(高清版)GB∕T 38852.2-2020 工业过程测量控制和自动化 系统评估中系统特性的评定

GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016工业过程测量控制和自动化系统评估中系统特性的评定第2部分：评估方法学(IEC61069-2:2016,IDT)国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会 I Ⅱ 1 3术语和定义、缩略语 13.1术语和定义 13.2缩略语 1 1 25.1综述 25.1.1概述 2 25.2确定评估目的 25.3评估的设计和规划 35.3.1确定评估范围 35.3.2系统特性和影响因素 45.3.3文档化信息整理 55.3.4整理信息建档 65.3.5评估项选择 65.3.6评估规范 6 65.4.1概述 65.4.2设计评估活动 75.4.3评估程序 75.5实施评估 75.6评估报告 8 8附录A(资料性附录)系统要求文件(SRD) 附录B(资料性附录)系统规范文件(SSD) 附录C(资料性附录)整理文件的例子 中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016本部分为GB/T38852的第2部分。本部分使用翻译法等同采用IEC61069-2:2016《工业过程测量控制和自动化系统评估中系统特IGB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016GB/T38852的本部分论述了评估BCS的系统特性时所宜采用的方法。系统评估是指基于证据对系统适合于一项特定使命或一类使命的判定。为获得全部证据，宜对与特定使命或一类使命相关的所有系统特性进行完整评定(例如在所有影响——对每个相关系统特性的重要性的辨别；评估只能在已声明(或给定)使命或者假定了任何使命时开展。在不存在使命时，不进行评估。但设施(例如网络)宜考虑版本的共存性和互操作性。在这种情况下，被评估的系统不宜仅局限于“新”本部分的结构以及与GB/T38852预计的其他部分的关系见图1。工业过程测量控制和自动化系统评估中的系统特性工业过程测量控制和自动化系统评估中的系统特性的评定第1部分：术语和基本概念一般术语；—系统描述；-特殊部分的术语—系统特性：影响因素——评定技术的通用描述——特性和影响因素Ⅱ中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016工业过程测量控制和自动化系统评估中系统特性的评定第2部分：评估方法学1范围GB/T38852的本部分给出了基于GB/T38852.1的基本概念中基本控制系统(BCS)的评估方法学。本部分描述了分析、衡量各种系统特性和影响条件的相对重要性以2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文GB/T38852.1—2020工业过程测量控制和自动化系统评估中系统特性的评定第1部分：术语和基本概念(IEC61069-1:2016,IDT)3.1术语和定义GB/T38852.1—2020界定的术语和定义适用于本文件。3.2缩略语GB/T38852.1—2020给出的缩略语适用于本文件。4评估方式由于BCS十分复杂，因此对其进行全面的综合评估势必要投入大量人力和时间，这既不实际也不系统的使命或使命类型被分解为任务。系统执行的任务宜依据选定的BCS及其特性，以及要求的功能进行确定。这样就能精确地规定系统为实现其使命所需的功能。如果使命不确定，就无法进行评估。当然，对系统进行审查从而为后续评估收集和整理数据是可行的。1中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:20165评估方法具体的评估程序应考虑评估目的(见5.2)和以下输入：——系统要求文件(SRD);——系统规范文件(SSD)。通过评估将系统要求文件和系统规范文件中的内容根据评估目的联系起来。在评估的任何阶段，如果来自SRD或SSD的任何评估信息缺少或不完整，宜通过向SRD或SSD的拟制人咨询具体问题以获得所需进一步信息。评估方法是BCS生命周期中可使用的一种工具。生命周期不在本部分的范围之内，然而在BCS的研发过程和确定评估的过程中，宜同时考虑BCS的全生命周期。宜计划生命周期每个相关阶段的评估，如试运行阶段。评估由下列阶段组成：——确定评估目的；——设计和规划评估；——制定评估程序计划；——执行评估；——报告结果。各阶段及其输入和输出如表1所列。表1评估阶段、输入和输出阶段输入输出确定评估目的(写明的)评估目的评估协议设计和规划评估评估目的评估规范制定评估程序计划评估规范评估程序执行评估评估程序评定结果报告结果评定结果评估报告5.2确定评估目的应在启动评估之前规定和记录评估目的，作为计划和筹备评估程序的基础。规定评估目的宜清晰且谨慎。评估目的通过下列方式构成贯穿评估过程的指导原则：2中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016 ——评定的性质；——实施的评定的深度；——实施的测量和监视；——产生的报告类型。评估目的决定了评估成本和实施评估所需的资源。宜确定可能要求进行评估或重新评估的官方机构。评估目的举例如下：——评估用于某个特定使命的某个特定系统；——比较用于某个特定使命的若干系统；——获取某个特定系统通用于若干使命的评估；——确定系统用于某个特定使命的适用性；——确定系统用于某个定义的使命类型的适用性。——变更和发布评估程序的评估机构；——评估规范和评估报告；5.3评估的设计和规划5.3.1确定评估范围应通过识别哪些属于/不属于被评估系统来谨慎定义系统边界。确定被评估系统的边界时，应考虑GB/T38852.1—2020的5.3描述的所有影响因素。系统边界应在评估规范中写明。评估目的转化为评估范围。为了确定范围，应考虑GB/T38852.1—2020的5.2.2～5.2.7中描述的应在评估规范中规定被评估系统的配置。由于系统的可配置性本身就可以作为一个被评估的系统此配置在评估规范中写明。如果评估目的是评估某个系统满足某个特定工业领域的宽范围的典型要求的灵活性，评估应在可通过多种方式配置的已确定的模块范围内进行。模块范围和不同配置方式应在评估规范中写明。3中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016此外，宜尽可能地包括GB/T38852.1—2020中描述的适用的影响因素。宜对每个评估项做审查，以确定其是否影响系统或使系统性能降级以致阻碍其他评估项的正确实施。记录系统特性和影响因素的一种便捷方法是使用矩阵的形式。矩阵的单元格对应评估项。用于汇总评估的通用矩阵的例子见表2。表2评估矩阵系统特性影响因素功能性能可信性可操作性系统安全性其他特性使命/任务人员过程基础设施环境4中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016表2(续)系统特性影响因素功能性能可信性可操作性系统安全性其他特性外部系统 5GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016——系统边界，见5.3.1.1; 6GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016 7GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:20165.6评估报告 ——评估程序的变化(增加/删减);8GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016(资料性附录)A.1概述附录A描述了制定和评审SRD的方法，包括每个系统特性的检查点。A.2系统使命分析A.2.1概述为评估BCS,需要建立系统使命。作环境。A.2.2～A.2.5中提到的活动产生系统要求文件(SRD)。A.2.2系统使命规划本阶段的目标是定义BCS的使命，而不是BCS执行的角色。——特定生产运行的配置或设置；——包含稳定连续操作或子操作的编程的序列的生产；——生产运行间的切换；——紧急停车或者紧急切换到安全保持状态；——为纳入新的任务和功能而升级和更改系统；——运行阶段后的系统停用。A.2.3系统使命分解为任务——根据手动输入或自动命令激活过程中的特定阶段；——过程变量间的互锁；——阶段的自动初始化和执行。9中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016详细定义每个任务，阐明分配给BCS的任务范围。每个任务的需求宜以功能、性能、可靠性、可操宜注意到此阶段的目标是定义系统的任务，而不是系统的功能。A.2.4分配任务的相对重要性本阶段考虑使命对每个任务的依赖性。任务宜至少可以按照对使命的重要程度分类为：A.2.5确定影响因素为完成系统使命，系统要按要求执行每一项任务，执行任务的正确性可能受到影响因素的损害。在此阶段，有必要考虑可能影响每一项任务的要求准则的因素。A.3系统要求文件(SRD)的审核在附录A中每类特性的相关部分，提供了系统要求文件中对应于该类特性的检查点的指导。评估的有效性取决于要求的综合声明。中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016(资料性附录)系统规范文件(SSD)B.1概述附录B给出了制定和评审SSD的方法，包括每一个系统特性的检查点。B.2制定系统规范文件B.2.1概述制定SSD的出发点是SRD已分解为被分配了相对重要性的任务。从这一点出发，把每项任务映射在功能模型上(见5.1.1和GB/T38852.1—2020的图4),就能得到执行系统要求的系统实施。在评估阶段，由SSD提出的系统将与系统要求文件中记载的关于使命的详细说明进行比较。为了能有效地分析与系统要求的一致性，由提出系统的规范来识别各个关键点是十分重要的。B.2.2～B.2.7中提到的活动，将形成系统规范文件。B.2.2系统概述概述的目的正如SRD中所反映的那样，是将系统实施与系统使命进行有机结合。正如使命可以按层次分解为任务，被评估系统同样可以按层次分解为模块和组件。可以预计，通过分解可产生概况图和补充描述。概况图和补充描述至少宜包含以下内容：就分解而言，重要的是要了解，绝大多数现代BCS都是基于混合结构的，由独立的测量和控制装置及相关软件联合组成。B.2.3定义系统边界系统使用者(操作人员、维护人员)的边界。通过识别哪些属于、哪些不属于被评估系统，从而仔细地定义系统的边界，同时至少考虑以下问题：装置(如传感器和最终控制元件)等。等，这些设备都可以为整个系统或系统的一部分(包括传感器和最终控制元件)供电。中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016 和维护人员将发挥重要作用。在控制层的若干个层次上都可能发生人与系统的相互作用，这使比较工作得以进行。宜特别注明所增加的装置。B.2.4系统规范系统规范通常宜包括：——完整的模块和组件清单；——各种模块和组件的产品规范，宜给出基本的功能和技术规范(包括环境规范);——详细的互连示意图，适用时宜识别并进一步规定各个模块和组件之间(包括冗余通路)的相互B.2.5系统操作描述系统操作描述的目的是系统性地说明被评估系统是如何完成每一项任务的。——为了执行每项任务而推荐采用的功能列表； 明要求得到了满足。B.2.6系统实施合理性的声明该声明宜逐一说明与系统使命有关的每一个特性(见5.2),提供更多关于系统实施的合理性及所要求的系统特性的实现的信息。声明可包含：——在可选方案中选择该方案的理由；——支持测试报告。B.2.7符合系统要求的声明中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016(资料性附录)整理文件的例子C.2锅炉控制文件示例C.2.1任务示意图控制块输出值输出值(OV2,3,…,N)图C.1控制块CB1和CB2为控制块的PID参数。C.2.2任务定义C.2.2.1控制和/或算法该任务对使命的重要性。C.2.2.3系统边界该系统宜包括所描述的任务完成所需的全部模块和组件。控制组件(控制阀)和传感器不在本范测量值1测量温度(MV1)类型特性:::热电偶J型，铁/铜-镍IEC60584-1:2013中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016测量值2(MV2)测量值3(MV3)设定值1设定值2输出值1(OV1)输出值2(OV2)输出值3(OV3)输出值4(OV4):1:1工程单位类型电源工程单位类型电源工程单位工程单位工程单位工作制式类型电源动作工程单位工作制式类型电源动作工程单位工作制式类型电源特性工程单位工作制式类型电源4::1:::::::::::::::℃4mA～20mA,本安型线性差压4mA～20mA,本安型线性压力对应于MV1℃对应于OV3t/h系统内部设定值SP2对应于OV3对应于OV3反作用输出至阀门定位器4mA～20mA,本安型由系统供电线性线性，0～100%输入至CB2,燃气控制内部计算块线性输出至报警面板无源触点中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016特性工程单位触点常闭操作人员要能够控制：设定点设定值SP1和SP2输出输出值OV1和OV2模式:手动：输出值OV2,手动：从站CB2,自动：从站CB2,手动：主站CB1,C.2.6监视功能指示MV1,MV2,MV3,SP1,SP2,OV(1...N)记录(中)(长):::作为指示MV1,MV2,MV3,OV3MV1,OV3C.2.7配置允许操作人员操作的有： C.2.8.1概述宜在未来五年内可升级为具有以下功能的系统。增强OV3(function{MV2,MV3})为：function{MV2...5}=constant[squareroot{MV2*MV3*MV4/(MV5+variable)}]C.2.8.3添加控制功能块另一个新增的控制块是用来控制燃油量的设定值SPy和输出值OVx的，它类似于C.2.2中描述的OV2规定的功能块，并具有与C.2.8.2中描述的C.2.8.4添加功能添加以下逻辑功能：——手动控制燃油和燃气的输出；——自动控制燃油和燃气的输出；中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016C.2.8.5添加外部连接系统与优化和管理信息系统之间的连接，包括数据采集和控制参数的操作。C.2.9功能整理表C.2.9.1覆盖范围SRD覆盖范围分析见表C.1。表C.1SRD覆盖范围分析任务(SRD)覆盖范围(SSD)分析类型重要性描述/特征由……支持：h符合性?进一步评估?功能模块组件是否是否接受?主从式：锅炉控制关键的过程接口I/O监视I/O模块测量：MV1:J型温度热电偶I/O参考表I/O模块输入卡TC/JMV2:差压4mA～20mA线性本安型输入卡mA十本质安全栅MV3...n输出“:阀门位置4mA～20mA输出卡本安型数据处理控制处理模块CPU-C计算":乘积的平方根，布尔型CPU-CB控制1):PID控制逻辑控制CPU-CB趋势":实时值历史值PS-PM归档通信":I/O总线模块总线系统总线FbusFBusCSysBus中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016表C.1(续)任务(SRD)覆盖范围(SSD)分析类型重要性描述/特征由……支持：符合性?进一步评估?功能模块组件是接受?是否人机界面OPS-DRVCPU-opsMem/GRDSysBusC指示—原始值：工程单位运算：—原始值；工程单位输出：—原始值；工程单位参数、常数和设置：控制块；一逻辑块；运算块趋势：实时值历史值Mem-Ex报告：报警Mem-Ex图表：面板显示模板配置菜单GRD-Ex操纵：——设定值；控制模式；常量配置工具GRD-Ex外部系统接口特定的见GB/T38852.1—2020的5.1.1设置。所示的缩写在制造商的列表中可以找到说明，只用于说明目的。GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016C.2.9.2可配置性SRD可配置性分析见表C.2。表C.2SRD可配置性分析任务(SRD)可配置性分析类型重要性描述/特征配置要求支持，符合性?进一步评估?方法系统状态是否是否接受?主从式：锅炉控制临界过程接口测量：MV1:J型温度热电偶仪表工程师技术员使用专用卡手动控制MV2:差压MV3...n输出":值范围4mA～20mA仪表工程师/技术员本地控制数据处理运算":乘法平方根布尔型控制/仪表工程师菜单驱动手动控制控制":PID控制逻辑控制控制/仪表工程师菜单驱动手动控制趋势":实时值控制/仪表工程师菜单驱动在线历史值存档通信":I/O总线模块总线系统总线仪表工程师系统离线人机界面控制/仪表工程师菜单驱动系统离线指示：—原始值；-工程单位运算：工程单位中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016表C.2(续)任务(SRD)可配置性分析类型重要性描述/特征配置要求支持，符合性进一步评估?方法系统状态是否是否接受?——原始值；工程单位—控制块；逻辑块；运算块实时值历史值专用卡报警切换登录面板显示模板配置菜单菜单驱动操纵设定点；控制模式；一设置；常量配置工具菜单驱动外部系统接口系统离线见GB/T38852.1—2020的5.1.1设置。C.2.9.3灵活性SRD灵活性分析见表C.3。GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016表C.3SRD灵活性分析任务(SRD)灵活性分析类型重要性描述/特征灵活性要求支持：符合性?进一步评估?方法系统状态是接受?是否主从式：锅炉控制临界过程接口测量：MV1:J型温度热电偶附加专用卡/配置的插件手动控制MV2:差压MV3...n输出“:值的范围4mA～20mA附加循环控制不工作数据处理运算":乘积平方根布尔型功能菜单驱动配置手动控制控制":PID控制逻辑控制趋势":实时值历史值存档改变菜单驱动在线通信“:I/O总线模块总线系统总线人机界面标示：—原始值；工程单位附加点菜单驱动高达256pts在线运算：——原始值；工程单位附加运算高达64在线输出：——原始值；-工程单位参数、设置和常量：-控制块；—逻辑块；-运算块中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016表C.3(续)任务(SRD)灵活性分析类型重要性描述/特征灵活性要求支持，符合性?进一步评估?方法系统状态是否是否接受?趋势：实时值历史值最大值64最大值8报告：报警切换登录最大值8最大值4图表：面板显示模板配置菜单最大值4操纵：-设定点；-控制模式；常量配置工具外部系统接口附加专用系统离线见GB/T38852.1—2020的5.1.1设置。C.3简单控制回路任务文档的示例C.3.1概述C.3提供了简单控制回路任务文档的例子。C.3.2任务示意图21中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016测量变量输入模块输出模块输出图C.2任务示意图C.3.3信息流键盘操作的过程动作：过程测量指示：操作值的反馈：测量值操作员站测量值输出→输出→输出→操作员站→操作员站表C.4所示为信息流性能表的例子。表C.4信息流的性能信息流准确度%响应时间s采样周期s测量值—输出士0.5操作员站一输出士0.5测量值一操作员站士2.0输出一操作员站表C.5给出了信息翻译的性能表的例子。表C.5信息翻译任务信息翻译组件准确度%响应时间s采样周期sPID控制测量值输入模块输出PID模块输出模块操作员站键盘中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016表C.5(续)任务信息翻译组件准确度%响应时间s采样周期sPID控制输出通信模块PID模块输出模块测量值输入模块操作员站通信模块显示器输出输出模块操作员站通信模块显示器C.3.5性能整理表任务性能数据(SSD)分析类型重要性信息翻译支持模块和/或组件性能数据符合性?进一步评估?准确度响应时间吞吐量是否接受?是否GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016C.4整理文件例子(来自主从控制任务的SRD中)C.4.1概述C.4.2任务示意图图C.3提供了作为控制功能块任务的一个典型例子。设置点测量值1测量值2控制块输出C.4.3边界状态可能状态的输入：——测量值1:>高，正常，<低；——测量值2:>高，正常，<低；——设置点：>高，正常，<低。可能状态的输出：表C.7提供了用简洁的方法来描述任务的边界状态的示例。表C.7输入和输出任务的故障状态任务模式故障事件期望频率要执行的操作恢复时间主-从输入测量值1>高1年报告/冻结输出正常NANA<低1年报告/冻结输出测量值2>高1年报告/冻结最后一个值正常NANA<低1年报告/输出高设置点>高1年报告/冻结最后一个值中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内(不含港澳台地区)推广使用GB/T38852.2—2020/IEC61069-2:2016表C.7(续)任务模式故障事件期望频率要执行的操作恢复时间主-从输入正常NANA<低1年报告/输出高输出输出>高1年报告/冻结最后一个值正常NANA<低1年报告/冻结最后一个值注1:根据评价时的系统边界，测量输入可能在也可能不在系统的