < 10-5
C ≥ 10-6 a < 3 x 10-6
D ≥ 10-7 a < 10-6
E ≥ 10-8 a < 10-7
Elaborado por: Alberto Parrales y Víctor Rodríguez Fuente: Guía para la interpretación y aplicación de las Normas EN 62061 y EN
ISO 13849-1 (Winzenick, 2012)
2.2.3 Método De Trabajo Según En ISO 13849-1 Todo aquel que fabrique o modifique máquinas deberá pasar por un
riguroso plan de evaluación de riesgo respecto a los diseños de máquinas como
lo indica Gráfico N° 4, incluyendo una serie de evaluaciones de operatividad de
ésta. (Safety, 2011)
Según esta metodología de trabajo se basa en los pasos que se detalla a
continuación:
Paso 1: Evaluación de Riesgo. Esta estimación de riesgo nace desde la importancia de las máquinas,
incluyendo parámetros importantes para el correcto funcionamiento de esta, tales
como el espacio para la máquina y todos los miembros que se usarían para las
etapas de operación que esta requiere durante su período de vida. (Safety, 2011)
De seguido se deberá considerar todos los orígenes de riegos, de aprobación con
la EN ISO 13849-1, el riesgo se puede calcular con tres componentes:
• Gravedad de daño (G, gravedad)
15
• Frecuencia de exposición al riesgo (F, frecuencia)
• Posibilidad de evitar o limitar daño (P, posibilidad)
Paso 2: Reducir el riesgo Para esta etapa se deben tomar ciertas medidas según la prioridad en la
Directiva de Maquinas.
1. Evitar el riesgo en la etapa de diseño.
2. Utilizar dispositivos de protección y/o seguridad.
3. Generar informes del cómo utilizar la maquina con seguridad.
Según como lo indica la norma EN ISO 13849-1, el diseño del sistema de control
que supervisara la reducción de riesgos mediante dispositivos de seguridad.
Paso 3: Diseñar y calcular funciones de seguridad. Se deberá definir el PL, para cada función de seguridad, luego de definir
se podrá diseñar e implementar el procedimiento en función de seguridad. Como
procedimiento continuo se deberá calcular y comprobar el PL, para determinar que
este sea tan elevado como el PL calculado. (Safety, 2011)
16
Gráfico N° 4 PROBABILIDAD DE NIVEL DE PRESTACIONES PL
Elaborado por: Alberto Parrales y Víctor Rodríguez
Fuente: Seguridad en Sistemas de control según la norma EN ISO 13849-1 ABB Jokab Safey
Elementos de seguridad para la creación de sistemas de protección especificados en la ISO 13849-1
De la sustitución de la norma 954-1 por la reciente norma EN ISO 13849-
1 y EN 62061, se debe dar importancia la aplicación de las nuevas normas.
17 Para ellos cabe mencionar los siguientes elementos para la creación de sistemas
de protección, entre ellos tenemos lo siguiente componentes:
• Interruptor de posición
• Relé de seguridad
• Botón de paro de emergencia
• Contactores controlados redundantes
• Detector sin contacto
• Cortina fotoeléctrica
• Módulo de seguridad vital
• Dispositivo bimanual
• Autómata de seguridad
• Bloqueo magnético
• Dispositivo de 3 posiciones
• Dispositivo de mando
• Enclavamiento con bloqueo eléctrico
• Adaptadores de tina
• Bordes sensibles
• Alfombra de seguridad
2.2.4 Métodos Para Calcular Nivel De Prestaciones Requerido PLr
Para poder conocer o calcular el nivel de prestación PL que logra obtener
el sistema, debemos conocer lo siguiente:
• Estructura del sistema (categoría B, 1-4).
• Tiempo medio hasta fallo peligroso del componente (MTTFd).
• Cobertura de diagnóstico del sistema (DC).
• Medidas contra los fallos de causa común (CCF).
18 Estructura del sistema (categoría B, 1-4).
Cuadro N° 4 COMPARATIVO DE LAS CATEGORÍAS EN LA ESTRUCTURA DEL SISTEMA
Categoría Cobertura
Diagnostico DCavg
Nivel MTTFd
Fallos de causa común
CCF
PL máximo
Arquitectura
B DCavg = 0 Medio –
bajo
No
relevante b Si
1 DCavg = 0 Alto No
relevante c Si
2 DCavg = baja
Alto –
Medio –
Bajo
Relevante d Si
3 DCavg = baja
Alto –
Medio –
Bajo
Relevante d Si
4 DCavg = alta Alto Relevante e Si
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: Seguridad en Maquinaria EN 13849-1
Arquitectura designada Estas representan esquemas lógicos estructurales para cada categoría, las
mismas que se encuentran en los requisitos de estas.
Si bien no se usan las arquitecturas designadas, se podría justificar con otros
métodos analíticos tales como:
• Modelo de Márkov.
• Análisis por árbol de fallos.
Para la descripción de cada arquitectura se detalla la siguiente
nomenclatura para el correcto entendimiento de estos:
19
Cuadro N° 5 NOMENCLATURA DE LAS ARQUITECTURAS DESIGNADA
Símbolo Descripción Categoría
B 1 2 3 4 im Medio interconexión * * * * * I Dispositivo de entrada * * * L Lógica * * * O Dispositivo de salida * * * m Supervisión * * * TE Equipo de chequeo *
OTE Salida de TE * c Supervisión cruzada * *
l1 – l2 Dispositivo de entrada * * L1 – L2 Lógica * * O1 – O2 Dispositivo de salida * *
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: Seguridad en Maquinaria EN 13849-1
Categoría B
Gráfico N° 5 ARQUITECTURA CATEGORÍA B
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Seguridad en Maquinaria EN 13849-1
20 Categoría 1
Gráfico N° 6 ARQUITECTURA CATEGORÍA 1
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Seguridad en Maquinaria EN 13849-1 Categoría 2 La línea interrumpida nos detalla el descubrimiento de defectos
razonablemente factible. Se podría reducir la probabilidad de que ocurra un evento
peligroso dependiendo de los medios técnicos adoptados.
Gráfico N° 7 ARQUITECTURA CATEGORÍA 2
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: Seguridad en Maquinaria EN 13849-1
21 Categoría 3
Gráfico N° 8 ARQUITECTURA CATEGORÍA 3
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Seguridad en Maquinaria EN 13849-1 La línea interrumpida nos detalla el descubrimiento de defectos
razonablemente factible. La implementación de sistemas de detección de defectos
podría tener posibilidades dependiendo de la tecnología aplicada.
Categoría 4 Gráfico N° 9 ARQUITECTURA CATEGORÍA 4
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Seguridad en Maquinaria EN 13849-1
22 La línea seguida en la supervisión simboliza una cobertura de diagnóstico
mayor que la arquitectura anterior (categoría 3).
Para poder determinar el nivel de reducción de riesgos en los sistemas
implementables tenemos aspectos cuantificables y otros parámetros tales como
las categorías y las estructuras designadas.
MTTFd Este parámetro se representa en años y nos muestra el tiempo medio de
fallo peligroso en cada canal estipulado en las partes de los sistemas de mandos.
Según Cuadro N° 6, se detallan los valores por nivel del MTTFd, el mismo que lo
podemos encontrar percibido de 3 y 100 años.
Cuadro N° 6 MTTFd DESCRIPTIVO POR RANGO DE CANAL MTTFd
Descripción Rango por Canal
Bajo 3 años ≤ MTTFd < 10 años
Medio 10 años ≤ MTTFd < 30 años
Alto 30 años ≤ MTTFd < 100 años
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Seguridad en Maquinaria EN 13849-1
Según el Cuadro N° 6, nos muestra que no tenemos MTTFd menores a 3
años, esto nos da la conclusión que si se consideran valores inferiores al mínimo
estipulado, se tendrían cambios de un 30% en los sistemas, después de solo
pasar un año en funcionamiento, y como tiempo máximo estipulado tenemos 100
años debido a este paso del tiempo los sistemas ya no sólo dependerán de la
fiabilidad de los componentes sino como otros aspectos de la arquitectura.
Según los anexos que se encuentran en la norma EN ISO 13849-1, se
detallan diferentes métodos de cálculo de MTTFd, las mismas que se detallan en
el Cuadro N° 7.
23 Cuadro N° 7 MÉTODOS CALCULO MTTFD SEGÚN ANEXOS EN ISO 13849-1
CALCULO MTTFd EN ISO 138491
Anexo Método
D Cuenta de partes
Asimetría
C – D Por Componentes
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: Seguridad en Maquinaria EN 13849-1
Método de Cuenta de partes En este método se admite que los valores MTTFd por canal son idénticos,
por ende, solo se realiza un cálculo por canal, así evitando redundancia en los
cálculos.
La fórmula general de cálculo se detalla a continuación:
1𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑
= �1
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑𝑑𝑑=
𝑚𝑚
𝑑𝑑=1
�𝑛𝑛𝑗𝑗
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑𝑗𝑗
𝑚𝑚
𝑗𝑗=1
Dónde:
− MTTFd es para el canal completo
− MTTFdi MTTFdj es para los componentes
− m número total de componentes
− nj número de componentes con el mismo
MTTFdj
Asimetría En arquitecturas dobles se aplica asimetría por canal en el MTTFd, si el
caso fuera contrario se puede tomar el menos valor en MTTFd, o se podría aplicar
el método de sinterización, según la fórmula:
24
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑 = 23
. �𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑𝑑𝑑1 + 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑𝑑𝑑2 − 1
1𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑𝑑𝑑1
+ 1𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑𝑑𝑑2
�
Dónde:
− 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑 valor equivalente un sistema con canales simétricos
− 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑𝑑𝑑1 es el valor para el canal 1
− 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑𝑑𝑑2 es el valor para el canal 2
Método por estimación de componentes Para este método por estimación de componentes se debe aplicar el siguiente
orden:
• Datos de los fabricantes de los componentes
• Métodos y datos generales de componentes hidráulicos, neumáticos,
electromecánicos y electrónicos según los anexos C y D de la norma EN
ISO 13849-1
• Selección 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑 = 10 𝑎𝑎ñ𝑜𝑜𝑜𝑜.
Adicional tenemos un cálculo promedio para el ciclo MTTFd, donde su
punto de partida es B10d con ciclos hasta el 10% de los componentes que sufren
fallos peligrosos.
La fórmula para el cálculo de ciclos se detalla a continuación:
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑 = 𝐵𝐵10𝑑𝑑
0,1 𝑋𝑋 𝑛𝑛𝑜𝑜𝑜𝑜
Dónde:
𝑛𝑛𝑜𝑜𝑜𝑜 = 𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 𝑥𝑥 ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜 𝑥𝑥 3600
𝑡𝑡𝑐𝑐𝑑𝑑𝑐𝑐𝑐𝑐𝑜𝑜
𝑛𝑛𝑜𝑜𝑜𝑜 = Numero de ciclos al año.
𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 = Días de funcionamiento al año
25 ℎ𝑜𝑜𝑜𝑜 = Horas de funcionamiento al año
𝑡𝑡𝑐𝑐𝑑𝑑𝑐𝑐𝑐𝑐𝑜𝑜 = Tiempo de ciclo (segundos)
Cobertura de Diagnostico Se establecen cuatro niveles para el valor de la cobertura de diagnóstico, como lo
indica el Cuadro N° 8.
Cuadro N° 8 COBERTURA DE DIAGNOSTICO DC DC
Descripción Rango
Ninguna DC < 60%
Baja 60% ≤ DC < 90%
Media 90% ≤ DC < 99%
Alta 99% ≤ DC
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: Seguridad en Maquinaria EN 13849-1
Según el Cuadro N° 8, tenemos valores claves en distribución logarítmica:
60%, 90% y el 99%.
Para una estimación simplificada, basta las tablas presentadas en el anexo
E de la norma EN ISO 13849-1, éstas se presentan como las estructuras
asignadas con tres parámetros como entrada, lógica y salida tal como lo indica el
Cuadro N° 9 (entrada), Cuadro N° 10 (lógica) y Cuadro N° 11 (salida).
Cuadro N° 9 ANEXO Y EN ISO 13849-1. Medida Cobertura de diagnóstico (DC)
Dispositivo de Entrada Estímulos cíclicos de chequeo en
cambios dinámicos en las señales de
entrada.
90%
Chequeo de plausibilidad, por ej. usar
contactos NA y NC guiados
mecánicamente
99%
26 Supervisión cruzada de entradas sin
chequeo dinámico
0% al 99%, dependiendo de cada
cuanto la aplicación realiza un cambio
de señal
Supervisión cruzada de señales de
entrada con chequeo dinámico si los
cortocircuitos no son detectables (para
múltiples E/S)
90%
Supervisión cruzada de señales de
entrada y resultados intermedios en la
lógica (L) y supervisión lógica y
temporal del software durante el flujo
del programa y detección de fallos
estáticos y cortocircuitos (para
múltiples (E/S)
99%
Supervisión indirecta (por ej.
supervisión por detectores de presión,
supervisión eléctrica de posición de
actuadores)
90% al 99%, dependiendo de la
aplicación
Supervisión directa (por ej. supervisión
eléctrica de posición de válvulas de
control, supervisión de dispositivos
electromecánicos por elementos con
contactos guiados mecánicamente)
99%
Detección de defectos por el proceso
0% al 99 %, dependiendo de la
aplicación; únicamente esta medida
por sí misma no es suficiente para
alcanzar un PLr = e
Supervisión de algunas características
del sensor (tiempo de respuesta, rango
de las señales analógicas, por ej. por
resistencia eléctrica, capacidad)
60%
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: EN ISO 13849-1
27
Cuadro N° 10 ANEXO Y EN ISO 13849-1 Medida Cobertura de Diagnostico (DC)
Dispositivo Lógico Supervisión indirecta (por ej.
supervisión por detectores de presión,
supervisión eléctrica de posición de
actuadores)
90% al 99% dependiendo de la
aplicación
Supervisión directa (por ej. supervisión
eléctrica de posición de válvulas de
control, supervisión de dispositivos
electromecánicos por elementos con
contactos guiados mecánicamente)
99%
Supervisión simple temporal de los
tiempos de ejecución de la lógica (por
ej. con temporizadores como watchdog
- perro guardián - dónde los puntos de
disparo están dentro del programa)
60%
Supervisión lógica y temporal de la
parte lógica mediante watchdog (perro
guardián), donde el equipo de pruebas
realiza chequeos de plausibilidad
sobre el comportamiento de la lógica
90%
Auto chequeos al arranque para
detectar defectos latentes en partes de
la lógica (por ej. memorias de datos y
programas, puertos de E/S, interfaces)
90% (dependiendo de la técnica de
chequeo)
Chequeo de la capacidad de reacción
del dispositivo de supervisión (por ej.
watchdog o perro guardián) en el canal
principal al arranque o cuando se
demanda la función de seguridad o
cuando lo demanda una señal externa
a través del sistema de entrada
90%
28 Principio dinámico (todos los
componentes de la lógica cambian su
estado ON-OFF cuando se demanda
la función de seguridad), por ej. circuito
de enclavamiento implementado con
relés
99%
Memoria fija: código de control, firma,
CRC de una palabra (8 bits) 90%
Memoria fija: código de control, firma,
CRC de doble palabra (16 bits) 99%
Memoria variable: chequeo de RAM
mediante el uso de datos redundantes,
por ej. flags, marcadores, constantes,
temporizadores y comparación
cruzada de estos datos
60%
Memoria variable: chequeo de
legibilidad y capacidad de escritura en
células de memoria usadas
60%
Memoria variable: supervisión RAM
con código Hamming modificado o
auto chequeo de RAM (por ej. "galpat"
o "Abraham")
99%
Unidad de proceso: auto chequeo por
software 60% al 90%
Unidad de proceso: procesamiento
codificado 90% al 99%
Detección de defectos por el proceso 0% al 99 %, dependiendo de la
aplicación; únicamente esta medida
por sí misma no es suficiente para
alcanzar un PLr = e
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: EN ISO 13849-1
29
Cuadro N° 11 ANEXO Y EN ISO 13849-1. Medida Cobertura de Diagnostico (DC)
Dispositivo de Salida Supervisión de salidas por un canal sin
chequeo dinámico 0% al 99%, dependiendo de cada
cuánto la aplicación realiza un cambio
de señal
Supervisión cruzada de salidas sin
chequeo dinámico 0% al 99%, dependiendo de cada
cuánto la aplicación realiza un cambio
de señal
Supervisión cruzada de señales de
salida con chequeo dinámico si los
cortocircuitos no son detectables (para
múltiples E/S)
90%
Supervisión cruzada de señales de
salida y resultados intermedios en la
lógica (L) y supervisión lógica y
temporal del software durante el flujo
del programa y detección de fallos
estáticos y cortocircuitos (para
múltiples (E/S)
99%
Vía de desconexión redundante sin
supervisión del actuador 0%
Vía de desconexión redundante con
supervisión de uno de los actuadores
realizada por la lógica o por el equipo
de chequeo
90%
Vía de desconexión redundante con
supervisión de los actuadores
realizada por la lógica y por el equipo
de chequeo
99%
Supervisión indirecta (por ej.
supervisión por detectores de presión,
90% al 99% dependiendo de la
aplicación
30 supervisión eléctrica de posición de
actuadores)
Detección de defectos por el proceso
0% al 99 %, dependiendo de la
aplicación; únicamente esta medida
por sí misma no es suficiente para
alcanzar un PLr = e
Supervisión directa (por ej. supervisión
eléctrica de posición de válvulas de
control, supervisión de dispositivos
electromecánicos por elementos con
contactos guiados mecánicamente)
99%
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: EN ISO 13849-1
Estimación de la DCavg
Para la estimación de la DCavg, podemos emplear la siguiente formula:
𝐷𝐷𝐷𝐷𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 =
𝐷𝐷𝐷𝐷1𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑1 + 𝐷𝐷𝐷𝐷2
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑2 + ⋯+ 𝐷𝐷𝐷𝐷𝑛𝑛𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑𝑛𝑛
1𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑1
+ 1𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑2
+ ⋯+ 1𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑑𝑑𝑛𝑛
Los componentes que no son chequeados (DC = 0), solo asisten en la
formula anterior.
Estimación de los fallos de causa común Para esta estimación se basa en un sistema de puntuación según se lo
muestra Cuadro N° 12, tomado del anexo F de la norma EN ISO 13849-1, donde
se acoge una serie de medidas para reducir los fallos comunes.
Cuadro N° 12 ANEXO F EN ISO 13849-1
N° Medida contra CCF Puntuación 1 Separación / Segregación
Separación física entre vías de señal:
Separación de cableado / tuberías. 15
31
Espacios de separación suficientes y distancias de
fuga en pista de circuitos impresos.
2 Diversidad
Uso de diferentes tecnologías, diferente diseño o
principios físicos distintos, por ejemplo:
primer canal con electrónica programable y
segundo canal cableado,
algún tipo de inicialización,
presión y temperatura.
Medida de distancia y presión,
digital y analógica.
Componentes de diferentes fabricantes.
20
3 Diseño / Aplicación / Experiencia 3.1 Protección contra sobretensión, sobre corriente, etc. 15
3.2 Uso de componentes de eficacia probada 5
4 Evaluación / Análisis ¿Se han tenido en cuenta los resultados de un análisis del
modo de fallo y efecto para evitar los CCF durante el
diseño?
5
5 Competencia / Formación ¿Tienen formación los diseñadores y el personal de
mantenimiento para entender las causas y consecuencias
de los CCF?
5
6 Ambiental 6.1 Prevención de contaminación y compatibilidad
electromagnética (EMC) contra CCF de acuerdo con las
normas adecuadas
Sistemas hidrodinámicos: filtración del medio de
presión, prevención de suciedad y contaminación del
fluido, drenaje del aire comprimido, por ej. cumplimiento
de las recomendaciones del fabricante de los
25
32
componentes en lo relativo a la pureza del medio de
presión.
Sistemas eléctricos: ¿se ha chequeado el sistema
contra inmunidad electromagnética, por ejemplo, según lo
especificado en las normas relevantes contra los CCF?
Para sistemas combinados eléctricos e
hidrodinámicos, se deben considerar ambos aspectos.
6.2 Otras influencias
¿Se han considerado los requisitos de inmunidad
de todas las influencias ambientales relevantes como
temperatura, choque, vibración, humedad (por ej.
según lo especificado en las normas relevantes)?
10
TOTAL Máx. 100 Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: EN ISO 13849-1 Nivel de Prestación PL – Relación entre MTTFd – DC – Categoría La combinación entre la categoría más DCavg adoptada en las normas EN
ISO 13849-1, nos indica que podemos establecer un análisis en conjunto MTTFd,
con un número determinado de opciones para la determinación del nivel de
prestaciones PL, por ejemplo, para una PLc lo podemos obtener con las siguientes combinaciones según lo muestra la Gráfico N° 10.
33
Gráfico N° 10 RELACIÓN MTTFD – CATEGORÍA – DCAVG
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: http://www.reersafety.com/ru/es/safety-guide/safety-in-the-working-environment/iso-13849-1-pl
Posibles alternativas para la obtención de PLc, según el análisis de la
Gráfico N° 10.
1. Categoría 3 con MTTFd = Bajo y DCavg medio
2. Categoría 3 con MTTFd = Medio y DCavg bajo
3. Categoría 2 con MTTFd = medio y DCavg medio
4. Categoría 2 con MTTFd = Alto y DCavg bajo
5. Categoría 1 con MTTFd = Alto
Aplicaciones para el cálculo PL Así como para poder obtener el PL de forma matemática, se emplean
ciertos parámetros, en la actualidad se han desarrollado un sin número de
aplicaciones para diferentes plataformas y sistemas operativos, que nos permiten
obtener el PL de una forma más sencilla, y poder lograr una correcta
implementación.
34 A continuación, se detallan algunas aplicaciones que se encuentran en el mercado
y que nos facilitan el cálculo del nivel de prestaciones PL, como se lo especifica
en el Cuadro N° 13.
Cuadro N° 13 APLICACIONES PARA CALCULO PL Nombre aplicación Proveedor Detalle
PLabacus SafeWork Esta aplicación se encuentra
disponible solo para móviles
Android, que facilita el cálculo PL
partiendo de MTTF.
Safety Calculator PAScal Pilz Facilitan los calculas PL y SIL en
funciones de seguridad de maquina
e instalaciones en función de los
componentes utilizados
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: https://www.pilz.com/es-MX/eshop/00105002187038/PAScal-Safety-
Calculator - https://safework.es/dispositivos/apps-seguridad/
Método Simplificado para obtener Nivel de Prestaciones PL Para el encontrar el nivel de prestaciones podemos encontrarlo de la
siguiente manera:
1. Considera cada elemento funcional de seguridad
2. Agrupa los elementos en función de Entrada – Lógica – Salida
3. Se toma el PL inferior de cada elemento
4. Suma el número de Ninf que este el PL inferior presente en cada grupo de
elemento
En el Cuadro N° 14 se muestra a detalle cómo obtener el nivel de prestaciones
con el método simplificado.
Como se lo aplica en el ejemplo que se muestra en el Cuadro N° 15.
35
Cuadro N° 14 DATOS PARA CALCULO PL MÉTODO SIMPLIFICADO PLinf N inf PL Sistema
a > 3 No permitido
≤ 3 a
b > 2
≤ 2 b
c > 2
≤ 2 c
d > 3
≤ 3 d
e > 3
≤ 3 e
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: https://safework.es/zona-tecnica/nivel-prestaciones-pl/
Cuadro N° 15 EJEMPLO DE CALCULO PL MÉTODO SIMPLIFICADO
Interruptor
Modulo
Seguridad
Relé
Entrada Lógica Salida PL inf = c PL = c
C E E N inf = 1 Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: https://safework.es/zona-tecnica/nivel-prestaciones-pl/
36
2.3 FUNDAMENTACION SOCIAL
La seguridad laboral debe ser considerada como el aspecto más
importante que se debe contemplar en los diferentes ambientes donde se
desarrollan cada una de las funciones asignadas a los trabajadores, por ello se
los debe de dotar de los equipos y herramientas apropiadas para cumplir su labor.
Las empresas tienen la obligación de cumplir y hacer cumplir las leyes de
seguridad y salud estipuladas en los diferentes reglamentos sean estos internos o
en la legislación vigente, que permitan prevenir de ciertos accidentes.
Las empresas muchas veces consideran su actividad económica como lo
más importante, relegando la seguridad del trabajador, sin considerar que, al
aumentar el nivel de calidad en seguridad, contribuye a la motivación para que los
trabadores cumplan con mayor eficiencia con los objetivos definidos, poniendo en
práctica acciones preventivas que permitan minimizar los riesgos. Aunque resulta
imposible llegar a un riesgo cero, se puede minimizar el número de accidentes y
reducir sus consecuencias.
Se entiende por seguridad laboral, el conjunto de técnicas y
procedimientos que tienen por objetivo evitar y, en su caso, eliminar o minimizar
los riesgos que pueden conducir a la materialización de accidentes con ocasión
del trabajo, es decir, evitar lesiones y los efectos producidos por agentes o
productos peligrosos (Prado, 2017)
37
2.4 FUNDAMENTACION LEGAL
2.4.1 CONSTITUCION DE LA REPUBLICA DEL ECUADOR TITULO II DERECHOS CAPITULO SEGUNDO DERECHOS DEL BUEN VIVIR SECCION SEPTIMA SALUD
Art. 32. La salud es un derecho que garantiza el Estado, cuya realización
se vincula al ejercicio de otros derechos, entre ellos el derecho al agua, la
alimentación, la educación, la cultura física, el trabajo, la seguridad social, los
ambientes sanos y otros que sustentan el buen vivir.
El Estado garantizara este derecho mediante políticas económicas,
sociales, culturales y ambientales; y el acceso permanente, oportuno y sin
exclusión a programas, acciones y servicios de promoción y atención integral de
salud, salud sexual y salud reproductiva. La prestación de los servicios de salud
se regirá por los principios de equidad, universalidad, solidaridad, interculturalidad,
calidad, eficiencia, eficacia, precaución y bioética, con enfoque de género y
generacional. (Constitución del Ecuador, 2008)
SECCION OCTAVA TRABAJO Y SEGURIDAD SOCIAL
Art.33.- El trabajo es un derecho y un deber social, y un derecho
económico, fuente de realización personal y base de la economía. El Estado
garantizará a las personas trabajadoras el pleno respeto a su dignidad, una vida
decorosa, remuneraciones y retribuciones justas y el desempeño de un trabajo
saludable y libremente escogido o aceptado. (Constitución del Ecuador, 2008)
Art. 34.- El derecho a la seguridad social es un derecho irrenunciable de
todas las personas, y será deber y responsabilidad primordial del Estado. La
38 seguridad social se regirá por los principios de solidaridad, obligatoriedad,
universalidad, equidad, eficiencia, subsidiaridad, suficiencia, transparencia y
participación, para la atención de las necesidades individuales y colectivas.
El Estado garantizará y hará efectivo el ejercicio pleno del derecho a la
seguridad social, que incluye a las personas que realizan trabajo no remunerado
en los hogares, actividades para el auto sustento en el campo, toda forma de
trabajo autónomo y a quienes se encuentran en situación de desempleo.
(Constitución del Ecuador, 2008)
TITULO VI REGIMEN DE DESARROLLO CAPITULO SEXTO TRABAJO Y PRODUCCION SECCION TERCERA FORMAS DE TRABAJO Y SU RETRIBUCION
Art. 326.- El derecho al trabajo se sustenta en los siguientes principios:
5.- Toda persona tendrá derecho a desarrollar sus labores en un ambiente
adecuado y propicio, que garantice su salud, integridad, seguridad, higiene y
bienestar.
6.- Toda persona rehabilitada después de un accidente de trabajo o
enfermedad, tendrá derecho a ser reintegrada al trabajo y a mantener la relación
laboral, de acuerdo con la ley. (Constitución del Ecuador, 2008)
TITULO VII REGIMEN DEL BUEN VIVIR CAPITULO I INCLUSION Y EQUIDAD SECCION TERCERA SEGURIDAD SOCIAL
39
Art. 369.- El seguro universal obligatorio cubrirá las contingencias de
enfermedad, maternidad, paternidad, riesgos de trabajo, cesantía, desempleo,
vejez, invalidez, discapacidad, muerte y aquellas que defina la ley. Las
prestaciones de salud de las contingencias de enfermedad y maternidad se
brindarán a través de la red pública integral de salud.
El seguro universal obligatorio se extenderá a toda la población urbana y
rural, con independencia de su situación laboral. Las prestaciones para las
personas que realizan trabajo doméstico no remunerado y tareas de cuidado se
financiaran con aportes y contribuciones del Estado. La ley definirá el mecanismo
correspondiente. (Constitución del Ecuador, 2008)
2.4.2 CODIGO DEL TRABAJO ECUATORIANO CAPITULO IV
De las obligaciones del empleador y del trabajador
Art. 42.- Obligaciones del empleador. - Son obligaciones del empleador:
1.- Instalar las fábricas, talleres, oficinas y demás lugares de trabajo,
sujetándose a las medidas de prevención, seguridad e higiene del trabajo y demás
disposiciones legales y reglamentarias, tomando en consideración, además, las
normas que precautelen el adecuado desplazamiento de las personas con
discapacidad.
2.- Proporcionar oportunamente a los trabajadores los útiles, instrumentos
y materiales necesarios para la ejecución del trabajo, en condiciones adecuadas
para que éste sea realizado. (Código del Trabajo, 2013)
Además, existen diversos convenios entre la Organización Internacional
del Trabajo y el Ministerio de Trabajo con relación a la Seguridad y Salud,
ratificados por el Ecuador, como, por ejemplo:
40 C119: CONVENIO SOBRE LA PROTECCIÓN DE LA MAQUINARIA PARTE I. Disposiciones Generales
1.- Para la aplicación del presente convenio, se considerarán como
máquinas todas las movidas por una fuerza no humana, ya sean estas nuevas o
de ocasión.
2.- La autoridad competente de cada país determinará si las máquinas,
nuevas o de ocasión, movidas por fuerza humana, entrañan un riesgo para la
integridad física del trabajador y en qué medida, y si deben ser consideradas como
máquinas a los efectos de la aplicación del presente convenio. Estas decisiones
se adoptarán previa consulta a las organizaciones más representativas de
empleadores y de trabajadores interesados. La iniciativa de la consulta puede
tomarla cualquiera de estas organizaciones. (Organización Internacional del
Trabajo, 1963)
PARTE III. UTILIZACION
Art.6.- La utilización de máquinas que tengan alguna parte peligrosa,
incluyendo los órganos de trabajo (puntos de operación), desprovista de
dispositivos adecuados de protección, deberá prohibirse por la legislación nacional
o impedirse por otras medidas de análoga eficacia. Sin embargo, cuando esta
prohibición no pueda respetarse plenamente sin impedir la utilización de la
máquina, se aplicará en toda la medida en que lo permita esta utilización.
(Organización Internacional del Trabajo, 1963)
Art. 10.- 1. El empleador deberá tomar medidas para informar a los trabajadores
acerca de la legislación nacional relativa a la protección de la maquinaria,
y deberá indicarles, de manera apropiada, los peligros que entraña la
utilización de las máquinas y las precauciones que deben adoptar.
2. El empleador deberá establecer y mantener, respecto a las maquinas
objeto del presente Convenio, condiciones de ambiente que no entrañen
41
peligro alguno de los trabajadores. (Organización Internacional del
Trabajo, 1963)
Art. 11.-
1. Ningún trabajador deberá utilizar una máquina sin que estén colocados en
su lugar los dispositivos de protección de que vaya provista. No se podrá
pedir a ningún trabajador que utilice una máquina sin que se hallen en su
lugar los dispositivos de protección provistos.
2. Ningún trabajador deberá inutilizar los dispositivos de protección de que
vaya provista la máquina que utiliza. No deberán inutilizarse los
dispositivos de protección de que vaya provista una máquina destinada a
ser utilizada por un trabajador. (Organización Internacional del Trabajo,
1963)
C115: Convenio sobre seguridad y salud de los trabajadores, 1981
Convenio sobre seguridad y salud de los trabajadores y medio ambiente
de trabajo, el cual entro en vigor el 11 de agosto de 1983.
PARTE II. Principios de una Política Nacional Art. 4
1. Todo Miembro deberá, en consulta con las organizaciones más
representativas de empleadores y de trabajadores interesadas y habida
cuenta de las condiciones y práctica nacionales, formular, poner en
práctica y reexaminar periódicamente una política nacional coherente en
materia de seguridad y salud de los trabajadores y medio ambiente de
trabajo.
2. Esta política tendrá por objetivo prevenir los accidentes y los daños para
la salud que sean consecuencia del trabajo, guarden relación con la
actividad laboral o sobrevengan durante el trabajo, reduciendo al mínimo,
en la medida en que sea razonable y factible, las causas de los riesgos
inherentes al medio ambiente de trabajo. (Organización Internacional del
Trabajo, 1983)
42 Art. 5
La política a que hace referencia en el artículo 4 del presente Convenio deberá
tener en cuenta las grandes esferas de acción siguientes, en la medida en que
afecten la seguridad y la salud de los trabajadores y el medio de trabajo:
1 Diseño, ensayo, elección, reemplazo, instalación, disposición, utilización y
mantenimiento de los componentes materiales del trabajo (lugares de
trabajo, medio ambiente de trabajo, herramientas, maquinaria y equipo;
sustancias y agentes químicos, biológicos y físicos; operaciones y
procesos);
2 Relaciones existentes entre los componentes materiales del trabajo y las
personas que lo ejecutan o supervisan, y adaptación de la maquinaria, del
equipo, del tiempo de trabajo, de la organización del trabajo y de las
operaciones y procesos a las capacidades físicas y mentales de los
trabajadores;
3 Formación, incluida la formación complementaria necesaria, calificaciones y
motivación de las personas que intervienen, de una forma u otra, para que
se alcancen niveles adecuados de seguridad e higiene. (Organización
Internacional del Trabajo, 1983)
2.5 HIPOTESIS ¿Al diseñar un banco de pruebas automatizado en líneas de procesos industriales,
aplicando la norma ISO 13849-1, se podrá aumentar la seguridad en maquinarias
y disminuir los riesgos y accidentes laborales?
2.6 VARIABLES DE LA INVESTIGACION Variable Dependiente
• Banco de pruebas automatizado aplicando la norma ISO 13849-1
Variable Independiente
• Riesgos Laborales
43
2.7 DEFINICIONES CONCEPTUALES RIESGO. - La probabilidad de que se produzca un evento y sus consecuencias
negativas (UNISDR, 2009)
AUTOMATIZACION. - Es la tecnología que trata de la aplicación de sistemas
mecánicos, electrónicos y de bases computacionales para operar y controlar la
producción. (sinfunpro.tripod.com, 2003). MAQUINA. – Objeto fabricado y compuesto por un conjunto de piezas ajustadas
entre sí que se usa para facilitar o realizar un trabajo determinado, generalmente
transformando una forma de energía en movimiento o trabajo.
(es.oxforddictionaries.com, 2018).
NORMA. – Es una regla que debe ser respetada y que permite ajustar conductas
o actividades. (Perez Porto & Gardey, 2009) NIVEL DE RENDIMIENTO (PL). - Valor que permite determinar el nivel de
seguridad que posee la maquinaria, cuando se evalúan los riesgos ante posibles
fallos.
44
CAPITULO III
3 METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION
3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACION
3.1.1 Modalidad de la Investigación
La modalidad que se utilizó en la investigación del Proyecto de tesis es de
campo, en la cual se utilizaron técnicas como las encuestas que nos permitieron
extraer datos e informaciones que están relacionadas directamente al ámbito
industrial, logrando determinar el nivel de conocimiento sobre el tema de
seguridad en procesos industriales y los riesgos que pueden estar expuestas las
personas durante la manipulación de las maquinarias, y de estar forma plantear
posibles recomendaciones o soluciones a la problemática.
3.1.2 Tipo de Investigación
El tipo de investigación del presente proyecto de tesis es descriptivo y de
campo, donde se analizaron las posibles causas y consecuencias de los
accidentes laborales que ocurren en el ámbito industrial, las normas y los
dispositivos que se deben implementar para la seguridad en los procesos
industriales, con la finalidad de tener un mejor análisis y comprensión en base a
la información obtenida y establecer posibles soluciones.
3.1.3 Población y muestra
Para el presente proyecto de Investigación la población que fue
seleccionada fueron los estudiantes de Sexto, Séptimo y Octavo Semestre de la
Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones de la Facultad de
Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil, que se encuentra
ubicada en las calles Víctor Manuel Rendón 429 entre Baquerizo Moreno y
Córdova.
45
Cuadro N° 16 CUADRO DISTRIBUTIVO DE LA POBLACIÓN UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD CARRERA POBLACION CANTIDAD
Ciencias Matemáticas y
Físicas
Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
Estudiantes de Sexto
Semestre
167
Estudiantes de
Séptimo Semestre
177
Estudiantes de
Octavo Semestre
197
TOTAL, ESTUDIANTES: 541 Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas Muestra Para obtener el número de estudiantes que van a ser encuestados de la
Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones que representa
nuestra muestra, y debido a que la población es igual o mayor a 100 personas, se
utilizó la siguiente fórmula:
m= Tamaño de la población (541)
E= Error de estimación (6%)
n= Tamaño de la muestra
n = m
e² (m - 1) + 1
46 n = 541
[(0,06) ² (541- 1)] + 1
541
n =
[(0,06) ² (540)] + 1
n = 541
[1.944] + 1
n = 541
2.944
n= 183.76 ≈ 184
n= 184 estudiantes
Cálculo de la fracción muestral:
f = n = 184 = 0,34
M 541
47
Cuadro N° 17 CUADRO DISTRIBUTIVO DE LA MUESTRA MUESTRA CANTIDAD
Estudiantes de Sexto Semestre 57
Estudiantes de Séptimo Semestre 60
Estudiantes de Octavo Semestre 67
TOTAL, ESTUDIANTES 184
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
3.1.4 Instrumentos de Recolección de Datos
Técnica La técnica que se utilizó para el presente Proyecto Investigativo fueron las
encuestas, ya que nos permiten recopilar datos a través de un cuestionario
orientado a una muestra de personas sobre la problemática planteada.
Instrumentos El instrumento utilizado fueron las encuestas, mediante un cuestionario de
7 preguntas dirigida a los estudiantes de Sexto, Séptimo y Octavo Semestre de la
Carrera de Networking y Telecomunicaciones de la Facultad de Ciencias
Matemáticas y Físicas.
48 CUESTIONARIO DE PREGUNTAS ESTUDIANTES DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES.
PREGUNTA 1 1. ¿Conoce Ud. sobre las normas ISO que se deben implementar para la
seguridad en los procesos automatizados?
Cuadro N° 18 DATOS DE LA PREGUNTA # 1
OPCIONES FRECUENCIA PORCENTAJE
SI 86 47%
NO 73 40%
NO LO SE 25 13%
TOTAL 184 100%
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Gráfico N° 11 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 1
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Análisis: En la pregunta 1 (Gráfico N° 11) podemos observar que, de los 184
estudiantes encuestados, el 47% tiene un nivel de conocimiento acerca de las
47%
40%
13%
PORCENTAJES
SI
NO
NO LO SE
49 normas ISO, el 40 % no tiene conocimiento y el 13% de los encuestados nos indica
que no tiene ni la remota idea acerca de las normas ISO en los procesos
automatizados.
PREGUNTA 2 2. ¿Tiene Ud. conocimiento que son los niveles de Prestaciones (PL)
para establecer el nivel de riesgo en los procesos automatizados?
Cuadro N° 19 DATOS DE LA PREGUNTA # 2
OPCIONES FRECUENCIA PORCENTAJE
NO ESTOY SEGURO 94 51%
NO CONOZCO DEL TEMA 72 39%
SI LO CONOZCO
PERFECTAMENTE 18 10%
TOTAL 184 100%
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Gráfico N° 12 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 2
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
10%
51%
39%
PORCENTAJES
SI LO CONOZCOPERFECTAMENTE
NO ESTOY SEGURO
NO CONOZCO DEL TEMA
50 Análisis: En la pregunta 2 (Gráfico N° 12) podemos observar que, de los
184 estudiantes encuestados, el 51% no están seguros acerca de los
niveles de Prestaciones, el 39% no conocen y el 10% conocen
perfectamente acerca del tema.
PREGUNTA 3
3. ¿Considera Ud. que un banco de pruebas para entrenamiento en sistemas de seguridad de procesos automatizados, podrían capacitar al personal y disminuir los accidentes industriales?
Cuadro N° 20 DATOS DE LA PREGUNTA # 3
OPCIONES FRECUENCIA PORCENTAJE
SI 159 86%
NO 25 14%
TOTAL 184 100%
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Gráfico N° 13 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 3
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
86%
14%
PORCENTAJES
SINO
51 Análisis: En la pregunta 3 (Gráfico N° 13) podemos observar que, de los 184
estudiantes encuestados, el 86% nos indica que se podrían disminuir los
accidentes laborales y mejorar en la capacitación del personal al disponer de un
banco de pruebas para entrenamiento, mientras que el 14% considera lo contrario.
PREGUNTA 4 4. ¿Sabe Ud. que existen programas que permiten conocer el nivel de
prestaciones (PL), en sistemas automatizados antes de implementarlos?
Cuadro N° 21 DATOS DE LA PREGUNTA # 4
OPCIONES FRECUENCIA PORCENTAJE
NO 139 76%
SI 45 24%
TOTAL 184 100%
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Gráfico N° 14 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 4
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
24%
76%
PORCENTAJES
SI
NO
52 Análisis: En la pregunta 4 (Gráfico N° 14) podemos observar que, de los 184
estudiantes encuestados, el 76% tiene un nivel de conocimiento acerca de los
programas utilizados en los procesos automatizados, mientras que el 24% no
conoce acerca de los programas.
PREGUNTA 5 5. ¿Qué aspectos positivos considera Ud., que representan las
inversiones y actualización en los sistemas seguridad de maquinaria?
Cuadro N° 22 DATOS DE LA PREGUNTA # 5 OPCIONES FRECUENCIA PORCENTAJE
CONFIANZA DEL PERSONAL 61 33%
DISMINUCION DE DEMANDAS
POR ACCIDENTES LABORALES 52 28%
CONTINUIDAD DE PROCESOS
PRODUCTIVOS 48 26%
DISMINUCION POR ROBO DE
EQUIPOS 20 11%
EN BLANCO 3 2%
TOTAL 184 100%
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
53
Gráfico N° 15 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 5
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Análisis: En la pregunta 5 (Gráfico N° 15) podemos observar que, de los 184
estudiantes encuestados, el 33% considera que las inversiones y actualizaciones
de los sistemas de seguridad en maquinarias representaría una mejora en la
confianza del personal, el 28% indica que se podrían disminuir las demandas, el
26% se refiere a que habría una continuidad en los procesos productivos, el 11%
indica que el robo de equipos disminuiría y finalmente el 2% no responde acerca
del tema.
PREGUNTA 6
6. ¿Cuáles son los elementos más comunes en planta para seguridad de maquinarias?
Cuadro N° 23 DATOS DE LA PREGUNTA # 6 OPCIONES FRECUENCIA PORCENTAJE
INTERRUPTORES DE
SEGURIDAD PARA
PUERTAS 62 34%
33%
28%
26%
11%2%
0
10
20
30
40
50
60
70
CONFIANZA DELPERSONAL
DISMINUCION DEDEMANDAS POR
ACCIDENTESLABORALES
CONTINUIDAD DEPROCESOS
PRODUCTIVOS
DISMINUCION PORROBO DE EQUIPOS
EN BLANCO
PORCENTAJES
54
SIRENAS 51 28%
PARADA DE EMERGENCIA 42 23%
LUCES LED 25 13%
EN BLANCO 4 2%
TOTAL 184 100%
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Gráfico N° 16 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 6
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Análisis: En la pregunta 6 (Gráfico N° 16) podemos observar que, de los 184
estudiantes encuestados, consideran entre los elementos más comunes utilizados
en seguridad un 34% a los interruptores de seguridad para puertas, el 28% a las
sirenas, el 23% la parada de emergencia, el 13% las luces leds y finalmente el 2%
no responde al no tener un nivel de conocimiento sobre el tema el tema.
34% 28% 23% 13% 2%0
10
20
30
40
50
60
70
INTERRUPTORESDE SEGURIDADPARA PUERTAS
SIRENAS PARADA DEEMERGENCIA
LUCES LED EN BLANCO
55 PREGUNTA 7
7. ¿Conoce Ud. sobre el término seguridad de máquina según la norma ISO 13849-1?
Cuadro N° 24 DATOS DE LA PREGUNTA # 7
OPCIONES FRECUENCIA PORCENTAJE PROTECCION DE
MAQUINAS Y EQUIPOS 79 43%
FUNCIONAMIENTO DE
PLANTA EN RANGO
SEGURO DE OPERACIÓN 32 17%
PROTECCION DE
PERSONAS 24 13%
PROTECCION DE CENTRO
DE DATOS 15 8%
NO CONOZCO DEL TEMA 34 19%
TOTAL 184 100%
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
56
Gráfico N° 17 RESULTADOS DE LA PREGUNTA # 7
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Análisis: En la pregunta 7 (Gráfico N° 17) podemos observar que, de los 184
estudiantes encuestados, el 43% considera que la protección de máquinas y
equipos está asociada al término seguridad de máquinas según la norma ISO
13849-1, el 17% lo asocia al funcionamiento de planta en rango seguro de
operación, el 13% a la protección de personas, el 8% considera que se refiere a
la protección de centro de datos y finalmente el 19% desconoce absolutamente
del tema.
3.1.1 PROCESAMIENTO Y ANALISIS
En la pregunta 1, el 47% de los 184 estudiantes encuestados en la Facultad
de Networking y Telecomunicaciones afirma que conoce acerca de las normas
ISO que son implementadas en los procesos automatizados, el 40% no conoce
sobre estas normas y el 13% no tiene ningún tipo de conocimiento. Analizando los
resultados podemos indicar que casi la mitad de la muestra tiene una idea acerca
de las normas en el tema de seguridad, como sabemos la norma es un patrón o
criterio que seguir y estas se agrupan por familias o series, cada una de ellas con
una nomenclatura específica y según el ámbito de aplicación.
43%
17%
13%
8%
19%
PORCENTAJES
PROTECCION DE MAQUINAS YEQUIPOS
FUNCIONAMIENTO DE PLANTAEN RANGO SEGURO DEOPERACIÓN
PROTECCION DE PERSONAS
PROTECCION DE CENTRO DEDATOS
NO CONOZCO DEL TEMA
57
En la pregunta 2, el 51% de los estudiantes no tiene un conocimiento claro
acerca de los niveles de prestaciones (PL), el 39% no conoce del tema y el 10%
lo conoce perfectamente. Este resultado nos demuestra que no se conoce
completamente si el sistema de seguridad implementado en los procesos
automatizados es el apropiado, o si se requieren modificaciones o medidas
adicionales, dependiendo el nivel de riesgo estimado, que puede ser determinado
por el nivel de Prestaciones (PL), en un rango de bajo o alto.
En la pregunta 3, el 84% de los estudiantes consideran que se podrían
disminuir los accidentes laborales y el personal podría tener una mejor
capacitación al disponer de un banco de pruebas para entrenamiento en procesos
automatizados, en lo que respecta al tema de seguridad, el 16% no lo considera
necesario. Estos resultados nos demuestran que casi la totalidad de la muestra lo
considera necesario, porque al ser para entrenamiento podría ser modificado
dependiendo del nivel de riesgo que se consideraría en base a su necesidad y
ámbito de aplicación, logrando que la reducción del riesgo alcance un nivel
aceptable.
En la pregunta 4, el 76% de los encuestados nos indican que no tienen
conocimiento acerca de los programas que se pueden utilizar en los sistemas
automatizados para determinar el nivel de riesgo (PL) antes de su implementación,
mientras que el 14% tiene un cierto nivel de conocimiento. Podemos observar que
casi la totalidad de la muestra desconoce que existen programas que permiten
configurar los circuitos de seguridad para los diferentes dispositivos asociados al
control de mando, logrando de esta manera una alta disponibilidad de instalación
y mayor seguridad en los distintos entornos de automatización y sistemas de
comunicación.
En la pregunta 5, las respuestas obtenidas fueron muy variadas al
consultar los aspectos que se consideran como positivos en lo referente a las
inversiones y actualizaciones de los sistemas de seguridad de maquinarias
durante su operatividad, por ejemplo, un 33% consideran la confianza en el
personal como lo más positivo, el 28% en la disminución de demandas por
accidentes laborales, la continuidad en los procesos automatizados un 26%, el
58 11% en la disminución por robo de equipos y el 2% no responde. Observamos
según los resultados, que casi la totalidad de la muestra ha estimado el factor
humano como el principal criterio relacionado a la seguridad en máquinas ,
sabemos que las máquinas por su naturaleza son peligrosas durante su
operatividad, y existe un riesgo derivado a su manipulación, por lo que es
obligatorio que los sistemas de protección sean los más adecuados dependiendo
el ámbito de trabajo, por ende las empresas deberían invertir y actualizar sus
sistemas de seguridad basados en las diferentes normas y estándares definidos.
En la pregunta 6, podemos observar de igual forma que existen diferentes
criterios por parte de los encuestados acerca de los elementos que se consideran
más comunes para la seguridad de las maquinarias de planta durante los procesos
automatizados, por ejemplo, un 34% consideran a los interruptores de seguridad
para puertas como los más comunes, el 28% las sirenas de alerta, el 23% las
paradas de emergencia, el 13% las luces leds como indicadores de advertencia
que podrían indicar a los peatones que el área alrededor de la máquina no es
segura, y en cambio un 2% no responde. Los resultados reflejan que son muy
variados los mecanismos de seguridad considerados en la industria para proteger
a los operadores contra los peligros de las maquinarias durante su manipulación,
dependiendo el área de trabajo y sin que la productividad se vea afectada,
inicialmente sólo se consideraba a la parada de emergencia como el único
mecanismo para prevenir situaciones que puedan afectar a los trabajadores y
evitar posibles daños en las maquinarias.
En la pregunta 7, las respuestas fueron muy diversas por parte de los
estudiantes en referencia al término seguridad de máquina según la norma ISO
13849-1, el 43% lo relaciona a la protección de máquinas y equipos, el 17% al
funcionamiento de planta en rango seguro de operación, un 13% a la protección
de personas, el 8% a la protección de centro de datos y finalmente el 19% de los
encuestados no responde al no tener conocimiento del tema. La seguridad es de
vital importancia durante la operatividad de las máquinas en los diferentes
procesos industrializados, y según el análisis que se establezca el nivel de riesgo
puede ser variado.
59 3.1.6 Validación de la Hipótesis
Una vez realizada la encuesta a los estudiantes de la Carrera de Ingeniería
en Networking y Telecomunicaciones de la Universidad de Guayaquil, y efectuado
el análisis respectivo de cada una de las preguntas podemos proceder a la
convalidación de la hipótesis planteada, observando que existe un 86% de
aceptación como lo demuestran los resultados en la pregunta 3, al considerar que
el diseñar un banco de pruebas automatizado en líneas de procesos industriales,
aplicando la norma ISO 13849-1, podría aumentar la seguridad en maquinarias,
disminuir los riesgos y accidentes laborales, logrando además que el personal
pueda ser mejor capacitado, adquiriendo un mayor nivel de conocimiento sobre
los diferentes niveles de Prestaciones (PL), que permiten establecer el nivel de
riesgo durante los procesos industrializados basados en la Norma ISO 13849-1,
porque como lo muestran los resultados de la pregunta 2, solo un 10% de los
encuestados conocen perfectamente del tema. También podemos indicar que, en
lo referente al término seguridad de maquinarias, se permitirá exponer los
diferentes dispositivos empleados, así como el software utilizado para configurar
los circuitos de seguridad para los diferentes dispositivos asociados al control de
mando, según lo establece la norma ISO 13849-1, debido a que el nivel de
conocimiento en estos temas es poco conocido en ciertos casos y confusos en
otros, como lo demuestran los resultados de las preguntas 1, 4, 5,6 y 7.
No olvidemos, además, que la industria es un sistema productivo que
requiere constantemente mantener un nivel de rentabilidad apropiado y a su vez
que las condiciones de operación sean las más seguras posibles, donde el factor
humano debe ser siempre considerado lo más importante.
60
CAPITULO IV
4. PROPUESTA TECNOLOGICA
El Proyecto investigativo propuesto tiene como finalidad lograr que a
través de un banco de pruebas automatizado para entrenamiento, las personas
basados en los niveles de Prestaciones, puedan identificar los diferentes niveles
de riesgos que puedan estar expuestos durante la operatividad de las máquinas
en los diferentes procesos industriales, permitiéndose detectar fallos y comprobar
si el sistema de seguridad adoptado es el más adecuado, alcanzando además un
mayor nivel de conocimiento de los diferentes componentes de seguridad
establecidos en la norma ISO 13849-1 que se pueden implementar, con la
finalidad de disminuir los posibles accidentes laborales.
4.1. ANALISIS DE FACTIBILIDAD El análisis de factibilidad para el cumplimiento de los objetivos planteados
en el Presente Proyecto Investigativo comprende desde el análisis operacional,
técnico, legal y económico, en el cual se aplicaron métodos de recolección de
información como fueron las encuestas, además del uso de hardware y de
software utilizados para el diseño del banco de pruebas automatizado para la
implementación de seguridad de maquinarias.
Además de acuerdo con la información recolectada en las encuestadas
realizadas a los estudiantes de la Carrera de Ingeniería de Networking y
Telecomunicaciones de la Universidad de Guayaquil, existe una aceptación del
86% lo que indica que permitiría disminuir los accidentes laborales y aumentar la
seguridad de maquinarias.
61
4.1.1. FACTIBILIDAD OPERACIONAL
La factibilidad operacional de nuestro Proyecto de Investigación es viable
debido que mediante el diseño del banco de pruebas automatizado, se podrá
utilizar como entrenamiento para capacitar a las personas sobre los posibles
riesgos que pueden estar expuestos al momento de operar las máquinas durante
los diferentes procesos de automatización, logrando de esta forma adquirir un
mayor conocimiento acerca de los dispositivos de seguridad que se pueden
implementar, tomando en cuenta para ello los diferentes factores que se
consideran al momento de evaluar el riesgo, para establecer el nivel de
Prestaciones (PL) para cada peligro en la vida útil de la máquina y poder
establecer el sistema de seguridad más apropiado.
4.1.2. FACTIBILIDAD TECNICA
Para el diseño del banco de pruebas automatizado para la implementación
de seguridad de maquinarias se utilizaron diversos componentes de seguridad
establecidos en la norma ISO 13489-1, así como el respectivo software de
sistema de control configurable, que permitirá establecer las diferentes funciones
de seguridad para los dispositivos conectados según el diseño planteado.
En los siguientes cuadros se detallan las respectivas características del hardware
y del software considerado para el diseño de nuestro banco de pruebas:
Hardware
Cuadro N° 25 LISTADO DEL HARDWARE, PARA EL DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBA AUTOMATIZADO.
CANTIDAD PRODUCTO 1 PSEN op2H-s-30-015/1 1 PSEN rs1.0-175 1 PSEN op2S-1-1 1 PNOZ m1p ETH 2 PSEN op3.1 Receiver NO/NC M12 2 PSEN op3.2 Emitter M12 1 PIT si 3.1
62 1 PIT si 1.1 muting lamp 1 PIT es Set1s-5 s 1 PSEN sl-0.5p 4.1 / PSEN sl-0.5 1unit 1 PSEN cs4.1 M12/8-0.15m/PSEN cs4.1 1Unit 1 PSEN 1.1p-20/8mm/ 1 switch 1 Supervisor Monofásico con Salida de Carga. GSM-L220 1 CLAMPER VCL SLIM CLASSE II 175 V. 20 KA. 1 Mueble de soporte 1 Banda Transportadora 1 Motor con velocidad regulada
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Datos del proyecto
Detalle del hardware a usar. PSEN op2H-s-30-015/1 Barrera de seguridad, tipo 2, PLC, protección de las manos (resolución
30mm) Altura del campo protegido 150 mm, tensión de alimentación 24 V,
conector M12, emisor: 4 pines, receptor: 5 pines.
PSEN rs1.0-175 Interruptor de extracción de cuerda, incluye Pulsador E_STOP, 175 N
máximo.
PSEN op2S-1-1 Barrera de luz de seguridad, tipo 2, PLC, sensor de infrarrojos. PNOZ m1p ETH Sistema de seguridad configurable Módulo base PNOZmulti ampliable,
interfaz de comunicación Modbus / TCP, 20 seguro.
PSEN op3.1 Receiver NO/NC M12 Sensor / receptor de barrera con salida NO / NC; posible uso como sensor
de muting; fuente de alimentación 24V; Conector M12
63 PSEN op3.2 Emitter M12 Sensor / emisor de haz de cruce; posible uso como sensor de muting;
fuente de alimentación 24V; Conector M12.
PIT si 3.1 Luz indicadora roja, amarilla, verde. UB 24 V DC
PIT si 1.1 muting lamp Lámpara de muting / luz permanente 24 V DC / 5 W / 300 mA
PIT es Set1s-5 s E-STOP / bloque de contactos incl. Carcasa de montaje en superficie,
conjunto formado por el pulsador E-STOP con símbolo E-STOP y con logotipo y
bloque de contactos con monitorización, 2 N / C, terminales de tipo tornillo.
PSEN sl-0.5p 4.1 / PSEN sl-0.5 1unit Sistema de puerta de seguridad con enclavamiento magnético, IP67,
conector M12 de 5 patas (macho). 2 salidas seguras de semiconductor (OSSD);
potencia de solenoide 500N (protección de proceso); 4 LED; Aplicaciones hasta
SIL3 / PL e / Cat4; función adicional: caja fuerte las salidas de semiconductor son
altas si la puerta está cerrada (independiente de la función de bloqueo de
seguridad); Contenido = 1 sensor completamente codificado con actuador. Teach-
in de nuevos actuadores hasta 8 veces.
PSEN cs4.1 M12/8-0.15m/PSEN cs4.1 1Unit Interruptor de seguridad RFiD 2 salidas de semiconductor seguras,
conector M12 de 8 pines, se puede conectar en serie IP67, distancia de operación
11 mm, Sao = 8 mm, Sar = 20 mm, una dirección de actuación PU = 1 pieza
interruptor completamente codificado con actuador, Un total de 8 procedimientos
de aprendizaje son posibles.
PSEN 1.1p-20/8mm/ 1 switch Interruptor de seguridad magnético 2 N / O, conector M8 de 4 pines, diseño
cuadrado. IP67, distancia de funcionamiento 8 mm, diseño de altura 13 mm PU =
64 1 pieza sin actuador.
Supervisor Monofásico con Salida de Carga. GSM-L220 Para proteger cargas monofásicas y equipos que trabajan con motores
eléctricos en general contra fluctuaciones de voltaje y eventos transitorios
dañinos.
CLAMPER VCL SLIM CLASSE II 175 V. 20 KA. Protege la instalación eléctrica contra sobretensiones. Adecuado para
instalación entre línea y neutro o entre línea y tierra, o neutro y tierra, en cuadros
de distribución de circuitos o de mando. Software
Cuadro N° 26 LISTADO DEL SOFTWARE, PARA EL DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBA AUTOMATIZADO.
CANTIDAD PRODUCTO 1 Safety Calculator PAScal 1 PNOZMulti Configurator 1 SketchUp Pro 3D Model 1 AutoCad AutoDesk
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: Datos del proyecto
Detalle Software para usar Safety Calculator PAScal Calcula el PL (nivel de prestaciones) y el SIL (nivel de integridad de la
seguridad) que pueden alcanzar las funciones de seguridad de máquinas e
instalaciones en función de los componentes utilizados. El resultado se verifica
sobre la base del PL requerido según UNE-EN ISO 13849 y SIL según UNE-
EN/IEC 62061 y la herramienta indica si se precisan medidas. (PILZ, 2018)
Esta aplicación facilita el camino para la obtención de PL de un sistema, por lo
cual se tiene un esquema de funcionamiento en ambiente, tal como lo indica la
Gráfico N° 18
65
Gráfico N° 18 HERRAMIENTA DE CALCULO PASCAL
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: POS Funcional Safety Calculator PAScal www.pilz.com
PNOZMulti Configurator Mediante el PNOZMulti Configurator puede configurar su circuito de
seguridad cómodamente en el PC. La herramienta de configuración le ayuda
durante el proyecto, la configuración, la documentación y la puesta en marcha de
los controles de Pilz. (Pilz, 2018)
SketchUp Pro 3D Model En el mundo del diseño gráfico y arquitectónico, existen muchas
aplicaciones para las diferentes interfaces cada uno con sus respectivas
características que lo hacen diferente de cada cual, pero en el mundo del diseño
en 3D tenemos aplicaciones como SketchUp, quien ayuda de manera fácil y
completa a solventar las diferentes barreras de dificultades que tiene esta rama
de diseño. Como se muestra en la Gráfico N° 19, es el entorno de trabajo de esta
aplicación.
66
Gráfico N° 19 INTERFAZ DE TRABAJO SKETCHUP
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: datos del proyecto AutoCad AutoDesk El software AutoCAD® 2019 incluye conjuntos de herramientas específicas de la
industria; flujos de trabajo mejorados en computadoras de escritorio, web y
dispositivos móviles; y nuevas características como comparación DWG™.
(AutoDesk - AutoCad, 2018)
4.1.3 FACTIBILIDAD LEGAL
El Proyecto “DISEÑO DE UN BANCO DE PRUEBAS AUTOMATIZADO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE SEGURIDAD DE MAQUINARÍAS EN LÍNEAS DE PROCESOS INDUSTRIALES, APLICANDO LA NORMA ISO 13849-1”, no posee impedimento legal según
la Constitución de la República del Ecuador, Título VI “Trabajo y Producción” en
su inciso 5 que indica “Toda persona tendrá derecho a desarrollar sus labores en
un ambiente adecuado y propicio, que garantice su salud, integridad, seguridad,
67 higiene y bienestar.” Así como también en el Código del Trabajo Título V “De la
prevención de los riesgos, de las medidas de seguridad e higiene, de los puestos
de auxilio, de la disminución de la capacidad del trabajo” Articulo 410 “Los
empleadores están obligados a asegurar a sus trabajadores condiciones de
trabajo que no representen peligro para su salud o su vida”
4.1.3. FACTIBILIDAD ECONOMICA
Para el análisis de la factibilidad económica del Presente Proyecto de
Investigación se elaboró un presupuesto en el que se consideraron varios factores
como: recurso humano, hardware y software, que nos permitirá establecer si es
factible económicamente su ejecución.
A continuación, se detallan en los siguientes cuadros, cada uno de los
presupuestos considerados para nuestro diseño:
Cuadro N° 27 PRESUPUESTO ELECTRÓNICO, PARA EL DISEÑO DEL
BANCO DE PRUEBA AUTOMATIZADO. PRESUPUESTO HARDWARE ELECTRONICO
CANTIDAD PRODUCTO PRECIO UNITARIO
PRECIO TOTAL
1 PSEN op2H-s-30-015/1 $ 1.389,70 $ 1.389,70
1 PSEN rs1.0-175 $ 329,42 $ 329,42
1 PSEN op2S-1-1 $ 485,16 $ 485,16
1 PNOZ m1p ETH $ 2.685,15 $ 2.685,15
1 PSEN op3.1 Receiver NO/NC M12 $ 235,82 $ 235,82
1 PSEN op3.2 Emitter M12 $ 203,60 $ 203,60
1 PIT si 3.1 $ 389,74 $ 389,74
2 PIT es Set1s-5 s $ 78,00 $ 156,00
6 PSEN op cable axial M8 4-p. shield. 3m $ 45,00 $ 270,00
2 PSEN op cable axial M12 8-p. shield. 3m $ 45,00 $ 90,00
1 PSEN cs4.1 M12/8-0.15m/PSEN cs4.1
1Unit $ 317,98 $ 317,98
68
3 Breaker 10 Amp Typo C $ 11,00 $ 33,00
1 Fuente de poder monofásica 24 vDC/
5Amp $ 152,00 $ 152,00
1 Supervisor Monofásico con Salida de
Carga. GSM-L120 $ 60,00 $ 60,00
1 CLAMPER VCL SLIM CLASSE II 175 V.
20 KA. $ 45,00 $ 45,00
Total $ 6.842,57 Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Datos del proyecto
Cuadro N° 28 PRESUPUESTO HARDWARE FÍSICO - MUEBLE, PARA EL DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBA AUTOMATIZADO.
PRESUPUESTO HARDWARE FISICO - MUEBLE
CANTIDAD PRODUCTO PRECIO UNITARIO
PRECIO TOTAL
3 Tubo Cuadrado Galvanizado 40x1.5mm $ 18,40 $ 55,20
2 Plancha Galvanizada 1220x2440x0.9mm $ 27,34 $ 54,68
4 Garruchas $ 7,39 $ 29,56
3 Litro Pintura Sintética Gris $ 6,00 $ 18,00
3 Litro Diluyente $ 2,62 $ 7,86
24 Tornillo Allen Inox 1/4x1 $ 0,10 $ 2,40
4 Metro Caucho Media Luna 40mm $ 2,00 $ 8,00
1 Cemento de Contacto $ 1,50 $ 1,50
1 Mano de obra $ 180,00 $ 180,00
Total $ 354,04
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: Datos del proyecto
69
Cuadro N° 29 PRESUPUESTO HARDWARE MECÁNICO – BANDA TRANSPORTADORA, PARA EL DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBA
AUTOMATIZADO. PRESUPUESTO HARDWARE MECANICO - BANDA TRANSPORTADORA
CANTIDAD PRODUCTO PRECIO UNITARIO
PRECIO TOTAL
2 Riel Din Tipo Omega 7X35X1000 mm-Bm Electric $ 5,00 $ 10,00
10 Tope P/Bornera-Siemens $ 1,95 $ 19,50 3 Pulsadores luminosos 22x29mm 110V. $ 6,43 $ 19,29 1 Garrucha para la polea $ 2,56 $ 2,56 1 Cable acerado 2mts. $ 1,10 $ 1,10 1 Motor dragonfly ref:sc almsing $ 10,94 $ 10,94 1 Tubo de Nylon 2 mts $ 25,25 $ 25,25 3 Bornera $ 7,00 $ 21,00 1 Lona de PVC para banner 4mts $ 12,00 $ 12,00 4 Ruliman DFJ $ 1,50 $ 6,00 1 Mano de Obra de La banda Transportadora $ 450,00 $ 450,00
Total $ 577,64 Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Datos del proyecto
Cuadro N° 30 PRESUPUESTO DE SOFTWARE PRESUPUESTO SOFTWARE
CANTIDAD PRODUCTO PRECIO UNITARIO
PRECIO TOTAL
1 Safety Calculator PAScal $ 3645,17 $ 3.645,17 1 SketchUp 2018 $ 695,00 $ 695,00 1 AutoCad AutoDesk $ 943,80 $ 943,80 1 PNOZMulti Configurator $ 1181,29 $ 1.181,29
Total $ 6.465,26 Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Datos del proyecto
70
Cuadro N° 31 PRESUPUESTO TOTAL, PARA EL DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBA AUTOMATIZADO
PRESUPUESTO TOTAL
PRESUPUESTO PRECIO TOTAL
PRESUPUESTO HARDWARE ELECTRONICO $ 6.842,57 PRESUPUESTO HARDWARE FISICO - MUEBLE $ 357,20 PRESUPUESTO HARDWARE MECANICO - BANDA TRANSPORTADORA
$ 577,64
PRESUPUESTO SOFTWARE $ 6.465,26 TOTAL $14.242,67
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Fuente: Datos del proyecto
4.2 ETAPAS DE LA METODOLOGIA DEL PROYECTO
En el diseño del banco de prueba automatizado, se usarán los procesos basados
en las directrices de la guía del PMBOK, en el cual se detalla en el siguiente ciclo
de vida:
• Proceso de iniciación
• Proceso de planificación
• Proceso de ejecución
• Proceso de supervisión y control
• Proceso de cierre del proyecto
El flujo de estos procesos se detalla en el Gráfico N° 20.
71
Gráfico N° 20 CICLO DE VIDA PROCESOS PROYECTO PMI
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: PMBOK guide PMI Proceso de Iniciación En esta etapa se plantearon las temáticas de investigación para el proyecto
de tesis dejándolas plasmadas en el anteproyecto de la tesis, la misma que fue
entregada para el respectivo análisis por parte de la unidad de titulación.
Se realizaron procesos de levantamiento de información y los
requerimientos que tendríamos como necesidad a lo largo del desarrollo del
diseño del banco de prueba.
Proceso de Planificación Luego de la etapa del proceso de iniciación, se continuó con la definición
de alcances que tendría el proyecto como tal, además se logró definir los objetivos
tanto generales como específicos.
Iniciación Planificación Ejecución
Supervición y ControlCierre
72
Dentro del proceso de planificación también se definieron los entregables
del proyecto, el cronograma de actividades a realizarse durante el tiempo
estipulado del proyecto. Entre los entregables se estableció un diseño 3D, el cual representaría para una futura implementación tal como lo muestra el Gráfico N° 21.
Gráfico N° 21 PROTOTIPO DISEÑO 3D PARA EL BANCO DE PRUEBA AUTOMATIZADO.
Elaborado por: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade
Fuente: Datos del proyecto
Proceso de Ejecución Para una futura implementación a corto o largo plazo, se propuso definir
los elementos necesarios para la construcción y armado de un mueble que cumpla
con los requisitos necesarios para un banco de prueba aplicado con la norma ISO
13849-1.
73
Cumpliendo con el ciclo de ejecución, se lograron definir una serie de
elementos tanto físicos, mecánicos y electrónicos para el diseño y futura
implementación del banco de prueba automatizado para la seguridad de las
maquinarias aplicando la norma ISO 13849-1.
Proceso de Supervisión y Control Dando continuidad a los procesos de la metodología, se le dará un
seguimiento y continuo monitoreo en caso de una futura implementación del
proyecto, llevando a cabo una serie de procesos para el control de los equipos
asignados, verificando su correcto funcionamiento tanto individual como colectivo
tal cual como se diseñó.
Proceso de Cierre Cumpliendo con esta última etapa, teniendo en cuenta una futura
implementación se deberá verificar el correcto cumpliendo con los objetivos del
banco de prueba. Y seguir inculcando sobre los procesos industriales y la
seguridad de maquinaria mediante pruebas aplicadas en el producto final.
Entregables del Proyecto Cumpliendo con todos los procesos del proyecto de diseño de un banco
de prueba automatizado para la seguridad de maquinaria aplicando la norma ISO
13849-1, se detallará en los anexos los entregables del proyecto, tales como:
• Diseño 3D del prototipo del banco de prueba.
• Presupuesto para la implementación del banco de prueba
• Planos eléctricos para la implementación del cableado sobre el banco de
prueba.
• Informe obtenido de la simulación en la aplicación Safety Calculator
PAScal.
74
4.1.4. CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA
El valor del presente proyecto: “Diseño de un banco de pruebas
automatizado para la implementación de seguridad de maquinaría en líneas de
procesos industriales, aplicando la norma ISO 13849-1”, se desarrolla por medio
de las soluciones que nos presta la normativa, para la seguridad de maquinarias
en la industria y sus múltiples aplicaciones con nueva tecnología para la mejora
de las industrial a nivel de seguridad de máquina y del personal que opera las
mismas, así tratando de salvaguardar los interese económicos de las empresas
y física de los operadores de máquinas.
En el ámbito de la culminación del diseño y el análisis respectivo en cada
etapa de la investigación expuesta dentro del documento, da como resultado la
factibilidad del proyecto, se comprueba la investigación realizada y los diferentes
recursos detallados en la factibilidad de hardware, se procede a dar por culminado
el proyecto de diseño, para obtener una futura implementación de este.
4.1.5. CRITERIO DE ACEPTACIÓN DEL PRODUCTO
Una vez concluido los diversos diseños tanto de perspectiva en 3D, los
planos de diseño y eléctrico, se concluye que el diseño con los elementos
descritos de la marca Pilz, nos es factible la implementación futura cumpliendo
con los objetivos presentados, para colaborar con la educación sobre la seguridad
de maquinarias con las diferentes pruebas que se realice con el diseño
implementado.
Una vez realizado el diseño, se planteó realizar el cálculo del nivel de
prestaciones que nos brindaría el diseño implementado, cumpliendo con todas las
reglas de nos detalla la norma ISO 13849-1, entre los entregables se detalla el
informe completo con la categoría en función del diseño, obtenida atreves de la
aplicación Safety Calculator PAScal desarrollado por la marca Pilz.
75
4.2. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES Una vez finalizado el proyecto, podemos concluir lo siguiente:
• Con la metodología de la investigación, se logró conocer las diversas
tecnologías para la implementación de sistemas seguros para las
maquinarias en líneas de procesos industriales, empleando la norma ISO
apropiada para el presente proyecto.
• Una vez identificados todos los posibles riesgos, se alcanzó a establecer
todos los elementos electrónicos y de fuerza que podrán ser utilizados para
una futura implementación y desarrollo de las diversas prácticas de
conocimiento, referente a los sistemas de seguridad de maquinarias en
líneas de procesos industriales.
• Empleando el método más apropiado, en nuestro caso se utilizó la
aplicación Safety Calculator PAScal, logramos obtener el nivel de
prestaciones para poder determinar los diferentes componentes de
seguridad necesarios para el diseño del banco de pruebas, según la norma
ISO 13849-1.
• Con la aplicación PNOZ Configurator de la marca Pilz, obtuvimos el diseño
del controlador de seguridad, que es el dispositivo encargado de
proporcionarnos la parte lógica, y las diferentes conexiones a los distintos
elementos de seguridad. Además, pudimos establecer los diferentes
planos de conexión, asociados a los diferentes elementos, sean estos de
entrada o salida. Los planos de conexión del banco de pruebas podrán ser
utilizados para una futura implementación.
76
RECOMENDACIONES
En el proyecto actual de acuerdo con la propuesta del diseño de un banco de
pruebas, se recomienda lo siguiente:
• Continuar con el conocimiento y aprendizaje de las normas ISO relativas a
la seguridad de maquinarias en los diferentes procesos industriales, para
la mejora continua en el área de automatización.
• Realizar la implementación del banco de pruebas, considerando todos los
componentes de seguridad obtenidos en base al análisis de los posibles
riesgos según lo establecido en la norma ISO 13849-1.
• Utilizar el método más adecuado que permita determinar el nivel de
Prestaciones y establecer los elementos de seguridad más apropiados,
una vez identificados los peligros, situaciones y sucesos peligrosos
asociados con la máquina.
• Emplear los planos de conexiones asociados a los diferentes componentes
de seguridad de entrada o salida y el programa del controlador de
seguridad para la implementación del banco de pruebas automatizado.
77
Bibliografía AutoDesk - AutoCad. (2018). www.autodesk.com. Obtenido de
https://latinoamerica.autodesk.com/products/autocad/features.
Codigo del Trabajo. (2013). Codigo del Trabajo Ecuatoriano.
Constitucion del Ecuador. (2008). Constitucion de la Republica del Ecuador.
Constitucion del Ecuador. (2008). Constitucion de la Republica del Ecuador.
Constitucion del Ecuador. (2008). Constitucion de la Republica del Ecuador.
Constitucion del Ecuador. (2008). Constitucion de la Republica del Ecuador.
Constitucion del Ecuador. (2008). Constitucion de la Republica del Ecuador.
es.oxforddictionaries.com. (2018). Obtenido de
https://es.oxforddictionaries.com/definicion/maquina
ISO 13849-1. (2018). ISO 13849-1. Obtenido de
https://www.iso.org/standard/69883.html
ISO. (05 de 2018). ISO. Obtenido de https://www.iso.org/
Organizacion Internacional del Trabajo. (1963). Organizacion Internacional del
Trabajo.
Organizacion Internacional del Trabajo. (1963). Organizacion Internacional del
Trabajo.
Organizacion Internacional del Trabajo. (1963). Organizacion Internacional del
Trabajo.
Organizacion Internacional del Trabajo. (1963). Organizacion Internacional del
Trabajo.
Organizacion Internacional del Trabajo. (1983). Organizacion internacional del
Trabajo.
Organizacion Internacional del Trabajo. (1983). Organizacion Internacional del
Trabajo.
78 Perez Porto, J., & Gardey, A. (2009). definicion.de. Obtenido de
https://definicion.de/norma/
Pilz. (2018). www.pilz.com. Obtenido de https://www.pilz.com/es-
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MX/eshop/00105002187038/PAScal-Safety-Calculator.
Prado, J. D. (13 de 09 de 2017). blogs.imf-formacion.com. Obtenido de
https://blogs.imf-formacion.com/blog/prevencion-riesgos-
laborales/especial-master-prevencion/la-seguridad-laboral-mejorarla/#
Safety, A. J. (2011). Seguridad en sistemas de control. Seguridad en sistemas de
control segun la norma EN ISO 13849-1, 4-5.
sinfunpro.tripod.com. (6 de Septiembre de 2003). Obtenido de
http://sifunpro.tripod.com/automatizacion.htm/
UNISDR. (2009). Terminologia sobre reduccion del riesgo de desastres.
Winzenick, D. (2012). Guia para la interpretacion y aplicacion de las normas EN
62061 y EN ISO 13849-1. Frankfurt: Fachverband Automation.
79
ANEXOS ANEXO 1
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
CRONOGRAMA DEL PROYECTO FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y
FISICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING
Y TELECOMUNICACIONES
Título del Proyecto: Diseño de un banco de pruebas automatizado para la implementación de seguridad de maquinarías en líneas de procesos industriales, aplicando la norma ISO 13849-1.
Tutor: Ing. Jacobo Ramírez Urbina Estudiantes: Alberto Parrales Chiquito – Víctor Rodríguez Andrade Duración del desarrollo del proyecto: 3 meses – 2 semanas
N° ACTIVIDADES INICIO MAYO JUNIO JULIO AGOSTO 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Investigación sobra las normas ISO y la EN ISO
13849-1
2 Desarrollo del capítulo I y II del proyecto
3 Revisión de los implementos a usarse para el diseño propuesto
4 Desarrollo de diseño con medidas del banco de pruebas para la posterior revisión de la perspectiva en 3D
5 Encuestas a estudiantes de la CINT, revisión de datos obtenidos para el desarrollo del capítulo III
6 Revisión del cálculo de PL para el diseño propuesto
7 Desarrollo del diagrama de conexiones eléctricas en AutoCad y propuesto de costos del diseño.
8 Desarrollo y revisión del capítulo IV y los entregables del proyecto
80 ANEXO 2
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FISICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
SEMESTRE: _____________________ FECHA: _________________________
ENCUESTA DIRIGIDA A LOS ESTUDIANTES PROYECTO: Diseño de un banco de pruebas automatizado para la
implementación de seguridad de maquinarías en líneas de procesos industriales,
aplicando la norma ISO 13849-1.
1. ¿Conoce Ud sobre las normas ISO que se deben implementar para la
seguridad en los procesos automatizados?
Si
No
No Lo Se
2. ¿Tiene Ud conocimiento que son los niveles de Prestaciones para establecer el nivel de riesgo en los procesos automatizados?
Si lo conozco perfectamente
No estoy seguro
No conozco del tema
3. ¿Considera ud que un banco d prueba para entrenamiento en sistemas de seguridad de procesos automatizados podrían capacitar al personal y disminuir loa accidentes industriales?
Si
No
81
4. ¿Sabe ud que existen programas que permiten conocer el nivel de prestaciones (PL), en sistemas automatizados antes de implementarlos?
Si
No
5. ¿Qué aspectos positivos considera ud, que representan las inversiones y
actualización en los sistemas seguridad de maquinaria?
Confianza del personal
Continuidad de procesos productivos
Disminución de demandas por accidentes
laborales
Disminución por robo de equipos
6. ¿Cuáles son los elementos más comunes en planta para seguridad de
maquinarias?
Parada de emergencia
Interruptores de seguridad para puertas
Luces led
Sirenas
7. ¿Conoce ud sobre el termino seguridad de maquina según la norma ISO
13849-1?
Protección de equipos y máquinas Funcionamiento de planta en rango seguro de operación Protección de personas Protección de centro de Datos No conozco del tema
pilz
MA
C A
DD
_0
0-0
2-4
7
X4
LNK
LNK
TRF
TRF
MA
C - V
AB
BREAKER
CORTINAS
I0
I1
MUTING
I2
I3
I4
LASER
TRACCION
I5
I6
I7
PULSO EMERGENCIA
I8
PULSO OPERACION
I9
PULSO STOP
I10
PULSO START
ANEXO 382
R
LUZ PILOTO (R-ROJO, V-VERDE, A-AMARILLO))
PULSADOR
BREAKER
BALIZA 1
O0
O1 BALIZA 2
BALIZA 3
O3
24V
POSITIVO
0V
NEGATIVO
23
CONTACTO
05
24
PULSADOR
ARRANQUE
FAS
V
PULSADOR DE ARRANQUE
ANEXO 483
R
LUZ PILOTO (R-ROJO, V-VERDE, A-AMARILLO))
PULSADOR
BREAKER
24V
POSITIVO
0V
NEGATIVO
23
CONTACTO
05
24
PULSADOR
ARRANQUE
FAS
S
SUPRESOR
POTENCIOMETRO
ANEXO 5 84
120
70
40
40
86
52.5
1.50
80
150
70
15
120
80
ANEXO 6 85
ANEXO 786
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:401 / 16
nombre de proyecto Banco de Prueba Universidad de GuayaquilNorma de seguridad ISO 13849-1:2015 + EN ISO 13849-2:2012
Autor Victor Rodriguez
Nombre de la empresa
Dirección de la empresa
Versión V 1.0
Fecha de creación 24 de julio de 2018 20:38:38 COT
Última fecha de almacenamiento 11 de septiembre de 2018 19:28:10 COT
Comentario Integrantes: Alberto Parrales Manuel Reinoso Hernan Perez Victor Rodriguez, Tutores: Ing. Jacobo Ramirez Ing. Jose Aguirre
Pilz PAScal Versión v1.8.0 Build 14
Se ha utilizado la versión 4.0 del algoritmo de cálculo según EN ISO 13849-1
Se ha utilizado la versión 3.1 del algoritmo de cálculo según EN/IEC 62061
ANEXO 887
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:402 / 16
SRP/CS-Vista generalSistema/módulo PL
requeridoResultado Factor CCF PFHᴅ PL
alcanzadoBanco de Prueba c Objetivo alcanzado Objetivo alcanzado 1,18E-06 cprueba c Objetivo alcanzado Objetivo alcanzado 1,19E-06 c
Detalles: Banco de Prueba
Nombre Banco de Prueba
Comentario Proyecto de Tesis banco de prueba para simulacion y automatización de seguridad de maquinaria segun la norma ISO 13849-1
PL requerido c
Resultado Objetivo alcanzado
Factor CCF Objetivo alcanzado
PFHᴅ 1,18E-06
PL alcanzado c
SRP/CS-Advertencias
Para un subsistema con configuración bicanal, el valor más pequeño de los componentes se utiliza para calcular los dos canales.
Evaluación del riesgo
Gravedad S1: Ligera (normalmente lesión reversible)
Frecuencia/duración F2: Frecuente a continuo y/o el tiempo de exposición al peligro es largo.
Posibilidades de prevención P2: Apenas posible
Resultado CCF
88
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:403 / 16
Separación/segregación Punto(s):15/151 Sí (15)
Diversidad Punto(s):20/202 Sí (20)
Diseño/aplicación/experiencia Punto(s):20/203.1 Sí (15)
3.2 Sí (5)
Evaluación/Análisis Punto(s):5/54 Sí (5)
Competencia/formación Punto(s):5/55 Sí (5)
Entorno Punto(s):35/356.1 Sí (25)
6.2 Sí (10)
89
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:404 / 16
Detalles del subsistema: Banco de Prueba
Subsistema Autor Tipo Número de elementos físicos/canales
Cat. Grado de cobertura de diagnóstico [%]
Subsistema 1 (Nombre:Sensores codificados categoria 3, Autor:Ing.: Jose Aguirre Msc.)
Ing.: Jose Aguirre Msc. Entrada Dos Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Subsistema 2 Entrada Uno Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Subsistema 3 Entrada Uno Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Subsistema 4 Entrada Dos Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Subsistema 5 Lógica Uno Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Subsistema 6 Salida Dos Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Dispositivo Subsistema Horas de funcionamiento
al día
Días de funcionamiento
al año
Intervalo entre dos
accionamientos
Número calculado de accionamientos
[por hora]
Periodo de uso [años]
Detección de defectos
en el cableado
Grado de cobertura
de diagnóstico
[%]
Frecuencia de
solicitación <= 1/100
frecuencia de test
(categoría 2)
MTTFᴅ [años]
1.1.1.1 - PSEN cs4.1p/M12[1] [***]
Subsistema 1 - - - - 20,00 Ninguno - No -
90
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:405 / 16
Dispositivo Subsistema Horas de funcionamiento
al día
Días de funcionamiento
al año
Intervalo entre dos
accionamientos
Número calculado de accionamientos
[por hora]
Periodo de uso [años]
Detección de defectos
en el cableado
Grado de cobertura
de diagnóstico
[%]
Frecuencia de
solicitación <= 1/100
frecuencia de test
(categoría 2)
MTTFᴅ [años]
1.1.2.1 - PSEN cs4.1p/M12[1] [***]
Subsistema 1 - - - - 20,00 Ninguno - No -
1.2.1.1 - PIT es Set[2] [***]
Subsistema 2 24 365 1,00 Año(s) 0,00011 20,00 Detección de derivación
99,00 No 1820000,00
1.3.1.1 - PSEN op 2H-s/1[3] [***]
Subsistema 3 - - - - 20,00 Ninguno - No -
1.4.1.1 - PSEN rs1.0[4] [***]
Subsistema 4 24 365 4,00 Hora(s) 0,25 20,00 Ninguno - No 913,24
1.4.2.1 - PSEN rs1.0[4] [***]
Subsistema 4 24 365 4,00 Hora(s) 0,25 20,00 Ninguno - No 913,24
1.5.1.1 - PNOZ m1p[5] [***]
Subsistema 5 - - - - 20,00 Ninguno - No -
1.6.1.1 - Contactor small load[6] [***]
Subsistema 6 24 365 1,00 Hora(s) 1,00 20,00 Ninguno 99,00 No 22831,05
1.6.2.1 - Contactor small load[6] [***]
Subsistema 6 24 365 1,00 Hora(s) 1,00 20,00 Ninguno 99,00 No 22831,05
[***]Cambie el componente después del número de años indicado. Anótelo en el manual de usuario.[Número] : Para detalles, ver datos de componentes
Datos de cálculo PL/PFHᴅ
91
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:406 / 16
Subsistema/canal PL PFHᴅ Cat. DCavg MTTFᴅ: limitado MTTFᴅ: sim.
Valores MTTFᴅ para canal 1
Valores MTTFᴅ para canal 2
DC CCF
Banco de Prueba c 1,18E-061.1.1.1 - PSEN cs4.1p/M12 / PSEN cs4.1p/M12
e 2,62E-09 4
Entrada e 9,06E-10 4 99,00% 2500,00 Años 2500,00 Años
2500,00 Años 2500,00 Años 100
1.2.1.1 - PIT es Set 1820000,00 Años 99,00%1.2.1.1 - PIT es Set 1820000,00 Años 99,00%1.3.1.1 - PSEN op 2H-s/1 c 3,05E-08 2Entrada c 1,14E-06 1 0,00% 100,00 Años 100,00 Años 100,00 Años 100,00 Años1.4.1.1 - PSEN rs1.0 913,24 Años 0,00%1.4.2.1 - PSEN rs1.0 913,24 Años 0,00%1.5.1.1 - PNOZ m1p e 2,90E-10 4Salida e 9,06E-10 4 99,00% 2500,00 Años 2500,00
Años2500,00 Años 2500,00 Años 100
1.6.1.1 - Contactor small load 22831,05 Años 99,00%1.6.2.1 - Contactor small load 22831,05 Años 99,00%
92
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:407 / 16
Detalles: prueba
Nombre prueba
PL requerido c
Resultado Objetivo alcanzado
Factor CCF Objetivo alcanzado
PFHᴅ 1,19E-06
PL alcanzado c
SRP/CS-Advertencias
Para un subsistema con configuración bicanal, el valor más pequeño de los componentes se utiliza para calcular los dos canales.
Evaluación del riesgo
Gravedad S1: Ligera (normalmente lesión reversible)
Frecuencia/duración F2: Frecuente a continuo y/o el tiempo de exposición al peligro es largo.
Posibilidades de prevención P2: Apenas posible
Resultado CCF
Separación/segregación Punto(s):15/151 Sí (15)
Diversidad Punto(s):20/202 Sí (20)
Diseño/aplicación/experiencia Punto(s):20/203.1 Sí (15)
3.2 Sí (5)
Evaluación/Análisis Punto(s):5/54 Sí (5)
Competencia/formación Punto(s):5/5
93
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:408 / 16
5 Sí (5)
Entorno Punto(s):35/356.1 Sí (25)
6.2 Sí (10)
94
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:409 / 16
Detalles del subsistema: prueba
Subsistema Autor Tipo Número de elementos físicos/canales
Cat. Grado de cobertura de diagnóstico [%]
Subsistema 1 Entrada Dos Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Subsistema 2 Entrada Uno Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Subsistema 3 Entrada Uno Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Subsistema 4 Entrada Uno Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Subsistema 5 Entrada Dos Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Subsistema 6 Lógica Uno Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
Subsistema 7 Salida Dos Arquitectura de PAScal calculada
Generada a partir de DC de los elementos contenidos
95
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:4010 / 16
Dispositivo Subsistema Horas de funcionamiento
al día
Días de funcionamiento
al año
Intervalo entre dos
accionamientos
Número calculado de accionamientos
[por hora]
Periodo de uso [años]
Detección de defectos
en el cableado
Grado de cobertura
de diagnóstico
[%]
Frecuencia de
solicitación <= 1/100
frecuencia de test
(categoría 2)
MTTFᴅ [años]
2.1.1.1 - PSEN cs4.1p/M12[1] [***]
Subsistema 1 - - - - 20,00 Ninguno - No -
2.1.2.1 - PSEN cs4.1p/M12[1] [***]
Subsistema 1 - - - - 20,00 Ninguno - No -
2.2.1.1 - PIT es Set[2] [***]
Subsistema 2 24 365 1,00 Hora(s) 1,00 20,00 Ninguno 99,00 No 207,76
2.3.1.1 - PSEN op 2H-s/1[3] [***]
Subsistema 3 - - - - 20,00 Ninguno - No -
2.4.1.1 - PSEN op2S[7] [***]
Subsistema 4 - - - - 20,00 Ninguno - No -
2.5.1.1 - PSEN rs1.0[4] [***]
Subsistema 5 24 365 4,00 Hora(s) 0,25 20,00 Ninguno - No 913,24
2.5.2.1 - PSEN rs1.0[4] [***]
Subsistema 5 24 365 4,00 Hora(s) 0,25 20,00 Ninguno - No 913,24
2.6.1.1 - PNOZ m3p[8] [***]
Subsistema 6 - - - - 20,00 Ninguno - No -
2.7.1.1 - Contactor nominal load[9] [***]
Subsistema 7 24 365 1,00 Hora(s) 1,00 20,00 Ninguno 99,00 No 1484,02
2.7.2.1 - Contactor nominal load[9] [***]
Subsistema 7 24 365 1,00 Hora(s) 1,00 20,00 Ninguno 99,00 No 1484,02
[***]Cambie el componente después del número de años indicado. Anótelo en el manual de usuario.[Número] : Para detalles, ver datos de componentes
96
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:4011 / 16
Datos de cálculo PL/PFHᴅ
Subsistema/canal PL PFHᴅ Cat. DCavg MTTFᴅ: limitado MTTFᴅ: sim.
Valores MTTFᴅ para canal 1
Valores MTTFᴅ para canal 2
DC CCF
prueba c 1,19E-062.1.1.1 - PSEN cs4.1p/M12 / PSEN cs4.1p/M12
e 2,62E-09 4
Entrada e 1,19E-08 4 99,00% 200,00 Años 207,76 Años 207,76 Años 207,76 Años 1002.2.1.1 - PIT es Set 207,76 Años 99,00%2.2.1.1 - PIT es Set 207,76 Años 99,00%2.3.1.1 - PSEN op 2H-s/1 c 3,05E-08 22.4.1.1 - PSEN op2S c 3,13E-09 2Entrada c 1,14E-06 1 0,00% 100,00 Años 100,00 Años 100,00 Años 100,00 Años2.5.1.1 - PSEN rs1.0 913,24 Años 0,00%2.5.2.1 - PSEN rs1.0 913,24 Años 0,00%2.6.1.1 - PNOZ m3p e 2,90E-10 4Salida e 1,75E-09 4 99,00% 1300,00 Años 1484,02
Años1484,02 Años 1484,02 Años 100
2.7.1.1 - Contactor nominal load
1484,02 Años 99,00%
2.7.2.1 - Contactor nominal load
1484,02 Años 99,00%
97
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:4012 / 16
Datos de componentesNúmero Tipo de
componenteNombre PL PFHᴅ [por hora] B10ᴅ MTTFᴅ [años]
1 Input PSEN cs4.1p/M12 e 2.62E-9 - -Dispositivo seleccionado
541109 V1.0
Limitaciones seleccionadas
Sensor | Bicanal | OSSD | Utilización general
2 Input PIT es Set - - 182.000 -Dispositivo seleccionado
400510 V1.0
Limitaciones seleccionadas
Sensor | Bicanal | #NotApplicable | Utilización general
3 Input PSEN op 2H-s/1 c 3.05E-8 - -Dispositivo seleccionado
630721 V1.0
Limitaciones seleccionadas
Sensor | Monocanal | OSSD | Utilización general
4 Input PSEN rs1.0 - - 200.000 -Dispositivo seleccionado
570301 V1.0
Limitaciones seleccionadas
Sensor | Bicanal | #NotApplicable | #NotApplicable | Exclusión de fallos mecánicos
5 Logic PNOZ m1p e 2.9E-10 - -Dispositivo seleccionado
773103 V1.0
Limitaciones seleccionadas
Entrada | Bicanal | Entrada digital | Utilización general | Con verificación de plausibilidad
6 Output Contactor small load - - 20.000.000 -
98
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:4013 / 16
Número Tipo de componente
Nombre PL PFHᴅ [por hora] B10ᴅ MTTFᴅ [años]
Dispositivo seleccionado
Contactor small load
Limitaciones seleccionadas
#ConstraintsNotAvailable
7 Input PSEN op2S c 3.13E-9 - -Dispositivo seleccionado
630380 V1.0
Limitaciones seleccionadas
Sensor | #NotApplicable | #NotApplicable | Utilización general
8 Logic PNOZ m3p e 2.9E-10 - -Dispositivo seleccionado
773126 V6.7
Limitaciones seleccionadas
Entrada | Bicanal | Entrada digital | Utilización general | Con verificación de plausibilidad
9 Output Contactor nominal load - - 1.300.000 -Dispositivo seleccionado
Contactor nominal load
Limitaciones seleccionadas
#ConstraintsNotAvailable
99
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:4014 / 16
Questionario CCF (EN ISO 13849-1)
ID Grupo Pregunta1 Separación/
segregaciónSeparación física entre las rutas de señales p. ej., separación de cableado/tuberíasp. ej., distancias de fuga y dispersión superficial suficientes en circuitos impresos
2 Diversidad Se utilizan tecnologías/diseños o principios físicos diferentes p. ej., el primer canal con electrónica programable y el segundo canal con cableado
fijo p. ej., el tipo de iniciaciónp. ej., presión y temperaturamedición de distancia y presiónp. ej. digital y analógicocomponentes de diferentes fabricantes.
3.1 Diseño/aplicación/experiencia
Protección contra sobretensión, sobrepresión, sobreintensidad, etc.
3.2 Utilización de componentes de eficacia probada.4 Evaluación/Análisis ¿Se han tenido en cuenta los resultados de un tipo de fallo y de un análisis de
efectos para evitar los fallos de causa común.5 Competencia/
formación¿Se ha enseñado a los ingenieros de proyectos/instaladores a identificar las razones y los efectos de fallos de causa común?
6.1 Entorno Protección contra la suciedad y perturbaciones electromagnéticas (CEM), contra CCF de acuerdo con las normas correspondientes Sistemas de fluidos: Filtrado del medio comprimido, prevención de la entrada de suciedad, deshidratación del aire comprimido en consonancia, p. ej., con los requisitos del fabricante en cuanto a la pureza del medio comprimido. Sistemas eléctricos: ¿Se ha verificado la inmunidad electromagnética del sistema según se especifica, p. ej., en las oportunas normas contra CCF? En sistemas que combinen electricidad y fluidos, deben tenerse en cuenta ambos aspectos.
6.2 Otros factores perturbadores: ¿Se han tenido en cuenta todos los requisitos en relación con la resistencia a las condiciones ambientales relevantes como temperatura, golpes, vibraciones, humedad (según se especifica, p. ej., en las normas pertinentes)?
Questionario sobre el análisis de riesgos (EN ISO 13849-1)
Parámetros del riesgo
Consideración Evaluation
Gravedad Gravedad de la lesión Ligera (normalmente lesión reversible)
Seria (normalmente lesión irreversible, incluida la muerte)
Frecuencia/duración
Frecuencia y/o tiempo de exposición al peligro
Raro a poco frecuente y/o el tiempo de exposición al peligro es corto.
Frecuente a continuo y/o el tiempo de exposición al peligro es largo.
Posibilidades de prevención
Posibilidad de evitar o limitar el peligro o de limitar el daño
Posible en determinadas circunstancias
Apenas posible
100
Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
11/09/2018 19:4015 / 16
Explicación de la categoría (EN ISO 13849-1)
Los resultados del cálculo valen solamente si se cumplen también los siguientes requisitos.
Categoría Suma de requisitos Comportamiento del sistema
B
SRP/CS(en) y/o su dispositivo de seguridad y sus componentes se deberán diseñar, construir, seleccionar, ensamblar y combinar de acuerdo con las normativas pertinentes de forma que resistan las influencias esperadas. Deben utilizarse los principios de seguridad básicos.
La aparición de un defecto puede conducir a la pérdida de la función de seguridad.
1
Deben cumplirse los requerimientos de "B". Han de utilizarse componentes y principios de seguridad de eficacia probada.
La aparición de un defecto puede conducir a la pérdida de la función de seguridad, pero la probabilidad de que ocurra es menor que en la categoría B.
2
Han de cumplirse los requisitos de B y la utilización de principios de seguridad de eficacia probada.
El sistema de mando de la máquina ha de comprobar periódicamente la función de seguridad.
La aparición de un fallo puede conducir a la pérdida de la función de seguridad entre los ensayos.
El ensayo detecta la pérdida de la función de seguridad.
3
Han de cumplirse los requisitos de B y la utilización de principios de seguridad de eficacia probada.
Las partes relativas a la seguridad se diseñarán de manera que:- un solo defecto en cada una de estas partesno conduzca a la pérdida de la función deseguridad y que
- siempre que pueda realizarse de manerarazonable, se detecte el defecto aislado.
Si se produce un solo defecto, se mantiene siempre la función de seguridad.
Se detectan algunos defectos, pero no todos.
Una acumulación de defectos no detectados puede conducir a la pérdida de la función de seguridad.
4
Han de cumplirse los requisitos de B y la utilización de principios de seguridad de eficacia probada.
Las partes relativas a la seguridad se diseñarán de manera que:- un solo defecto en cada una de estas partesno conduzca a la pérdida de la función deseguridad y que
- el defecto aislado se detecte antes o durantela siguiente solicitación de la función deseguridad. Si no es posible la detección, laacumulación de fallos no detectados no debeconducir a la pérdida de la función deseguridad.
Si se produce un solo defecto, se mantiene siempre la función de seguridad.
La detección de acumulaciones de fallos reduce la probabilidad de pérdida de la función de seguridad (DC alto).
Los defectos se detectan a tiempo para evitar la pérdida de la función de seguridad.
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Banco de Prueba Universidad de Guayaquil
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DECLARACIÓN DE RENUNCIA DEL USUARIO FINAL DE PASCALLa herramienta de cálculo PAScal facilita la determinación del Performance Level según EN ISO 13849-1 y del SIL según EN/IEC 62061. Cualesquiera otros requisitos de las normas (p. ej., requisitos del software de seguridad y de la integridad de la seguridad de los sistemas) deben considerarse por separado. Para la utilización de la herramienta es necesario, por tanto, el conocimiento y la aplicación correcta de las normas y directivas pertinentes, en particular EN ISO 13849-1, EN/IEC 62061 e IEC 61508. Si los daños se deben a la inobservancia de las instrucciones de uso, se utilizan bibliotecas no actualizadas o si el usuario del software no dispone de los conocimientos adecuados, se perderán los derechos de garantía y de reclamación de responsabilidades.
Los cálculos se han realizado según el mejor saber y entender de acuerdo con el estado actual de la normativa. Sin embargo, debido a la imposibilidad de evitar totalmente la aparición de errores pese al cuidado con que se han elaborado los datos no podemos responsabilizarnos, salvo negligencia grave por nuestra parte, de la exactitud e integridad de los mismos. Hacemos hincapié en que los resultados no tienen la calidad legal de garantías o propiedades garantizadas. Por consiguiente, será necesario validar la plausibilidad de los resultados.
Para calcular las funciones de seguridad se utilizan las siguientes bibliotecas:
Fabricante Biblioteca Versión
ISO and IEC ISO13849-1 4.0.0
Pilz pilz 3.1.1
Pilz pilz 3.0.1
Utilice siempre bibliotecas procedentes de fuentes de confianza. Compruebe el origen de las bibliotecas utilizadas. Compruebe los datos del dispositivo mediante la documentación y los certificados del fabricante.
Tenga en cuenta: las últimas versiones de las bibliotecas con formato PAScal están disponibles en:www.pilz.com/PAScal_Lib
Las bibliotecas con otros formatos están disponibles normalmente en la página web del fabricante del dispositivo.
PAScal es una herramienta fabricada por PilzPilz GmbH & Co. KG, Sichere Automation
Felix-Wankel-Straße 2
73760 Ostfildern
Alemania
Tel.: +49 711 3409-0
Fax: +49 711 3409-133
Web: www.pilz.es
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Nombre del proyecto
BancoPruebas2.mpnoz
Pilz GmbH & Co. KG Sichere AutomationFelix-Wankel-Straße 273760 OstfildernGermanyTel.: +49 711 3409-0Fax: +49 711 3409-133E-mail: [email protected]: www.pilz.de
Informe PNOZmulti
ANEXO 9103
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1. Vista general
En este proyecto PNOZmulti se utiliza el siguiente hardware. Encontrará información detallada en el informe de hardware.
2. ÍndiceNombre de informe Página
Información de proyecto 3Configuración de hardware 4Programa principal Información 5
-Espacio de trabajo: Programa principal 6-Lista de asignaciones: Programa principal 8-Referencia cruzada - E/S de hardware : Programa principal 9-Referencia cruzada - ID de elemento : Programa principal 10-Referencia cruzada - Entradas/salidas LOOP : Programa principal 12-PVIS 13
Informe PNOZmulti 104
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Información generalNombre del proyecto: BancoPruebas2Empresa:Autor:Revisado por:Nombre:Fecha: 11/9/2018 17:22:03Fecha de almacenamiento: 11/9/2018 16:52:00Creado en la versión: v10.5.0 build 8Software: v10.5.0Checksum total del proyecto: DDF0Comentario:Idioma del proyecto: español - es
Conexión EthernetDirección IP: 0.0.0.0Máscara de Subnet: 0.0.0.0Dirección de gateway: 0.0.0.0Asignación dirección IP: DinámicaPuerto PG: 9000Puerto Scan: 10000Timeout online (intervalo: 700 -10000 ms):
1000
Programas vinculadosNombre del programa Tipo de programa Almacenado en módulo Nombre del
móduloChecksum segura:
Programa principal Programa principal Dispositivo base PNOZ m1p ETH a1 56E0
Informe PNOZmulti Información de proyecto 105
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ID Nombre de módulo Versión Indicador de equipo Programable Entradas salidas Descripción de la ubicación 0 Dispositivo base PNOZ m1p ETH v6.7 a1 Sí 20 6
Informe PNOZmulti Configuración de hardware 106
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Programa principal Información
Hardware:SoftwareChecksum segura:Checksum segura sin nivel 3:Checksum nivel 3Checksum textos de diagnóstico:Comentario:
Dispositivo base PNOZ m1p ETHv10.5.056E056E000
Informe PNOZmulti Programa principal Información 107
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Informe PNOZmulti Espacio de trabajo: Programa principal (Página 1 of 2) 108
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Informe PNOZmulti Espacio de trabajo: Programa principal (Página 2 of 2) 109
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E/S Comentario Descripción de la ubicación Tacto de prueba Información de bita1.i0 Cortinas - NCa1.i1 Cortinas - NCa1.i2 Muting - NCa1.i3 Muting - NOa1.i5 Traccion - NCa1.i6 Traccion - NCa1.i7 PB_emerg - NCa1.i8 - NOa1.i9 PB_stop - NCa1.i10 PB_star - NOa1.i11 RFID - NCa1.i12 RFID - NCa1.o0 Luz_verde -a1.o1 -a1.o2 Luz_roja -a1.o4 Salida_motor -a1.o5 -
Informe PNOZmulti Lista de asignaciones: Programa principal 110
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E/S BMK Página
Programa de usuario
a1.i0 Cortinas 1a1.i1 Cortinas 1a1.i2 Muting 2a1.i3 Muting 2a1.i5 Traccion 1a1.i6 Traccion 1a1.i7 PB_emerg 1a1.i8 1a1.i9 PB_stop 1a1.i10 PB_star 1a1.i11 RFID 1a1.i12 RFID 1a1.o0 Luz_verde 1a1.o1 1a1.o2 Luz_roja 1a1.o4 Salida_motor 1a1.o5 1
Informe PNOZmulti Referencia cruzada - E/S de hardware : Programa principal 111