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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

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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

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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

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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

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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.

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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.

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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.

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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.

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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

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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”.

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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XVIII

SIMBOLOGÍA

m tamaño de la población.

n tamaño de la muestra.

Y espacio muestral.

ƒ fracción muestral.

% porcentaje

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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

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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

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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

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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

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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.

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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

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XXV implementation and the respective designs of construction, logic and connectivity,

for a future implementation of it.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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

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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.

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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.

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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.

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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.

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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

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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

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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)

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• 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

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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)

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• 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)

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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.

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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).

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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:

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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

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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

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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

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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.

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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:

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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

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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%

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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

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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%

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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

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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

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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

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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

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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.

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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.

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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.

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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/

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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)

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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

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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

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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:

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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

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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)

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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

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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.

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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.

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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

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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

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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.

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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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.

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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.

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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

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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

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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 =

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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

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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.

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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,

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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

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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

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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

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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.

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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

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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77

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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120

70

40

40

86

52.5

1.50

80

150

70

15

120

80

ANEXO 6 85

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ANEXO 786

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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