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Safety manual Sicherheitshandbuch Manuel de sécurité Manual de seguridad Safety manual on functional safety, model S-20 GB Sicherheitshandbuch zur funktionalen Sicherheit, Typ S-20 D Manuel de sécurité concernant la sécurité fonctionnelle, type S-20 F Manual de seguridad para seguridad funcional, modelo S-20 E Pressure transmitter model S-20 Contenido Contenido 1. 1.1 1.2 1.3 1.4 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 Información general Finalidad de este documento Otra documentación relativa al instrumento Normas relevantes Abreviaturas 40 40 40 41 Seguridad 42 Rótulos, marcaje de seguridad 42 Rangos de presión Conexionado Señal de salida/parámetros válidos Descripción de la función de seguridad y diagnóstico Comprobación para detectar una deriva de señales Indicaciones para la determinación de índices en materia de seguridad Límites de operación (incl. condiciones ambientales) Compatibilidad electromagnética 2.10 Puesta en servicio del transmisor de presión 14082128.02 06/2014 GB/D/F/E 40 2.11 Puesta fuera de servicio del transmisor de presión 2.12 Conservación 2.13 Índices para Performance Level Manual de seguridad transmisores de presión, modelo S-20 42 43 43 45 46 47 47 48 48 49 49 49 39 E 1. Información general 1. Información general 1.1 Finalidad de este documento Esta manual de seguridad acerca de la seguridad funcional trata el transmisor de presión, modelo S-20, únicamente como parte de una función de seguridad. Este manual de seguridad es válido junto con la documentación mencionada en el capítulo 1.2 "Otra documentación relativa al instrumento". Respetar adicionalmente las instrucciones de seguridad en el manual de instrucciones (nº de artículo 14043170). Rangos de aplicación El transmisor de presión S-20 está diseñado para una utilización universal en la ingeniería mecánica y construcción de plantas. El usuario debe garantizar un cambio de presión regular y, con ello, un cambio proporcional de la señal de salida. Debido al performance level seleccionado, el transmisor de presión no dispone de ninguna función de diagnóstico para reconocer una señal estática a causa de un fallo del aparato. 1.2 Otra documentación relativa al instrumento Adicionalmente a este manual de seguridad es válido el manual de instrucciones (código 14043170) y la hoja técnica PE 81.61 para el modelo S-20. 1.3 Normas relevantes Norma Descripción EN ISO 13849-1:2008 Seguridad de las máquinas. Partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad. Parte 1: Principios generales para el diseño (ISO 13849-1:2006); EN ISO 13849-2:2012 Seguridad de las máquinas. Partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad. Parte 2: Validación (ISO 13849-2:2012) EN 61326-3-1:2008 Material eléctrico para medida, control y uso en laboratorio. Requisitos de compatibilidad electromagnética (CEM). Parte 3-1: Requisitos de inmunidad para los sistemas relativos a la seguridad y para los equipos previstos para realizar funciones relativas a la seguridad (seguridad funcional). Aplicaciones industriales generales. Tabla 1-1: Normas relevantes 40 Manual de seguridad transmisores de presión, modelo S-20 14082128.02 06/2014 GB/D/F/E E Este manual de instrucciones proporciona indicaciones importantes acerca del manejo del transmisor de presión modelo S-20. Para un trabajo seguro, es imprescindible cumplir con todas las instrucciones de seguridad y manejo indicadas. 1. Información general 1.4 Abreviaturas Abreviatura Descripción FMEA Failure Modes Effects and Diagnostic Analysis MTTFd Tiempo medio hasta un fallo peligroso PL Performance level: Nivel discreto que especifica la capacidad de las piezas relevantes para la seguridad de una unidad de control de ejecutar una función de seguridad bajo condiciones previsibles. TM Duración de utilización Tiempo de estableci- Intervalo entre el cambio abrupto de la señal de presión y el momento en el que la señal de salida no varía en más miento de la tolerancia de 1% del valor en el valor final estabilizado.. Tiempo de activación Tiempo después de conectar hasta que el primer valor de medición válido (máx. ±1% de error FSO) esté disponible en la salida de señal. 14082128.02 06/2014 GB/D/F/E Tabla 1-2: Abreviaturas (véase también EN ISO 13849-1:2008 y EN ISO 13849-2:2012) Manual de seguridad transmisores de presión, modelo S-20 41 E 2. Seguridad 2. Seguridad 2.1 Rangos de presión Consultar el rango de presión admisible para el transmisor de presión en la placa de identificación. ¡ADVERTENCIA! ■■ Nunca sobrepasar la presión de sobrecarga, ni en caso de errores. Cargas por encima de la presión de sobrecarga pueden causar errores de medición en la señal de salida y, por consecuencia, afectar la función de seguridad. ■■ Golpes de ariete por debajo de la presión nominal y de una duración de menos de 1 ms pueden causar errores de medición en la señal de salida y, por consecuencia, afectar la función de seguridad. Opcionalmente, están disponibles taladros de conducto con diámetros reducidos para reducir los golpes de ariete. Prestar atención a que el diámetro reducido esté adecuado para las dimensiones de las partículas del medio. E 2.2 Rótulos, marcaje de seguridad Placa de identificación Performance level Rango de medida Señal de salida Alimentación auxiliar Detalles del conexionado véase la explicación de símbolos Explicación de símbolos CE, Communauté Européenne Los instrumentos con este marcaje cumplen las directivas europeas aplicables. 42 Manual de seguridad transmisores de presión, modelo S-20 14082128.02 06/2014 GB/D/F/E Modelo P# Número de producto S# Número de serie 2. Seguridad 2.3 Conexionado La asignación de los pines a las señales así como la subdivisión de las señales se encuentran en la placa de identificación. ■■ Conexión 0 V / U-: ■■ Conexión U+: ■■ Conexión S+: Conexión combinada para tensión de servicio negativa y masa de señal. Tensión de servicio positiva Salida de señal para salidas de tensión ¡ADVERTENCIA! Para instrumentos con conectores eléctricos enchufables deben utilizarse uniones adecuados. Hay que prevenir de forma rigurosa la penetración de humedad. Observar las notas en el manual de instrucciones para la puesta en servicio. 2.4 Señal de salida/parámetros válidos Parámetro Rango del span 4 ... 20 mA, 2 hilos 16 mA 20 ... 4 mA (2 hilos) 16 mA DC 1 … 5 V 4V DC 1 … 6 V 5V DC 0,5 … 4,5 V 4V DC 0,5 ... 4,5 V ratiométrico 4 V * UB / 5 V 3,6 mA 23 mA -0,4 V -0,4 V -0,4 V 0,1 * UB / 5 V Span Inicio del valor límite 3,8 mA 20,5 mA 0,9 V 0,9 V 0,4 V 0,4 V * UB / 5 V 4 mA 20 mA 1V 1V 0,5 V 0,5 * UB / 5 V Span Final del valor nominal 20 mA 4 mA 5V 6V 4,5 V 4,5 * UB / 5 V Span Final del valor límite 20,5 mA 3,8 mA 5,5 V 6,5 V 4,7 V 4,7 V * UB / 5 V Límite superior del rango de regulación 23 mA 3,6 mA 11,5 V 11,5 V 11,5 V 4,9 * UB / 5 V Tensión de servicio UB nominal [V DC] 24 24 24 24 24 5 Límite inferior del rango de regulación Span Inicio del valor nominal 14082128.02 06/2014 GB/D/F/E Señal de salida Manual de seguridad transmisores de presión, modelo S-20 43 E 2. Seguridad Señal de salida 4 ... 20 mA, 2 hilos 20 ... 4 mA (2 hilos) DC 1 … 5 V DC 1 … 6 V DC 0,5 … 4,5 V DC 0,5 ... 4,5 V ratiométrico Tensión de servicio UB mínima [V DC] 8 8 8 9 8 4,5 Máximo absoluto de la tensión de servicio UB [V DC] Tensión de servicio UB máxima [V DC] 36 36 36 36 36 5,5 (35 para cULus) (35 para cULus) (35 para cULus) (35 para cULus) (35 para cULus) 40 40 40 40 40 5,5 Máx. ondulación de la tensión de servicio [% de V DC], rango de frecuencia con 50 Hz, 60 Hz, 100 Hz, 120 Hz ±0,5 ±0,5 ±0,5 ±0,5 ±0,5 N/A 25 25 12 12 12 12 Pérdida de potencia [mW] 828 828 432 432 432 432 Carga máx. [Ω] ≥ (UB - 7,5V) / 0,023A ≥ (UB - 7,5V) / 0,023A ≤ 5.000 ≤ 6.000 ≤ 4.500 ≤ 4.500 Protección contra polaridad inversa entre UB+/UB- Sí Sí Sí Sí Sí No Protección contra cortocircuito entre S+/UB+ N/A N/A No No No No Protección contra cortocircuito entre S+/UB- N/A N/A Sí Sí Sí Sí Tiempo de establecimiento [ms] Tiempo de activación [ms] 3 150 3 3 3 3 3 Máx. alimentación de corriente eléctrica [mA] Influencia de la tensión de servicio ±0,05 [% por cada 10 V] Máx. capacidad de carga [nF] N/A ±0,05 N/A 150 ±0,05 100 150 ±0,05 100 150 ±0,05 100 150 N/A 0,47 150 Tabla 2-1: Parámetro 44 14082128.02 06/2014 GB/D/F/E E Parámetro Manual de seguridad transmisores de presión, modelo S-20 2. Seguridad 2.5 Descripción de la función de seguridad y diagnóstico La función de seguridad del modelo S-20 consiste en que el transmisor de presión convierta la magnitud física de entrada "presión" en una señal eléctrica. ■■ El modelo S-20 detecta los siguientes errores Detección de errores Señal de salida 4 ... 20 mA, (2 hilos) 20 ... 4 mA (2 hilos) DC 1 … 5 V DC 1 … 6 V DC 0,5 … 4,5 V DC 0,5 ... 4,5 V ratiométrico Presión inferior a partir de la -2,5 % cual se detecta un error Valor bajo de alarma máx. 3,6 mA -6,25 % Valor bajo de alarma máx. 3,6 mA -12,5 % Valor bajo de alarma 0,2 … 0,5 V -10 % Valor bajo de alarma 0,2 … 0,5 -5 % Valor bajo de alarma 0,1 … 0,3 V -5 % Valor bajo de alarma 0,1 … 0,3 V Error de comunicación ADC Valor bajo de (interno) alarma máx. 3,6 mA Valor bajo de alarma máx. 3,6 mA Valor bajo de alarma 0,2 … 0,5 V Valor bajo de alarma 0,2 … 0,5 V Valor bajo de alarma 0,1 … 0,3 V Valor bajo de alarma 0,1 … 0,3 V Comprobación cíclica Sobrepresión a partir de la cual se detecta un error Comprobación al conectar Error de sensor, suma de control de EEPROM incorrecta (error de hardware diagnosticado por el instrumento) +6,25% Valor bajo de alarma máx. 3,6 mA Valor bajo de alarma máx. 3,6 mA +2,5 % Valor bajo de alarma máx. 3,6 mA Valor bajo de alarma máx. 3,6 mA +25 % Valor bajo de alarma 0,2 … 0,5 V Valor bajo de alarma 0,2 … 0,5 V +20 % Valor bajo de alarma 0,2 … 0,5 V Valor bajo de alarma 0,2 … 0,5 V +10 % Valor bajo de alarma 0,1 … 0,3 V Valor bajo de alarma 0,1 … 0,3 V +10 % Valor bajo de alarma 0,1 … 0,3 V Valor bajo de alarma 0,1 … 0,3 V 14082128.02 06/2014 GB/D/F/E Tabla 2-2: Detección de errores ■■ Todos los errores detectados se muestran como señal de alarma a reglar (alarma de límite inferior). ■■ Errores no reconocidos pueden generar una señal de salida no definida dentro o fuera del rango del span. ■■ La señal de alarma para sobrepresión o presión negativa se activa si el error se mantiene activo durante mín. 10 segundos sin interrupción. ■■ Errores que se comprueban cíclicamente no están activos permanentemente, es decir, volver al modo de medición después de salir del área de errores es posible durante el funcionamiento. Manual de seguridad transmisores de presión, modelo S-20 45 E 2. Seguridad ■■ Falta protección contra cortocircuito entre las señales según tabla 2-1: Parámetros pueden causar la destrucción del manómetro. Cortocircuito implica la pérdida de la función de seguridad. ■■ La unidad lógica superior debe llevar el sistema a un estado seguro en caso de que sea válida la condición de alarma. ¡ADVERTENCIA! El modelo S-20 solo puede utilizarse para la medición de presión en aplicaciones con cambios dinámicos de los valores de presión. La unidad lógica superior debe llevar el sistema a un estado seguro en caso de que haya una alarma de límite inferior. El usuario es obligado a diseñar toda la función de seguridad en conformidad con EN ISO 13849-1:2008. La función de seguridad puede alcanzar como máximo el PL del modelo S-20. La unidad lógica externa debe cumplir como mínimo los mismos requisitos en cuanto a EN ISO 13849-1:2008 como el modelo S-20. Exactitud de la función de medición segura La precisión de seguridad total es ±(2 % + 0,3 % deriva/año). El error de medición máximo incluye, aparte de la precisión básica indicada en la hoja técnica, los siguientes errores: ■■ Compatibilidad electromagnética ■■ Error de temperatura ■■ Estabilidad a largo plazo 2.6 Comprobación para detectar una deriva de señales Una comprobación del transmisor de presión para detectar posibles derivas debe llevarse a cabo por la unidad lógica externa después de conectar y sin presión. Se asume que no hay ningún fallo del instrumento si es válida la siguiente condición: ■■ Desviación del punto cero inferior a 0,2 % de la presión nominal Esta comprobación puede llevarse a cabo o ■■ durante cada puesta en servicio de la aplicación si no hay presión ■■ o en un intervalo de máx. 12 meses durante el mantenimiento de la aplicación. 46 Manual de seguridad transmisores de presión, modelo S-20 14082128.02 06/2014 GB/D/F/E E 2. Seguridad 2.7 Indicaciones para la determinación de índices en materia de seguridad Las cuotas de fallo del sistema electrónico se han determinado mediante AMFE. Los cálculos están basados en cuotas de fallo de los elementos constructivos según SN29500 así como las especificaciones de los fabricantes. Se aplica el siguiente supuesto: La media de la temperatura ambiente es de 40 ºC durante el servicio Basado en EN ISO 13849-1:2008 se presupone una utilización máxima de 20 años del transmisor de presión en una aplicación de seguridad. El transmisor de presión debe ponerse fuera de servicio tras el periódo de uso. . 2.8 Límites de operación (incl. condiciones ambientales) 2.8.1 Requisitos para el medio de presión ¡ADVERTENCIA! Las partículas en el medio de presión no deben obstruir la perforación de conducto. Más requisitos según el manual de instrucciones de modelo S-20 2.8.2 Rangos de temperatura admisibles Medio y ambiente: -20 ... +80 °C 14082128.02 06/2014 GB/D/F/E Fuera del rango de temperatura admisible no puede garantizarse la precisión de medición del transmisor de presión, lo que puede afectar la función de seguridad. Manual de seguridad transmisores de presión, modelo S-20 47 E 2. Seguridad 2.8.3 Valores para la tensión de servicio en la conexión UB+ ■■ Hay que considerar además los valores para las cargas máx. y mín. admisibles en función de la tensión de servicio. Véase tabla 2-1: Parámetros ■■ Para alimentar el transmisor de presión debe utilizarse un circuito eléctrico con límite de energía según UL/EN/IEC 61010-1 o LPS según UL/EN/IEC 60950-1 o (para América del Norte) Clase 2 según UL1310/UL1585 (NEC o CEC) para alimentar el transmisor de presión. La alimentación eléctrica debe ser adecuada para aplicaciones en alturas superiores a 2.000 metros, si se quiere utilizar el transmisor de presión a partir de esas alturas. ¡ADVERTENCIA! El usuario debe garantizar que la tensión de servicio se mantiene dentro de la gama admisible. En ningun caso la tensión auxiliar debe caer por debajo del valor mínimo o exceder su límite máximo. De lo contrario, puede verse afectada la función de seguridad. E 2.9 Compatibilidad electromagnética Se aplica la norma EN 61326-3-1:2008. ¡ADVERTENCIA! Según EN 61326-3-1:2008 se requiere una precisión de 2 kV para el ensayo según IEC 61000-4-5. La resistencia a interferencias del S-20 es 1 kV. Para alcanzar una mayor resistencia a interferencias, hay que utilizar medidas de protección externas. ¡ADVERTENCIA! Después de poner el transmisor de presión en servicio iniciar una prueba funcional de toda la función de seguridad (bucle de seguridad) para verificar si el transmisor sigue garantizando la función de seguridad del sistema. Las pruebas funcionales verifican el funcionamiento perfecto del sistema de seguridad en interacción con todos los componentes (sensor, unidad lógica, actuador). Debe excluirse un daño mecánico del transmisor de presión en el lugar de montaje. 48 Manual de seguridad transmisores de presión, modelo S-20 14082128.02 06/2014 GB/D/F/E 2.10 Puesta en servicio del transmisor de presión Comprobar el perfecto funcionamiento antes de la puesta en servicio. 2. Seguridad 2.11 Puesta fuera de servicio del transmisor de presión Según capítulos 9 y 10 del manual de instrucciones para modelo S-20. ¡ADVERTENCIA! Proteger el instrumento puesto fuera de servicio contra una puesta en servicio accidental (por ejemplo mediante un marcaje correspondiente). Después de recambiar el transmisor de presión iniciar una prueba funcional de toda la función de seguridad (bucle de seguridad) para verificar si el transmisor sigue garantizando la función de seguridad del sistema. Las pruebas funcionales verifican el funcionamiento perfecto del sistema de seguridad en interacción con todos los componentes (sensor, unidad lógica, actuador). 2.12 Conservación Los trabajos de conservación rutinarios no son necesarios para el modelo S-20. 2.13 Índices para Performance Level 546 años B b 20 años 14082128.02 06/2014 GB/D/F/E MTTFd: Categoría: PL: TM: Manual de seguridad transmisores de presión, modelo S-20 49 E