GB/T 21109.1-2022過程工業(yè)領域安全儀表系統(tǒng)的功能安全第1部分：框架、定義、系統(tǒng)、硬件和應用編程要求

ICS25040

CCSN.10

中華人民共和國國家標準

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

代替GB/T211091—2007

.

過程工業(yè)領域安全儀表系統(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實施

國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

國家標準化管理委員會

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

術語和定義及縮略語

3……………………3

術語

3.1…………………3

術語和定義

3.2…………………………4

縮略語

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

應用程序安全生命周期要求

6.3SIS…………………27

驗證

7………………………30

目的

7.1…………………30

要求

7.2…………………30

過程危險和風險評估

8……………………31

目的

8.1…………………31

要求

8.2…………………31

給保護層分配安全功能

9…………………32

目的

9.1…………………32

分配過程要求

9.2………………………32

基本過程控制系統(tǒng)作為保護層的要求

9.3……………34

防止共因共模和相關失效的要求

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

設計和工程

11SIS………………………37

目的

11.1………………37

一般要求

11.2…………………………37

檢測到故障時的系統(tǒng)行為要求

11.3…………………38

Ⅰ

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

硬件故障裕度

11.4……………………39

關于設備選擇的要求

11.5……………40

現(xiàn)場設備

11.6…………………………42

接口

11.7………………42

維護或測試設計要求

11.8……………43

隨機失效的量化

11.9…………………44

應用程序開發(fā)

12SIS……………………45

目的

12.1………………45

一般要求

12.2…………………………45

應用程序設計

12.3……………………46

應用程序的實現(xiàn)

12.4…………………47

應用程序驗證要求審查和測試

12.5()………………48

應用程序方法和工具的要求

12.6……………………48

工廠驗收測試

13(FAT)…………………49

目的

13.1………………49

建議

13.2………………49

安裝和調試

14SIS………………………50

目的

14.1………………50

要求

14.2………………50

安全確認

15SIS…………………………51

目的

15.1………………51

要求

15.2………………51

操作和維護

16SIS………………………53

目的

16.1………………53

要求

16.2………………53

檢驗測試及檢查

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

……………………59

圖的整體框架

1GB/T21109……………Ⅶ

圖與間的關系

2IEC61508IEC61511…………………2

Ⅱ

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

圖和間的詳細關系

3IEC61511IEC61508……………2

圖安全儀表功能和其他功能的關系

4……………………3

圖可編程電子系統(tǒng)結構和術語

5(PES):………………13

圖包含三個子系統(tǒng)的架構示例

6SISSIS……………15

圖安全生命周期階段和功能安全評估階段

7…………25

圖應用程序安全生命周期及其與安全生命周期的關系

8SIS………28

圖典型保護層和風險降低方法

9………………………34

表中使用的縮略語

1IEC61511…………20

表安全生命周期一覽表

2SIS……………26

表應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

表安全完整性等級的危險失效平均頻率

5:SIF………33

表不同對應的最小要求

6SILHFT…………………39

Ⅲ

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

前言

本文件按照標準化工作導則第部分標準化文件的結構和起草規(guī)則的規(guī)定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是過程工業(yè)領域安全儀表系統(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)硬件和應用編程要求

———1:、、、;

第部分的應用指南

———2:GB/T21109.1;

第部分確定要求的安全完整性等級的指南

———3:。

本文件代替過程工業(yè)領域安全儀表系統(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構調整和編輯性改動外主要技術變化

、、》,GB/T21109.1—2007,,

如下

:

增加了功能安全管理中對人員的管理要求見

———(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)范標準或實踐設計和實施的對用戶提出了要求見

———、SIS,(5.2.5.4);

增加了功能安全評估審核和修訂的新要求見

———、(5.2.6);

增加了安全生命周期結構和計劃要求見

———(6.2);

增加了應用程序安全生命周期要求見

———SIS(6.3);

增加了驗證要求見

———(7.2);

增加了對開展安防風險評估的要求見

———SIS(8.2.4);

刪除了安全完整性等級的附加要求增加風險降低要求或危險失效平均頻

———“4”,>10000

率-8的審查要求和保護層分配要求

<10/h;

增加了不準備符合本文件時保護層分配的要求見

———BPCS,(9.3.4);

增加了應用程序安全要求規(guī)范相關要求見

———(10.3.3~10.3.6);

增加了設計和工程要求中的安全手冊要求和通信要求見

———SISSIF(11.2);

增加了旁路情況下的相關要求見

———SIS(16.2.3、16.2.4、16.2.7、16.2.11);

增加了備件的相關要求見

———SIS(16.2.12);

增加了負責執(zhí)行操作和維護的人員關于危險和風險分析分配和設計的審查要求見

———、(16.2.13);

更改了失電情況下的行為要求將其擴充為動力源包括電源空氣液動源或氣動源丟

———SIS,(、、)

失情況下的行為要求見年版的

SIS(11.2.11,200711.2.11);

更改了檢測到故障時的系統(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失效的量化并補充了隨機失效量化相關要求見

———SIF,(11.9,

年版的

200711.9);

更改了應用軟件要求已改為應用程序開發(fā)并明確應用程序設計實施驗證要求及方法

———,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程工業(yè)領域安全儀表系統(tǒng)第部分框架定

IEC61511-1:2016《1:、

義系統(tǒng)硬件和應用編程要求

、、》。

本文件做了下列最小限度的編輯性改動

:

Ⅴ

GB/T211091—2022/IEC61511-12016

.:

將標準名稱修改為過程工業(yè)領域安全儀表系統(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;

納入了的修正內容所涉及的條款的外側頁邊空白位置用垂

———IEC61511-1:2016/AMD1:2017,

直雙線進行了標示

(‖)。

本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出

。

本文件由全國工業(yè)過程測量控制和自動化標準化技術委員會歸口

(SAC/TC124)。

本文件起草單位機械工業(yè)儀器儀表綜合技術經(jīng)濟研究所中石化安全工程研究院有限公司國能

:、、

智深控制技術有限公司浙江中控技術股份有限公司國家管網(wǎng)集團北方管道有限責任公司杭州盤古

、、、

自動化系統(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)自動化儀表研

、、、

究院有限公司北京市科學技術研究院城市安全與環(huán)境科學研究所綿陽市維博電子有限責任公司福

、、、

建順昌虹潤精密儀器有限公司北京京儀集團有限責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機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

、、、、

天康集團股份有限公司漢威科技集團股份有限公司西門子中國有限公司

()、、()。

本文件主要起草人史學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張剛楊柳

、、、、、、、、、、、、、、

施隋靖左新馬欣欣周婷卜志軍姜榮懷張鵬朱愛松王莉陳志揚董健王毅李傳友牛小民

、、、、、、、、、、、、、、

史威熊文澤孫煒張萍魏振強皮英霞孫舒韓占武陳祖志李佳曹徳舜李榮強

、、、、、、、、、、、。

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

在過程工業(yè)中用來執(zhí)行安全儀表功能的安全儀表系統(tǒng)已應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到某些最低標準和性能水平

,。

闡述了過程工業(yè)安全儀表系統(tǒng)的應用還強調要執(zhí)行一次過程危險和

GB/T21109。GB/T21109

風險評估使之能導出安全儀表系統(tǒng)的規(guī)范僅在與安全儀表系統(tǒng)的性能要求相關時才考

(H&RA),。,

慮其他安全系統(tǒng)的貢獻安全儀表系統(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

。

設備

。

包括以下幾部分

GB/T21109。

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

———1:、、、。(SIS)、

計安裝運行和維護要求以確保該系統(tǒng)能使過程達到或保持安全狀態(tài)

、、,。

第部分的應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

及其相關的安全儀表系統(tǒng)的規(guī)范設計安裝操作和維護的指南

、、、。

第部分確定要求的安全完整性等級的指南目的是確定安全儀表功能的安全完整性等級

———3:。

的各種不同方法

。

包含了作為應用基礎的兩個概念安全生命周期和安全完整性等級

GB/T21109:。

針對基于使用電氣電子可編程電子技術的安全儀表系統(tǒng)在邏輯解

GB/T21109(E)/(E)/(PE)。

算器使用其他技術的情況下需應用的基本原則來確保實現(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在的框

,。GB/T21109GB/T20438

架范圍內專用于過程領域

。

為達到上述最低原則提出了安全生命周期活動的方法采納此種方法以便使

,GB/T21109SIS。

用合理和一致的技術策略

。

在大多數(shù)情況下固有安全過程設計就能很好地實現(xiàn)安全性但是在某些情況下這是不可能或不

,。,

切實際的必要時還可結合一個或一些保護系統(tǒng)來降低已發(fā)現(xiàn)的殘余風險保護系統(tǒng)可依靠不同的

。,。

技術化學的機械的液壓的氣動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)行危險和風險評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

———;

在一個框架內工作該框架適用于實現(xiàn)功能安全的所有儀表類措施

———,;

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

———(),。

針對過程工業(yè)的安全儀表系統(tǒng)的

GB/T21109:

包括從初始概念設計實現(xiàn)運行和維護直到停用的所有安全生命周期階段

———、、、SIS;

能使現(xiàn)有的或新的國家專用的過程工業(yè)標準同協(xié)調一致

———GB/T21109。

致力于在過程工業(yè)領域達到高度一致如基本原則術語信息等這將帶來安全和

GB/T21109(、、)。

經(jīng)濟兩方面的好處的整體框架見圖

。GB/T211091。

在權限方面在管理當局如國家的省的自治區(qū)的等已建立過程安全設計過程安全管理或其他

,(、、)、

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

.:

過程工業(yè)領域安全儀表系統(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)范設計安裝運行和維護要求以確保該系統(tǒng)能使過程達

(SIS)、、、,

到或保持安全狀態(tài)本文件是所有部分在過程領域的應用標準

。GB/T20438()。

本文件

:

規(guī)定了實現(xiàn)功能安全的要求但未規(guī)定執(zhí)行這些要求的責任方如設計方供應商業(yè)主運行

a),(:、、/

公司承包商根據(jù)安全計劃項目計劃和管理以及國家規(guī)定將責任分配給不同各方

、)。、。

適用于把滿足或本文件中要求的設備集成到用于過程

b)GB/T20438.1~20438.3—201711.5

領域應用的整體系統(tǒng)中但不適用于希望聲明設備適用于過程領域的的制造商見

,SIS(

和

GB/T20438.2—2017GB/T20438.3—2017)。

定義了和的關系見圖和圖

c)IEC61511IEC61508(23)。