GB/T 21109.1-2007過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全第1部分：框架、定義、系統(tǒng)、硬件和軟件要求

犐犆犛２５．０４０

犖１０

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

犌犅／犜２１１０９．１—２００７／犐犈犆６１５１１１：２００３

過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全

第１部分：框架、定義、系統(tǒng)、硬件和

軟件要求

犉狌狀犮狋犻狅狀犪犾狊犪犳犲狋狔—犛犪犳犲狋狔犻狀狊狋狉狌犿犲狀狋犲犱狊狔狊狋犲犿狊犳狅狉狋犺犲狆狉狅犮犲狊狊

犻狀犱狌狊狋狉狔狊犲犮狋狅狉—犘犪狉狋１：犉狉犪犿犲狑狅狉犽，犱犲犳犻狀犻狋犻狅狀狊，狊狔狊狋犲犿，

犺犪狉犱狑犪狉犲犪狀犱狊狅犳狋狑犪狉犲狉犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋狊

（ＩＥＣ６１５１１１：２００３，ＩＤＴ）

２００７１０１１發(fā)布２００７１２０１實(shí)施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局

發(fā)布

中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

書

犌犅／犜２１１０９．１—２００７／犐犈犆６１５１１１：２００３

目次

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

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

１范圍!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

２規(guī)范性引用文件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

３縮略語和定義!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

３．１縮略語!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

３．２術(shù)語和定義!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５

４與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驗(yàn)證!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２３

７．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２３

８過程危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２３

８．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２３

８．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２４

９給保護(hù)層分配安全功能!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２４

９．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２４

９．２分配過程要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２４

９．３安全完整性等級(jí)４的附加要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

９．４對(duì)作為一個(gè)保護(hù)層的基本過程控制系統(tǒng)的要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

９．５防止共同原因失效、共同模式失效和相關(guān)失效的要求!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

１０ＳＩＳ安全要求規(guī)范!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

１０．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

１０．２一般要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

１０．３ＳＩＳ安全要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２７

１１ＳＩＳ設(shè)計(jì)和工程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２７

１１．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２７

１１．２一般要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２８

１１．３檢測故障時(shí)的系統(tǒng)行為要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２８

１１．４硬件故障裕度要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２９

１１．５選擇部件和子系統(tǒng)的要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３０

１１．６現(xiàn)場裝置!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３２

１１．７接口!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３３

１１．８維護(hù)或測試設(shè)計(jì)要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３４

Ⅰ

書

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１１．９ＳＩＦ的失效概率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３４

１２應(yīng)用軟件要求，包括工具軟件的選擇準(zhǔn)則!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３５

１２．１應(yīng)用軟件安全生命周期要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３６

１２．２應(yīng)用軟件安全要求規(guī)范!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４０

１２．３應(yīng)用軟件安全確認(rèn)計(jì)劃編制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４１

１２．４應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４２

１２．５應(yīng)用軟件與ＳＩＳ子系統(tǒng)的集成!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４５

１２．６ＦＰＬ和ＬＶＬ軟件修改規(guī)程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４６

１２．７應(yīng)用軟件驗(yàn)證!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４６

１３工廠驗(yàn)收測試（ＦＡＴ）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４７

１３．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４７

１３．２建議!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４７

１４ＳＩＳ安裝和調(diào)試運(yùn)行!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４８

１４．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４８

１４．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４８

１５ＳＩＳ安全確認(rèn)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４９

１５．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４９

１５．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４９

１６ＳＩＳ操作和維護(hù)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５１

１６．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５１

１６．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５１

１６．３檢驗(yàn)測試和檢查!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!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信息和文檔要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５４

１９．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５４

１９．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５４

附錄Ａ（資料性附錄）差異!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５５

參考文獻(xiàn)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５６

圖１ＧＢ／Ｔ２１１０９的整體框架!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅵ

圖２ＧＢ／Ｔ２１１０９與ＧＢ／Ｔ２０４３８—２００６的關(guān)系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２

圖３ＧＢ／Ｔ２１１０９與ＧＢ／Ｔ２０４３８—２００６的關(guān)系（見第１章）!!!!!!!!!!!!!!!!２

圖４儀表安全功能和其他功能的關(guān)系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

圖５本部分的系統(tǒng)、硬件和軟件的關(guān)系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

圖６可編程電子系統(tǒng)（ＰＥＳ）：結(jié)構(gòu)和術(shù)語!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１２

圖７ＳＩＳ結(jié)構(gòu)示例!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１４

圖８ＳＩＳ安全生命周期階段和功能安全評(píng)估階段!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２０

圖９過程工廠中常見的典型風(fēng)險(xiǎn)降低方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

Ⅱ

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圖１０應(yīng)用軟件安全生命周期及其與ＳＩＳ安全生命周期的關(guān)系!!!!!!!!!!!!!!!３６

圖１１應(yīng)用軟件安全生命周期（在實(shí)現(xiàn)階段）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３７

圖１２軟件開發(fā)生命周期（Ｖ模型）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３８

圖１３ＳＩＳ硬件和軟件結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４０

表１ＧＢ／Ｔ２１１０９中使用的縮略語!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

表２ＳＩＳ安全生命周期一覽表!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２２

表３安全完整性等級(jí)：要求時(shí)的失效概率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

表４安全完整性等級(jí)：ＳＩＦ的危險(xiǎn)失效頻率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

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

表６傳感器、最終元件和非ＰＥ邏輯解算器的最低硬件故障裕度!!!!!!!!!!!!!!３０

表７應(yīng)用軟件安全生命周期一覽表!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３８

表Ａ．１組織上的差異!!!!!!!!!!!!!!!!!!!