GB/T 21109.1-2022過(guò)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)、硬件和應(yīng)用編程要求

ICS25040

CCSN.10

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

代替GB/T211091—2007

.

過(guò)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)硬件和應(yīng)用

:、、、

編程要求

Functionalsafetyofsafetyinstrumentedsystemsintheprocessindustrysector—

Part1Frameworkdefinitionssstemhardwareandalicationrorammin

:,,y,pppgg

requirements

IEC61511-12016Functionalsafet—Safetinstrumentedsstemsforthe

(:,yyy

rocessindustrsector—Part1Frameworkdefinitionssstemhardware

py:,,y,

andalicationroramminreuirementsIDT

pppggq,)

2022-10-12發(fā)布2023-05-01實(shí)施

國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

目次

前言

…………………………Ⅳ

引言

…………………………Ⅵ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………3

術(shù)語(yǔ)和定義及縮略語(yǔ)

3……………………3

術(shù)語(yǔ)

3.1…………………3

術(shù)語(yǔ)和定義

3.2…………………………4

縮略語(yǔ)

3.3………………19

與本文件的符合性

4………………………21

功能安全管理

5……………21

目的

5.1…………………21

要求

5.2…………………21

安全生命周期要求

6………………………24

目的

6.1…………………24

要求

6.2…………………26

應(yīng)用程序安全生命周期要求

6.3SIS…………………27

驗(yàn)證

7………………………30

目的

7.1…………………30

要求

7.2…………………30

過(guò)程危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

8……………………31

目的

8.1…………………31

要求

8.2…………………31

給保護(hù)層分配安全功能

9…………………32

目的

9.1…………………32

分配過(guò)程要求

9.2………………………32

基本過(guò)程控制系統(tǒng)作為保護(hù)層的要求

9.3……………34

防止共因共模和相關(guān)失效的要求

9.4、………………35

安全要求規(guī)范

10SIS(SRS)……………35

目的

10.1………………35

一般要求

10.2…………………………35

安全要求

10.3SIS……………………35

設(shè)計(jì)和工程

11SIS………………………37

目的

11.1………………37

一般要求

11.2…………………………37

檢測(cè)到故障時(shí)的系統(tǒng)行為要求

11.3…………………38

Ⅰ

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

硬件故障裕度

11.4……………………39

關(guān)于設(shè)備選擇的要求

11.5……………40

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

11.6…………………………42

接口

11.7………………42

維護(hù)或測(cè)試設(shè)計(jì)要求

11.8……………43

隨機(jī)失效的量化

11.9…………………44

應(yīng)用程序開發(fā)

12SIS……………………45

目的

12.1………………45

一般要求

12.2…………………………45

應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

12.3……………………46

應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)

12.4…………………47

應(yīng)用程序驗(yàn)證要求審查和測(cè)試

12.5()………………48

應(yīng)用程序方法和工具的要求

12.6……………………48

工廠驗(yàn)收測(cè)試

13(FAT)…………………49

目的

13.1………………49

建議

13.2………………49

安裝和調(diào)試

14SIS………………………50

目的

14.1………………50

要求

14.2………………50

安全確認(rèn)

15SIS…………………………51

目的

15.1………………51

要求

15.2………………51

操作和維護(hù)

16SIS………………………53

目的

16.1………………53

要求

16.2………………53

檢驗(yàn)測(cè)試及檢查

16.3…………………55

修改

17SIS………………56

目的

17.1………………56

要求

17.2………………56

停用

18SIS………………57

目的

18.1………………57

要求

18.2………………57

信息和文檔要求

19………………………57

目的

19.1………………57

要求

19.2………………57

參考文獻(xiàn)

……………………59

圖的整體框架

1GB/T21109……………Ⅶ

圖與間的關(guān)系

2IEC61508IEC61511…………………2

Ⅱ

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

圖和間的詳細(xì)關(guān)系

3IEC61511IEC61508……………2

圖安全儀表功能和其他功能的關(guān)系

4……………………3

圖可編程電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和術(shù)語(yǔ)

5(PES):………………13

圖包含三個(gè)子系統(tǒng)的架構(gòu)示例

6SISSIS……………15

圖安全生命周期階段和功能安全評(píng)估階段

7…………25

圖應(yīng)用程序安全生命周期及其與安全生命周期的關(guān)系

8SIS………28

圖典型保護(hù)層和風(fēng)險(xiǎn)降低方法

9………………………34

表中使用的縮略語(yǔ)

1IEC61511…………20

表安全生命周期一覽表

2SIS……………26

表應(yīng)用程序安全生命周期一覽表

3:……………………26

表安全完整性要求

4:PFDavg……………32

表安全完整性等級(jí)的危險(xiǎn)失效平均頻率

5:SIF………33

表不同對(duì)應(yīng)的最小要求

6SILHFT…………………39

Ⅲ

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

前言

本文件按照標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第部分標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全的第部分已經(jīng)

GB/T21109《》1。GB/T21109

發(fā)布了以下部分

:

第部分框架定義系統(tǒng)硬件和應(yīng)用編程要求

———1:、、、;

第部分的應(yīng)用指南

———2:GB/T21109.1;

第部分確定要求的安全完整性等級(jí)的指南

———3:。

本文件代替過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全第部分框架定

GB/T21109.1—2007《1:、

義系統(tǒng)硬件和軟件要求與相比除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外主要技術(shù)變化

、、》,GB/T21109.1—2007,,

如下

:

增加了功能安全管理中對(duì)人員的管理要求見

———(5.2.2.3);

增加了功能安全管理系統(tǒng)的要求見

———(5.2.5.2);

增加了根據(jù)本文件發(fā)布前的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或?qū)嵺`設(shè)計(jì)和實(shí)施的對(duì)用戶提出了要求見

———、SIS,(5.2.5.4);

增加了功能安全評(píng)估審核和修訂的新要求見

———、(5.2.6);

增加了安全生命周期結(jié)構(gòu)和計(jì)劃要求見

———(6.2);

增加了應(yīng)用程序安全生命周期要求見

———SIS(6.3);

增加了驗(yàn)證要求見

———(7.2);

增加了對(duì)開展安防風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的要求見

———SIS(8.2.4);

刪除了安全完整性等級(jí)的附加要求增加風(fēng)險(xiǎn)降低要求或危險(xiǎn)失效平均頻

———“4”,>10000

率-8的審查要求和保護(hù)層分配要求

<10/h;

增加了不準(zhǔn)備符合本文件時(shí)保護(hù)層分配的要求見

———BPCS,(9.3.4);

增加了應(yīng)用程序安全要求規(guī)范相關(guān)要求見

———(10.3.3~10.3.6);

增加了設(shè)計(jì)和工程要求中的安全手冊(cè)要求和通信要求見

———SISSIF(11.2);

增加了旁路情況下的相關(guān)要求見

———SIS(16.2.3、16.2.4、16.2.7、16.2.11);

增加了備件的相關(guān)要求見

———SIS(16.2.12);

增加了負(fù)責(zé)執(zhí)行操作和維護(hù)的人員關(guān)于危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)分析分配和設(shè)計(jì)的審查要求見

———、(16.2.13);

更改了失電情況下的行為要求將其擴(kuò)充為動(dòng)力源包括電源空氣液動(dòng)源或氣動(dòng)源丟

———SIS,(、、)

失情況下的行為要求見年版的

SIS(11.2.11,200711.2.11);

更改了檢測(cè)到故障時(shí)的系統(tǒng)行為要求見年版的

———(11.3,200711.3);

更改了硬件故障裕度要求見年版的

———(11.4,200711.4);

更改了設(shè)備選擇要求見年版的

———(11.5,200711.5);

更改了的失效概率將其改為隨機(jī)失效的量化并補(bǔ)充了隨機(jī)失效量化相關(guān)要求見

———SIF,(11.9,

年版的

200711.9);

更改了應(yīng)用軟件要求已改為應(yīng)用程序開發(fā)并明確應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)施驗(yàn)證要求及方法

———,SIS,、、

工具要求見第章年版的第章

(12,200712)。

本文件等同采用功能安全過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)第部分框架定

IEC61511-1:2016《1:、

義系統(tǒng)硬件和應(yīng)用編程要求

、、》。

本文件做了下列最小限度的編輯性改動(dòng)

:

Ⅴ

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

將標(biāo)準(zhǔn)名稱修改為過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全第部分框架定義系統(tǒng)硬

———《1:、、、

件和應(yīng)用編程要求

》;

將規(guī)范性引用的所有部分列入第章

———IEC61511()2;

納入了的修正內(nèi)容所涉及的條款的外側(cè)頁(yè)邊空白位置用垂

———IEC61511-1:2016/AMD1:2017,

直雙線進(jìn)行了標(biāo)示

(‖)。

本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出

。

本文件由全國(guó)工業(yè)過(guò)程測(cè)量控制和自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口

(SAC/TC124)。

本文件起草單位機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所中石化安全工程研究院有限公司國(guó)能

:、、

智深控制技術(shù)有限公司浙江中控技術(shù)股份有限公司國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)北方管道有限責(zé)任公司杭州盤古

、、、

自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司上海辰竹儀表有限公司北京龍鼎源科技股份有限公司上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研

、、、

究院有限公司北京市科學(xué)技術(shù)研究院城市安全與環(huán)境科學(xué)研究所綿陽(yáng)市維博電子有限責(zé)任公司福

、、、

建順昌虹潤(rùn)精密儀器有限公司北京京儀集團(tuán)有限責(zé)任公司重慶宇通系統(tǒng)軟件有限公司南京優(yōu)倍電

、、、

氣有限公司西安東風(fēng)機(jī)電股份有限公司北京維盛新儀科技有限公司深圳市特安電子有限公司安徽

、、、、

天康集團(tuán)股份有限公司漢威科技集團(tuán)股份有限公司西門子中國(guó)有限公司

()、、()。

本文件主要起草人史學(xué)玲劉瑤李玉明裘坤周有錚俞文光朱明露田雨聰張韜靳江紅

:、、、、、、、、、、

錢福群沈玉富阮賜元岳周王玥朱杰姜巍巍張衛(wèi)華張艾森魏海洋帥冰張新國(guó)張剛楊柳

、、、、、、、、、、、、、、

施隋靖左新馬欣欣周婷卜志軍姜榮懷張鵬朱愛(ài)松王莉陳志揚(yáng)董健王毅李傳友牛小民

、、、、、、、、、、、、、、

史威熊文澤孫煒張萍魏振強(qiáng)皮英霞孫舒韓占武陳祖志李佳曹徳舜李榮強(qiáng)

、、、、、、、、、、、。

本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況

:

年首次發(fā)布為

———2007GB/T21109.1—2007;

本次為第一次修訂

———。

Ⅵ

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

引言

在過(guò)程工業(yè)中用來(lái)執(zhí)行安全儀表功能的安全儀表系統(tǒng)已應(yīng)用多年要使儀表能有效地用于安全

,。

儀表功能最重要的是該儀表需達(dá)到某些最低標(biāo)準(zhǔn)和性能水平

,。

闡述了過(guò)程工業(yè)安全儀表系統(tǒng)的應(yīng)用還強(qiáng)調(diào)要執(zhí)行一次過(guò)程危險(xiǎn)和

GB/T21109。GB/T21109

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估使之能導(dǎo)出安全儀表系統(tǒng)的規(guī)范僅在與安全儀表系統(tǒng)的性能要求相關(guān)時(shí)才考

(H&RA),。,

慮其他安全系統(tǒng)的貢獻(xiàn)安全儀表系統(tǒng)包括執(zhí)行安全儀表功能所必要的從傳感器到最終元件的所有

。

設(shè)備

。

包括以下幾部分

GB/T21109。

第部分框架定義系統(tǒng)硬件和應(yīng)用編程要求目的是提出安全儀表系統(tǒng)的規(guī)范設(shè)

———1:、、、。(SIS)、

計(jì)安裝運(yùn)行和維護(hù)要求以確保該系統(tǒng)能使過(guò)程達(dá)到或保持安全狀態(tài)

、、,。

第部分的應(yīng)用指南目的是提供按中定義的安全儀表功能

———2:GB/T21109.1。GB/T21109.1

及其相關(guān)的安全儀表系統(tǒng)的規(guī)范設(shè)計(jì)安裝操作和維護(hù)的指南

、、、。

第部分確定要求的安全完整性等級(jí)的指南目的是確定安全儀表功能的安全完整性等級(jí)

———3:。

的各種不同方法

。

包含了作為應(yīng)用基礎(chǔ)的兩個(gè)概念安全生命周期和安全完整性等級(jí)

GB/T21109:。

針對(duì)基于使用電氣電子可編程電子技術(shù)的安全儀表系統(tǒng)在邏輯解

GB/T21109(E)/(E)/(PE)。

算器使用其他技術(shù)的情況下需應(yīng)用的基本原則來(lái)確保實(shí)現(xiàn)功能安全要求

,GB/T21109。GB/T21109

還涉及安全儀表系統(tǒng)的傳感器和最終元件不管它們用了何種技術(shù)在的框

,。GB/T21109GB/T20438

架范圍內(nèi)專用于過(guò)程領(lǐng)域

。

為達(dá)到上述最低原則提出了安全生命周期活動(dòng)的方法采納此種方法以便使

,GB/T21109SIS。

用合理和一致的技術(shù)策略

。

在大多數(shù)情況下固有安全過(guò)程設(shè)計(jì)就能很好地實(shí)現(xiàn)安全性但是在某些情況下這是不可能或不

,。,

切實(shí)際的必要時(shí)還可結(jié)合一個(gè)或一些保護(hù)系統(tǒng)來(lái)降低已發(fā)現(xiàn)的殘余風(fēng)險(xiǎn)保護(hù)系統(tǒng)可依靠不同的

。,。

技術(shù)化學(xué)的機(jī)械的液壓的氣動(dòng)的電氣的電子的可編程電子的為促成該方法

(、、、、、、)。,GB/T21109

要求

:

執(zhí)行危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以便確定整體安全要求

———;

給安全儀表系統(tǒng)分配安全要求

———;

在一個(gè)框架內(nèi)工作該框架適用于實(shí)現(xiàn)功能安全的所有儀表類措施

———,;

詳述了如何使用某些活動(dòng)如安全管理這些活動(dòng)適用于實(shí)現(xiàn)功能安全的所有方法

———(),。

針對(duì)過(guò)程工業(yè)的安全儀表系統(tǒng)的

GB/T21109:

包括從初始概念設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行和維護(hù)直到停用的所有安全生命周期階段

———、、、SIS;

能使現(xiàn)有的或新的國(guó)家專用的過(guò)程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)同協(xié)調(diào)一致

———GB/T21109。

致力于在過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域達(dá)到高度一致如基本原則術(shù)語(yǔ)信息等這將帶來(lái)安全和

GB/T21109(、、)。

經(jīng)濟(jì)兩方面的好處的整體框架見圖

。GB/T211091。

在權(quán)限方面在管理當(dāng)局如國(guó)家的省的自治區(qū)的等已建立過(guò)程安全設(shè)計(jì)過(guò)程安全管理或其他

,(、、)、

規(guī)定的情況下這些要求需比中定義的要求優(yōu)先考慮

,GB/T21109。

Ⅶ

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

圖1GB/T21109的整體框架

Ⅷ

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

過(guò)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)硬件和應(yīng)用

:、、、

編程要求

1范圍

本文件給出了安全儀表系統(tǒng)的規(guī)范設(shè)計(jì)安裝運(yùn)行和維護(hù)要求以確保該系統(tǒng)能使過(guò)程達(dá)

(SIS)、、、,

到或保持安全狀態(tài)本文件是所有部分在過(guò)程領(lǐng)域的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

。GB/T20438()。

本文件

:

規(guī)定了實(shí)現(xiàn)功能安全的要求但未規(guī)定執(zhí)行這些要求的責(zé)任方如設(shè)計(jì)方供應(yīng)商業(yè)主運(yùn)行

a),(:、、/

公司承包商根據(jù)安全計(jì)劃項(xiàng)目計(jì)劃和管理以及國(guó)家規(guī)定將責(zé)任分配給不同各方

、)。、。

適用于把滿足或本文件中要求的設(shè)備集成到用于過(guò)程

b)GB/T20438.1~20438.3—201711.5

領(lǐng)域應(yīng)用的整體系統(tǒng)中但不適用于希望聲明設(shè)備適用于過(guò)程領(lǐng)域的的制造商見

,SIS(

和

GB/T20438.2—2017GB/T20438.3—2017)。

定義了和的關(guān)系見圖和圖

c)IEC61511IEC61508(23)。