Profisafe (conocido habitualmente como PROFIsafe , como acrónimo de Profi net o Profi bus safety ) es un estándar para un protocolo de comunicación para la transmisión de datos relevantes para la seguridad en aplicaciones de automatización con seguridad funcional . Este estándar fue desarrollado conjuntamente por varios fabricantes de dispositivos de automatización con el fin de poder cumplir con los requisitos del legislador y de la IFA para sistemas seguros. La función segura requerida del protocolo ha sido probada y confirmada por TÜV Süd . La PROFIBUS Nutzerorganisation eV en Karlsruhe supervisa la estandarización para las empresas asociadas y organiza la promoción de esta interfaz común.
Profisafe [1] [2] define cómo los dispositivos relacionados con la seguridad ( botones de parada de emergencia , cortinas de luz , dispositivos de prevención de sobrellenado, ...) se comunican de forma segura con los controladores de seguridad a través de Profinet , Profibus o una placa base de tal manera que se puedan utilizar en tareas de automatización relacionadas con la seguridad hasta SIL3 ( Nivel de integridad de seguridad ). Debido a la especificación de Profisafe, los productos de diferentes fabricantes [3] se pueden combinar en un sistema seguro.
La primera versión de Profisafe se lanzó en 1998. [4] Una segunda versión en 2005 también permitió el uso a través de Profinet basado en Ethernet. Según la PROFIBUS Nutzerorganisation eV, hasta 2023 se comercializarán en total casi 21,7 millones de dispositivos con Profisafe de los distintos fabricantes y cada año se añadirán otros 2,8 millones de dispositivos. [5] En la base de datos de la PROFIBUS Nutzerorganisation eV, en octubre de 2022 se registraron 106 productos diferentes de 31 fabricantes diferentes . [6]
Con Profisafe la comunicación segura se implementa a través de un perfil, es decir, a través de un formato especial de los datos del usuario y un protocolo adicional. [7]
Los datos relevantes para la seguridad se transmiten con Profisafe [8] [9] como mensajes F entre un host F (controlador de seguridad) y su dispositivo F (dispositivo de seguridad) como carga útil en un telegrama de una red industrial. En el caso de un dispositivo F modular con varios módulos F, la carga útil consta de varios mensajes F. En este caso, Profisafe no tiene requisitos adicionales para el canal de transmisión, este se considera un canal negro. Por lo tanto, se pueden utilizar diferentes protocolos de transporte como Profibus o Profinet. Se pueden utilizar diferentes canales de transmisión como cable de cobre, cable de fibra óptica (FOC), bus de placa base o sistemas inalámbricos [10] como WLAN . Ni las velocidades de transmisión ni la respectiva detección de errores del protocolo de transporte juegan un papel en la seguridad.
La siguiente figura muestra el formato de la carga útil de una "Unidad de datos de protocolo de seguridad (SPDU)": [11]
La comprobación de redundancia cíclica (firma CRC) se calcula sobre todos los parámetros de seguridad locales, los datos transmitidos y el número de control almacenado localmente de la SPDU. Esto garantiza que toda la información del emisor y del receptor sea coherente sin tener que transmitir siempre todos los parámetros.
El número de control permite al receptor comprobar si ha recibido todos los mensajes en el orden correcto. Con la confirmación, el número de control se devuelve al emisor para su comprobación dentro de un tiempo de retardo máximo definido (timeout). Dado que algunos componentes del bus, como los conmutadores, tienen una memoria intermedia, para Profisafe se ha seleccionado un número de control de 32 bits.
La relación de comunicación 1:1 entre el host F y el dispositivo F simplifica la detección de mensajes F mal dirigidos. Para ello, el emisor y el receptor necesitan un identificador único ( nombre de código ) en toda la red, que se utiliza para verificar la autenticidad de los mensajes F. En Profisafe, el nombre de código también se denomina "Dirección F".
La siguiente tabla muestra qué errores se pueden detectar mediante qué medida:
La norma internacional IEC 61508 Seguridad funcional de sistemas eléctricos/electrónicos/electrónicos programables relacionados con la seguridad , IEC 62061 Seguridad de las máquinas - Seguridad funcional de sistemas de control eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad e ISO 13849 Seguridad de las máquinas - Partes relacionadas con la seguridad de los sistemas de control también son la base de Profisafe.
La norma internacional IEC 61784-3 [11] define diferentes protocolos para sistemas seguros con propiedades comparables. Profisafe es la parte 3 de esta colección de normas y, por lo tanto, se define como IEC 61784-3-3:2021 CPF 3.