“ 功能安全产品实现技术“系列讲座 第1讲 安全相关产.pdf

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1、安全相关产品的实现摇谢亚莲,等“功能安全产品实现技术冶系列讲座第1讲摇安全相关产品的实现Chapter玉摇ImplementationoftheSafetyRelatedProducts1,23谢亚莲摇尹宝娟1(上海工业自动化仪表研究院,上海摇200233;23上海仪器仪表自控检验测试所功能安全中心,上海摇200233;环境保护部核与辐射安全中心,北京摇100082)摘摇要:根据功能安全的理论,对安全相关产品的实现过程进行了梳理。具体给出了实现安全相关产品的脉络,即如何将一个产品设计成满足安全完整性等级要求的安全相关产品。设计过程从结构上说,主要包括硬件实现和软件实现;从安

2、全完整性来说,主要包括硬件安全完整性的实现和系统安全完整性的实现。关键词:安全相关产品摇功能安全摇安全完整性等级摇随机硬件失效摇系统失效中图分类号:TP202摇摇摇摇文献标志码:AAbstract:Theimplementingprocessofthesafetyrelatedproductsisanalyzedandsummarizedinaccordancewiththetheoryoffunctionalsafety.Themainrouteoftheimplementationofsafetyrelatedproductsisgivenspecifically,i.

3、e.,howtodesignasafetyrelatedproductwhichmeetsthesafetyintegritylevel(SIL)requirements.Fromthestructuralviewpoint,itmainlyincludeshardwareimplementationandsoftwareimplementation;whileinrespectofthesafetyintegrity,itincludestheimplementationofhardwaresafetyintegrityandtheimplementationofsyst

4、emsafetyintegrity.Keywords:Safetyrelatedproduct摇Functionalsafety摇Safetyintegritylevel(SIL)摇Randomhardwarefailure摇Systemfailure的需求,而如何实现安全相关产品正是本文所要呈现0摇引言的内容。功能安全于20世纪80年代末起源于欧洲,其目1摇安全相关产品的构成的是为了控制、避免和减轻风险的发生,保证人员、财产和环境的安全。功能安全技术以可靠性技术为基暂且定义可构成安全相关系统的、满足功能安全础,综合了软硬件设计技术、试验技术、管理科学等,并设计实现要求的、

5、具有安全相关参数的产品是安全相将这一理念注入到软硬件设计中。1995年,欧洲率先关产品。安全相关系统通常由前端传感器单元、中间推出了功能安全在机械领域的标准EN954;1998年,输入单元、逻辑单元与输出单元、终端执行单元构成,国际电工委员会(IEC)首次推出了功能安全的基础标如广泛用于过程工业的压力变送器、温度变送器、气体准IEC61508电气/电子/可编程电子安全系统的功能探测器、液位变送器、可编程控制器、分布控制系统安全的第1部分,2000年,又相继推出了IEC61508的(distributedcontrolsystem,DCS)、电磁阀、执行机构、截第2部分和第7

6、部分。在中国,2006年IEC61508的止阀、关断阀等都可成为安全相关产品。安全相关产等同标准GB/T20438电气/电子/可编程电子安全相品通常由硬件和软件构成,其示意如图1所示,结构如关系统的功能安全正式面世,标志着功能安全的理念表1所示。已正式进入中国。目前,在石油化工、电力、机械等各领域,对可构成安全相关系统的安全相关产品有广泛修改稿收到日期:2013-05-14。第一作者谢亚莲(1966-),女,1991年毕业于上海机械学院可靠性技图1摇安全相关产品构成图术专业,获硕士学位,高级工程师;主要从事可靠性技术和功能安全技术的研究。Fig.1摇Thecompositi

7、onofsafetyrelatedproducts92PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVol郾34No郾6June2013安全相关产品的实现摇谢亚莲,等图1中:PE为可编程电子装置;NP为非可编程装安全完整性等级对应的目标失效量见表2。置;H/W为硬件;S/W为软件。2.2摇安全相关产品的实现根据图1所示安全相关产品构成图,通常可简单表1摇可编程电子安全相关产品结构地认为安全相关产品由硬件和软件构成。安全相关产Tab.1摇Structureoftheprogrammableelect