El dilema de la selección: Dobles restricciones de protección contra explosiones y seguridad funcional
En aplicaciones químicas, farmacéuticas, de procesamiento de alimentos y mineras, la monitorización de nivel en silos de polvo a menudo presenta un problema de selección difícil: el dispositivo debe cumplir simultáneamente con la certificación de protección contra explosiones para áreas peligrosas y la integración de seguridad funcional en Sistemas Instrumentados de Seguridad (SIS) para la prevención de desbordamiento o protección contra funcionamiento en seco.
La protección contra explosiones aborda "no encender la atmósfera"; la certificación SIL aborda "actuar de forma fiable cuando sea necesario". Ambas son esenciales, pero cuando se combinan en un solo dispositivo, la complejidad de la selección aumenta significativamente.
Tomando el riesgo de explosión de polvo como ejemplo, la norma IEC 60079 clasifica las áreas peligrosas en zonas (Zona 20/21/22 para polvo, Zona 0/1/2 para gas). Diferentes zonas requieren diferentes tipos de protección (por ejemplo, Ex d a prueba de explosión, Ex ia seguridad intrínseca, Ex t protección de envolvente). Simultáneamente, la norma IEC 61508 de seguridad funcional requiere que el dispositivo ejecute de forma fiable acciones de seguridad (por ejemplo, activar alarmas o apagar la alimentación) bajo demanda, donde el nivel SIL determina directamente la probabilidad de fallo bajo demanda (PFD) del dispositivo.
El Soliphant M FTM50 proporciona una vía para cumplir ambos marcos de certificación.
Coexistencia de Certificación Ex y SIL2: Viabilidad Técnica y Prerrequisitos de Configuración
No todas las versiones certificadas Ex del FTM50 admiten la seguridad funcional SIL2. Lograr ambas requiere bloquear una combinación de configuración específica.
Según la Hoja de Datos de Seguridad Funcional de Endress+Hauser, la capacidad SIL2 para el FTM50 solo es válida bajo las siguientes condiciones:
-
Inserto electrónico: FEM58 (salida NAMUR según IEC 60947-5-6)
-
Código de pedido: Variantes específicas (FTM50-xxxxx8xxxRx / xxxxx8xxxSx)
-
Modo de seguridad: MAX (prevención de desbordamiento) o MIN (protección contra funcionamiento en seco)
-
Arquitectura: 1oo1D (canal único con diagnóstico interno y salida de fallo)
En configuración SIL2, las métricas clave de fiabilidad para el FTM50 incluyen:
-
Probabilidad de Fallo Bajo Demanda (PFD_av): 2.09 × 10⁻⁴ (T₁ = 1 año)
-
Fracción de Fallo Seguro (SFF): 91%
-
Tiempo Medio Entre Fallos (MTBF_tot): 184 años
Esto indica que bajo modo de baja demanda que requiere pruebas periódicas anuales, la probabilidad de fallo de la función de seguridad se controla a un nivel extremadamente bajo, cumpliendo los requisitos cuantitativos para la mayoría de las aplicaciones SIL2.
Coincidencia y Limitaciones de los Tipos de Protección contra Explosiones
El FTM50 admite múltiples tipos de protección contra explosiones, pero los diferentes tipos tienen diferentes límites de proceso:
Una limitación notable: Al seleccionar FEM58 (obligatorio para SIL2) con envolvente a prueba de explosión Ex de, el límite superior de temperatura ambiente es +60°C, en lugar de los +70°C estándar. Para sitios con alta temperatura ambiente (por ejemplo, verano en Oriente Medio o cerca de fuentes de calor), esta reducción de temperatura debe tenerse en cuenta en los cálculos de selección.
Además, ciertas versiones Ex solo admiten un límite superior de temperatura del proceso de 150°C. Para aplicaciones que requieren tanto una temperatura de medio de 280°C como una protección Ex específica, se deben consultar las Instrucciones de Seguridad (documento XA) pertinentes para su verificación.
Valor de las Funciones de Diagnóstico en Configuración SIL2
El inserto electrónico FEM58 incluye un botón de prueba que simula la cobertura de las horquillas para verificar la comunicación y la integridad de la señal entre el sensor y el amplificador de aislamiento sin cambiar el nivel real. Esto es particularmente valioso para las pruebas periódicas en bucles de seguridad SIL2.
Desde una perspectiva de seguridad del proceso, esta función de autocomprobación reduce los costos de prueba y mejora la viabilidad de la frecuencia de prueba, reduciendo así el valor PFD acumulado.
Recomendaciones de Diseño y Lista de Verificación
Al seleccionar el FTM50 bajo restricciones duales Ex+SIL2, se deben verificar los siguientes elementos:
-
Clasificación de área peligrosa: Confirmar zona de polvo (Zona 20/21/22) vs. zona de gas (Zona 0/1/2), o clasificación mixta
-
Temperatura del proceso vs. compatibilidad de la versión Ex: Verificar si la versión de alta temperatura (280°C) es compatible con el tipo de protección Ex seleccionado
-
Temperatura ambiente vs. tipo de carcasa: Con FEM58, el límite superior de la versión Ex de es 60°C
-
Precisión del código de pedido: La capacidad SIL2 es específica del código; confirmar a través del Configurador de Producto
-
Adquisición y cumplimiento del Manual de Seguridad (SD206F): La instalación, puesta en marcha y pruebas de verificación deben seguir el Manual de Seguridad
Conclusión
El Soliphant M FTM50 aborda tanto la protección Ex (multizona gas/polvo) como la seguridad funcional SIL2 en un solo dispositivo, reduciendo el número de interfaces y la complejidad del sistema. Sin embargo, la coincidencia precisa de los parámetros del proceso, el tipo de protección Ex, la versión del inserto electrónico (FEM58) y el código de pedido es esencial durante la selección para lograr el doble objetivo de "protección contra ignición y acción de seguridad fiable" en el sitio de instalación.
¡Su mensaje debe tener entre 20 y 3.000 caracteres!
