CIP Safety: centrale il tema della sicurezza nei sistemi di automazione industriale

Il protocollo CIP Safety si afferma come una soluzione fondamentale nelle applicazioni che richiedono sicurezza funzionale, fornendo un framework robusto e affidabile per la comunicazione tra dispositivi di sicurezza.

Infatti, al giorno d’oggi, la crescente integrazione di dispositivi intelligenti e sistemi avanzati ha portato a un aumento esponenziale dell’efficienza produttiva. Tuttavia, questa evoluzione comporta anche una maggiore responsabilità in termini di sicurezza operativa.

CIP Safety garantisce la sicurezza funzionale delle macchine, intervenendo direttamente sui comandi di arresto e monitoraggio per prevenire situazioni di rischio e assicurando che i dispositivi rispondano correttamente alle condizioni di emergenza.

Inoltre, grazie alla sua integrazione con il Common Industrial Protocol (CIP), consente di combinare dispositivi standard e Safety all’interno della stessa rete, semplificando l’architettura dei sistemi di automazione e migliorando l’efficienza complessiva.

In questo articolo esploreremo nel dettaglio il funzionamento di CIP Safety, le sue caratteristiche principali e il valore aggiunto che offre nel settore dell’automazione industriale.

Caratteristiche e Peculiarità del Protocollo CIP Safety

CIP Safety è stato sviluppato per fornire una comunicazione fail-safe tra vari nodi all’interno di sistemi di automazione industriale, inclusi blocchi I/O di sicurezza, interruttori di interblocco, barriere fotoelettriche e controllori di sicurezza.

Questo protocollo è conforme agli standard IEC 61508 e IEC 62061, raggiungendo un livello di integrità della sicurezza (SIL) fino al livello 3, il che lo rende adatto per applicazioni sia nell’automazione di macchine che di processi, e fino a PL e secondo la ISO 13849-1.

Una delle principali peculiarità di CIP Safety è la sua capacità di integrare dispositivi standard e di sicurezza sulla stessa rete. Questa caratteristica non solo semplifica l’architettura del sistema, ma aumenta anche la flessibilità operativa, permettendo una scalabilità più agevole e una manutenzione semplificata.

Inoltre, CIP Safety opera a livello applicativo: i servizi di sicurezza e le diagnostiche ad alta integrità sono implementati direttamente nel livello applicativo, garantendo una maggiore efficienza e riducendo i costi associati all’hardware dedicato.

Infine, per garantire l’integrità e l’affidabilità della comunicazione, CIP Safety implementa diversi meccanismi di controllo.

Quali?

• Timestamp: ogni dato di sicurezza è accompagnato da un timestamp, permettendo ai dispositivi riceventi di determinare l’età dei dati e assicurare che le informazioni siano aggiornate.
• Identificatore: ciascun messaggio contiene un identificativo univoco che garantisce la corretta destinazione dei dati, prevenendo errori di instradamento.
  CRC di sicurezza: l’uso di codici di ridondanza ciclica (CRC) o checksum assicura l’integrità dei dati durante la trasmissione, rilevando eventuali corruzioni o alterazioni.
• Ridondanza dei dati e del CRC: la ridondanza con controllo incrociato fornisce una protezione aggiuntiva, rilevando possibili corruzioni dei dati trasmessi e garantendo una maggiore affidabilità.
• Isolamento del protocollo: il protocollo CIP Safety è presente solo nei dispositivi di sicurezza, impedendo ai dispositivi standard di mascherarsi come dispositivi di sicurezza, e assicurando così una separazione chiara e sicura tra le due tipologie di dispositivi.

Questi meccanismi lavorano in sinergia per garantire che eventuali errori di comunicazione siano rapidamente identificati e gestiti, permettendo ai dispositivi di intraprendere le azioni appropriate per mantenere la sicurezza del sistema.

Differenza tra comunicazione standard e Safety

Ma in cosa si distinguono il protocollo standard e quello Safety?

Nella comunicazione standard, l’obiettivo principale è il trasferimento efficiente dei dati tra dispositivi, con un’enfasi su velocità e larghezza di banda. Questo tipo di comunicazione è progettato per garantire che le informazioni vengano trasmesse rapidamente e con il minimo ritardo possibile, ottimizzando le prestazioni del sistema.

Tuttavia, nelle applicazioni critiche per la sicurezza, questo approccio potrebbe essere non sufficiente. La comunicazione di sicurezza richiede meccanismi aggiuntivi per garantire che i dati siano trasmessi senza errori e che eventuali guasti siano rilevati e gestiti in modo appropriato.
Ad esempio, mentre una rete standard potrebbe non rilevare una lieve corruzione dei dati, una rete di sicurezza come quella implementata da CIP Safety utilizza controlli rigorosi come CRC e timestamp per garantire l’integrità e la tempestività dei dati.

Questa distinzione è indispensabile per applicazioni dove la sicurezza è fondamentale.
In una comunicazione standard, un errore di trasmissione potrebbe passare inosservato, causando potenziali malfunzionamenti. Al contrario, in una comunicazione di sicurezza, tali errori vengono immediatamente rilevati, e il sistema può intraprendere azioni correttive per prevenire situazioni pericolose.

Il tema della sicurezza nell’ambito dell’automazione

La sicurezza nell’automazione industriale non si limita alla protezione fisica degli operatori, ma include anche la salvaguardia dei processi produttivi e delle apparecchiature.

Con l’avanzamento dell’Industria 5.0 e l’integrazione sempre più spinta tra uomo e macchine, software e dispositivi connessi, la gestione della sicurezza diventa un aspetto strategico per le aziende manifatturiere.

Un sistema di automazione moderno deve garantire un controllo affidabile e la protezione fisica di operatori e macchine, evitando situazioni pericolose come collisioni tra apparecchiature. CIP Safety assicura che i macchinari operino secondo i livelli di sicurezza richiesti (fino a PLe), riducendo i rischi per l’uomo e garantendo un ambiente di lavoro sicuro.

In questo contesto, l’adozione di protocolli avanzati come CIP Safety rappresenta un elemento chiave per garantire che le comunicazioni tra dispositivi siano sicure, affidabili e conformi agli standard internazionali di sicurezza funzionale.

L’integrazione tra sicurezza e automazione

L’adozione di sistemi di sicurezza integrati permette di ridurre significativamente il rischio di incidenti e guasti, migliorando al tempo stesso l’efficienza produttiva. Un’architettura di rete che combina dispositivi standard e dispositivi di sicurezza sulla stessa infrastruttura consente di semplificare la progettazione dei sistemi, ottimizzando i costi di installazione e manutenzione.

Questo approccio facilita l’espansione e la modifica degli impianti industriali, offrendo una maggiore flessibilità per adattarsi rapidamente alle esigenze di produzione in evoluzione.

Prevenzione e risposta ai guasti

L’integrazione di soluzioni di sicurezza nell’automazione industriale deve prioritariamente garantire la protezione degli operatori e delle macchine. CIP Safety assicura che, in caso di situazioni di pericolo, i dispositivi reagiscano immediatamente per prevenire rischi per le persone e danni alle apparecchiature.

In particolare, funzionalità avanzate di diagnostica e monitoraggio continuo consentono di rilevare eventuali malfunzionamenti in tempo reale, attivando immediatamente le misure correttive necessarie.

Ad esempio, in un impianto automatizzato, un’interruzione improvvisa della comunicazione potrebbe essere sintomo di un guasto imminente. Un protocollo di sicurezza come CIP Safety permette di identificare rapidamente il problema, garantendo che i dispositivi coinvolti passino automaticamente in una modalità sicura, riducendo al minimo il rischio di incidenti o danni alle apparecchiature.

La sicurezza come vantaggio competitivo

Infine, investire in soluzioni di sicurezza avanzate non è solo un obbligo normativo, ma un fattore di competitività per le aziende industriali.

Un impianto automatizzato sicuro non solo riduce il rischio di infortuni e fermi produttivi, ma aumenta anche la fiducia dei clienti e dei partner commerciali, migliorando la reputazione aziendale. Inoltre, adottare tecnologie di sicurezza all’avanguardia consente di ottimizzare la produttività, minimizzando i tempi di inattività e garantendo un flusso di lavoro più efficiente.

La sicurezza, quindi, non deve essere vista solo come una necessità, ma come un valore aggiunto in grado di migliorare la sostenibilità e la redditività dell’intero sistema produttivo.

L’offerta Murrelektronik per CIP Safety: innovazione, efficienza e massima affidabilità

In Murrelektronik, crediamo che la sicurezza funzionale sia un elemento chiave per garantire un automazione industriale efficiente e conforme agli standard più elevati. Per questo, abbiamo sviluppato MVK Fusion CIP Safety, un modulo innovativo che integra tre funzioni essenziali in un’unica soluzione: gestione di ingressi e uscite digitali standard, connettività IO-Link e sicurezza funzionale avanzata. Questa combinazione consente di ridurre significativamente la quantità di moduli necessari, ottimizzando l’installazione e la gestione delle reti industriali.

Il nostro modulo si distingue per la sua versatilità: gli ingressi di sicurezza configurabili supportano sia dispositivi OSSD che contatti privi di potenziale, offrendo massima flessibilità nell’integrazione con sensori e attuatori.

Le uscite bipolari sicure, progettate per il Safe Torque Off, assicurano un livello di protezione elevato, riducendo il rischio di guasti e migliorando la gestione dei dispositivi di arresto di emergenza.

Inoltre, grazie alle porte IO-Link di Classe A e B, è possibile gestire in modo efficiente sia segnali standard sia componenti di sicurezza, garantendo una comunicazione affidabile all’interno dell’architettura di rete.

Oltre alla flessibilità e alla semplicità di installazione, MVK Fusion CIP Safety offre anche vantaggi significativi in termini di diagnostica e manutenzione predittiva. L’integrazione nativa con i protocolli EtherNet/IP e CIP Safety consente di monitorare in tempo reale lo stato operativo dei dispositivi connessi.

Con certificazioni CE, UKCA, UL e TÜV e un livello di protezione fino a Performance Level e (PL e) o Safety Integrity Level 3 (SIL 3) , il nostro modulo è progettato per rispondere alle esigenze delle applicazioni più critiche. La robustezza del design, con protezione IP67 e resistenza a vibrazioni e urti, lo rende ideale per ambienti industriali difficili, garantendo affidabilità e durata nel tempo.

Affidarsi a MVK Fusion CIP Safety significa scegliere una soluzione avanzata che semplifica la progettazione degli impianti, riduce la complessità dell’installazione e migliora la sicurezza operativa.

Con Murrelektronik, l’innovazione e la sicurezza vanno di pari passo, supportando le aziende nel raggiungere nuovi livelli di efficienza e conformità normativa.