Método para teste automatizado de sistemas instrumentados de segurança em plataformas de petróleo

Abstract

O Sistema Instrumentado de Segurança (SIS) é responsável pelo controle das funções de segurança na indústria de processos. Esse sistema automático conta com sensores para identificar situações de risco, um Controlador Lógico Programável (CLP) e atuadores para conduzir a planta para um estado seguro. As normas exigem testes para identificar falhas na lógica de intertravamento desse sistema. Esta dissertação apresenta um método para executar um teste automatizado do dispositivo de controle da lógica do SIS seguindo as especificações lógicas de segurança descritas na Matriz Causa e Efeito (MCE). A partir desse documento são gerados casos de teste utilizando uma estratégia caixa-preta de geração de casos de teste conhecida como CEG-BOR, e ainda modelos de observadores de Redes de Petri que são o oráculo do teste. Os modelos produzem um veredito que avalia o comportamento da lógica do CLP e compara com a especificação. Uma ferramenta experimental foi desenvolvida para editar a MCE, gerar os casos de teste e os observadores, executar o teste do CLP e ainda apresentar as não conformidades encontradas. A validação do método e da ferramenta foi realizada utilizando os programas de CLP e a documentação do SIS de uma plataforma de petróleo da Petrobras. Os resultados desse trabalho indicam que o método contribui para o diagnóstico de falhas de execução da implementação lógica complementando as práticas existentes de testes do SIS na indústria.

Abstract : The Safety Instrumented System (SIS) is responsible for the control of safety functions at process industry. This system has sensors to identify hazardous situations, Programmable Logic Controller (PLC) and actuators to lead the process back to a safe state, avoiding the origin of accidents. The standards require a test aiming to identify operational failures of this system. This work presents a method for automatic conformance testing of safety specifications represented by a Cause and Effect Matrix (CEM) for PLC in charge of SIS. Test cases are automatically generated from the CEM using a black-box strategy (CEG-BOR strategy). Also, Petri nets models are generated from the CEM. These models are the oracle of the test and produce a verdict that evaluates the behavior of the PLC logic and compares with the specification. An experimental tool was developed to edit the CEM, generate the test cases and the models, perform the PLC test and also present the nonconformities encountered. The method and tool validation was performed using the PLC programs and the SIS documentation of a Petrobras oil platform. The results of this work indicate that the method contributes to the diagnosis of execution failures of the logical implementation complementing the existing SIS testing practices in the industry.