标准解读

《GB/T 21109.1-2007 过程工业领域安全仪表系统的功能安全 第1部分:框架、定义、系统、硬件和软件要求》是针对过程工业中安全仪表系统(SIS)的功能安全性提出的一系列规范。该标准旨在通过提供一个全面的框架来确保这些系统能够有效地降低风险,保护人员、环境以及资产免受潜在的危害。

标准首先明确了安全仪表系统的基本概念及其在整个生命周期内的应用范围,包括设计、安装、运行、维护直至退役等各个阶段。它强调了基于风险评估的方法论,在确定所需的安全完整性等级(SIL)时应考虑的因素,以及如何将这些要求转化为具体的技术解决方案。

对于系统层面,《GB/T 21109.1-2007》规定了不同类型的安全仪表系统架构,并详细描述了它们之间的区别与联系。此外,还介绍了不同层次的安全相关控制回路及其组成要素,如传感器、逻辑解算器和最终元件等。

在硬件方面,标准提出了选择符合特定SIL需求组件的原则,同时也指出了验证这些组件是否满足相应安全性能指标的重要性。它涵盖了从单一设备到复杂子系统的整个链条,确保每一个环节都能达到预期的安全水平。

关于软件部分,《GB/T 21109.1-2007》则关注于开发过程中采用的方法和技术,以保证所编写代码的质量及可靠性。这包括但不限于编码规则、测试策略、文档记录等方面的要求,目的是为了减少因编程错误而导致的风险。


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  • 2007-10-11 颁布
  • 2007-12-01 实施
©正版授权
GB/T 21109.1-2007过程工业领域安全仪表系统的功能安全第1部分:框架、定义、系统、硬件和软件要求_第1页
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GB/T 21109.1-2007过程工业领域安全仪表系统的功能安全第1部分:框架、定义、系统、硬件和软件要求_第3页
GB/T 21109.1-2007过程工业领域安全仪表系统的功能安全第1部分:框架、定义、系统、硬件和软件要求_第4页
GB/T 21109.1-2007过程工业领域安全仪表系统的功能安全第1部分:框架、定义、系统、硬件和软件要求_第5页

文档简介

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犖10

中华人民共和国国家标准

犌犅/犜21109.1—2007/犐犈犆615111:2003

过程工业领域安全仪表系统的功能安全

第1部分:框架、定义、系统、硬件和

软件要求

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(IEC615111:2003,IDT)

20071011发布20071201实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

犌犅/犜21109.1—2007/犐犈犆615111:2003

目次

前言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅴ

引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅵ

1范围!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1

2规范性引用文件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4

3缩略语和定义!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4

3.1缩略语!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4

3.2术语和定义!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!5

4与GB/T21109的符合性!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!18

5功能安全管理!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!18

5.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!18

5.2要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!18

6安全生命周期要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!21

6.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!21

6.2要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!21

7验证!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!23

7.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!23

8过程危险和风险评估!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!23

8.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!23

8.2要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!24

9给保护层分配安全功能!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!24

9.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!24

9.2分配过程要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!24

9.3安全完整性等级4的附加要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!25

9.4对作为一个保护层的基本过程控制系统的要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!25

9.5防止共同原因失效、共同模式失效和相关失效的要求!!!!!!!!!!!!!!!!!26

10SIS安全要求规范!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!26

10.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!26

10.2一般要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!26

10.3SIS安全要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!27

11SIS设计和工程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!27

11.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!27

11.2一般要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!28

11.3检测故障时的系统行为要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!28

11.4硬件故障裕度要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!29

11.5选择部件和子系统的要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!30

11.6现场装置!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!32

11.7接口!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!33

11.8维护或测试设计要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!34

犌犅/犜21109.1—2007/犐犈犆615111:2003

11.9SIF的失效概率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!34

12应用软件要求,包括工具软件的选择准则!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!35

12.1应用软件安全生命周期要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!36

12.2应用软件安全要求规范!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!40

12.3应用软件安全确认计划编制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!41

12.4应用软件设计和开发!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!42

12.5应用软件与SIS子系统的集成!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!45

12.6FPL和LVL软件修改规程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!46

12.7应用软件验证!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!46

13工厂验收测试(FAT)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!47

13.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!47

13.2建议!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!47

14SIS安装和调试运行!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!48

14.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!48

14.2要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!48

15SIS安全确认!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!49

15.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!49

15.2要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!49

16SIS操作和维护!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!51

16.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!51

16.2要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!51

16.3检验测试和检查!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!52

17SIS修改!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!53

17.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!53

17.2要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!53

18SIS停用!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!53

18.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!53

18.2要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!53

19信息和文档要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!54

19.1目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!54

19.2要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!54

附录A(资料性附录)差异!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!55

参考文献!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!56

图1GB/T21109的整体框架!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅵ

图2GB/T21109与GB/T20438—2006的关系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2

图3GB/T21109与GB/T20438—2006的关系(见第1章)!!!!!!!!!!!!!!!!2

图4仪表安全功能和其他功能的关系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!3

图5本部分的系统、硬件和软件的关系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!3

图6可编程电子系统(PES):结构和术语!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!12

图7SIS结构示例!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!14

图8SIS安全生命周期阶段和功能安全评估阶段!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!20

图9过程工厂中常见的典型风险降低方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!26

犌犅/犜21109.1—2007/犐犈犆615111:2003

图10应用软件安全生命周期及其与SIS安全生命周期的关系!!!!!!!!!!!!!!!36

图11应用软件安全生命周期(在实现阶段)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!37

图12软件开发生命周期(V模型)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!38

图13SIS硬件和软件结构之间的关系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!40

表1GB/T21109中使用的缩略语!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4

表2SIS安全生命周期一览表!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!22

表3安全完整性等级:要求时的失效概率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!25

表4安全完整性等级:SIF的危险失效频率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!25

表5PE逻辑解算器的最低硬件故障裕度!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!30

表6传感器、最终元件和非PE逻辑解算器的最低硬件故障裕度!!!!!!!!!!!!!!30

表7应用软件安全生命周期一览表!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!38

表A.1组织上的差异!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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