Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

86 страниц

608.00 ₽

Купить ГОСТ Р МЭК 61131-6-2015 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Определяет требования для программируемых (логических) контроллеров (ПЛК) и связанных с ними периферийных устройств, как определено в части 1, которые предназначены для использования в качестве логической подсистемы связанной с безопасностью электрической/электронной/программируемой электронной (Э/Э/ПЭ) системы. Программируемый контроллер и связанные с ним периферийные устройства, соответствующие требованиям настоящего стандарта, считают пригодным для применения в Э/Э/ПЭ системе, связанной с безопасностью, и называют программируемым логическим контроллером, удовлетворяющим требованиям функциональной безопасности (ПЛК-ФБ). ПЛК-ФБ – обычно подсистема аппаратных средств (АС) / программного обеспечения (ПО). ПЛК-ФБ может также включать элементы программного обеспечения, например, предварительно созданные функциональные блоки.

 Скачать PDF

Консультация по подбору ГОСТабесплатно

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Соответствие настоящему стандарту

5 Жизненный цикл ПЛК-ФБ

     5.1 Общие положения

     5.2 Требования к функциональной безопасности и предельному значению УПБ ПЛК-ФБ

     5.3 Система менеджмента качества

     5.4 Управление жизненным циклом ПЛК-ФБ

6 Спецификация требований к проектированию ПЛК-ФБ

     6.1 Общие положения

     6.2 Содержание спецификации требований к проектированию

     6.3 Целевая интенсивность отказов

7 План проектирования, разработки и подтверждения соответствия ПЛК-ФБ

     7.1 Общие положения

     7.2 Сегментирование требований

8 Архитектура ПЛК-ФБ

     8.1 Общие положения

     8.2 Архитектуры и подсистемы

     8.3 Передача данных

9 Планирование проектирования, разработки и подтверждение соответствия аппаратных средств....27

     9.1 Общие требования к аппаратным средствам

     9.2 Спецификация требований функциональной безопасности аппаратных средств

     9.3 Планирование подтверждения соответствия безопасности аппаратных средств

     9.4 Проектирование и разработка аппаратных средств

     9.5 Аппаратные средства и встроенное программное обеспечение. Их интеграция в ПЛК-ФБ

     9.6 Процедуры эксплуатации и технического обслуживания аппаратных средств

     9.7 Подтверждение соответствия безопасности аппаратных средств

     9.8 Верификация аппаратных средств

10 Проектирование и разработка программного обеспечения ПЛК-ФБ

     10.1 Общие положения

     10.2 Требования

     10.3 Классификация инструментальных средств

     10.4 Планирование подтверждения соответствия программного обеспечения

11 Подтверждение соответствия безопасности ПЛК-ФБ

12 Типовые испытания ПЛК-ФБ

     12.1 Общие положения

     12.2 Требования к типовым испытаниям

     12.3 Требования к климатическим испытаниям

     12.4 Требования к механическим испытаниям

     12.5 Требования к испытаниям на электромагнитную совместимость (ЭМС)

13 Верификация ПЛК-ФБ

     13.1 План верификации

     13.2 Требования к тестированию с введением неисправности

     13.3 Проверенное изделие по сравнению с поставленным

14 Оценка функциональной безопасности

     14.1 Цель

     14.2 Требования к оценке

     14.3 Информация об оценке ПЛК-ФБ

     14.4 Независимость

15 Процедуры эксплуатации, технического обслуживания и модификации ПЛК-ФБ

     15.1 Цель

     15.2 Модификация ПЛК-ФБ

16 Информация, предоставляемая пользователю производителем ПЛК-ФБ

     16.1 Общие положения

     16.2 Информация о соответствии настоящему стандарту

     16.3 Информация о типе и содержании документации

     16.4 Информация каталогов и спецификаций

     16.5 Руководство по безопасности

Приложение А (справочное) Вычисление безотказности

Приложение В (справочное) Типовые архитектуры ПЛК-ФБ

Приложение С (справочное) ПЛК-ФБ в системах, реализующих срабатывание защиты при подаче питания

Приложение D (справочное) доступные базы данных интенсивностей отказов

Приложение Е (справочное) Методология оценки интенсивности отказов по общей причине в многоканальном ПЛК-ФБ

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов ссылочным национальным стандартам

Библиография

 
Дата введения01.05.2016
Добавлен в базу01.02.2017
Актуализация01.02.2020

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

18.05.2015УтвержденФедеральное агентство по техническому регулированию и метрологии363-ст
ИзданСтандартинформ2016 г.
РазработанООО Корпоративные электронные системы

Programmable controllers. Part 6. Functional safety

Нормативные ссылки:
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТ Р мэк

61131-6—

2015

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

КОНТРОЛЛЕРЫ ПРОГРАММИРУЕМЫЕ

Часть 6

Безопасность функциональная

IEC 61131-6:2012 Programmable controllers — Part 6: Functional safety

(IDT)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «Корпоративные электронные системы» на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 58 «Функциональная безопасность»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии России от 18 мая 2015 г. № 363-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61131-6:2012 «Контроллеры программируемые. Часть 6. Безопасность функциональная» (IEC 61131-6:2012 «Programmable controllers — Part 6: Functional safety», IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р МЭК 61131-6-2015

Примечание — Данный термин касается защиты от таких действий, реализуемых через сеть или другие коммуникационные интерфейсы.

3.10    опасный отказ (dangerous failure): Отказ элемента и/или подсистемы, и/или системы, влияющий на выполнение функции безопасности:

a)    препятствует выполнению функции безопасности, если необходимо ее выполнение (в режиме запроса), или вызывает прекращение выполнения функции безопасности (в непрерывном режиме), переводя УО в опасное или потенциально опасное состояние;

b)    снижает вероятность корректного выполнения функции безопасности, если необходимо ее выполнение.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.7]

3.11    опасный сбой (dangerous fault): Сбой, который может привести к опасному отказу.

Примечание — Если опасный сбой обнаружен, то предпринимают меры по предотвращению опасного отказа.

3.12    заданное безопасное состояние (defined safe state): Состояние ПЛК-ФБ, определенное производителем ПЛК-ФБ, в которое переходит ПЛК-ФБ, когда происходит опасный отказ.

Примечание — Как правило, заданное безопасное состояние — состояние по умолчанию всех без исключения выходов ПЛК-ФБ. Для цифровых выходов — это состояние с отключенным питанием, если конкретно не определено иначе. Для аналоговых выходов — это состояние с нулевыми значениями напряжения или нулевыми коэффициентами усиления, если конкретно не определено иначе. Для коммуникационных портов — это состояние определено как отсутствие связи, если, в частности, не определено иначе.

3.13    обнаруженный отказ (detected failure): Прекращение способности функционального блока выполнить требуемую функцию, обнаруженное диагностическими проверками, контрольными испытаниями, вмешательством оператора или в процессе нормального функционирования.

Пример — Физический осмотр и проверки, выполняемые вручную.

3.14    охват диагностикой; ОД (diagnostic coverage, DC): Часть опасных отказов, выявляемая автоматическими диагностическими тестами в неавтономном режиме. Эту часть опасных отказов вычисляют как отношение интенсивности выявленных диагностическими тестами опасных отказов к общей интенсивности опасных отказов.

Примечания

1    Охват диагностикой опасных отказов определяют с помощью следующего выражения

DC = i—,

total

где DC — охват диагностикой;

XDD — интенсивности выявленных опасных отказов;

Xtota| — общая интенсивность опасных отказов.

2    Данное определение справедливо при условии, что рассматриваемые компоненты имеют постоянную интенсивность отказов.

[МЭК 61508-4:2010, 3.8.6]

3.15    Э/Э/ПЭ (Е/Е/РЕ): Электрический / электронный / программируемый электронный.

3.16    элемент (element): Часть подсистемы, включающая в себя отдельный компонент или любую группу компонентов, которая выполняет одну или более функций безопасности элемента.

[МЭК 61508-4:2010, 3.8.6, модифицировано]

Примечание — Элемент может включать в себя аппаратные средства и/или программное обеспечение.

[МЭК 61508-4:2010, 3.4.5, модифицировано]

3.17    функция безопасности элемента (element safety function): Часть функции безопасности, которая реализуется элементом.

[МЭК 61508-4:2010, 3.5.3, модифицировано]

3.18    встроенное программное обеспечение, встроенное микропрограммное обеспечение

(embedded software, embedded firmware): Программное обеспечение, управляющее работой ПЛК-ФБ или одной из его подсистем.

Примечания

1 Встроенное программное обеспечение поставляется производителем ПЛК-ФБ установленное в ПЛК-ФБ. У пользователя нет прямого доступа к встроенному программному обеспечению. Производитель ПЛК-ФБ разрабатывает

5

или пишет встроенное программное обеспечение, чтобы управлять его ПЛК-ФБ. Оно может, например, управлять коммуникационной подсистемой или интерпретацией программы, разработанной пользователем в инструментальных средствах инженерии.

2    Еще один термин для встроенного программного обеспечения.

3    Встроенное микропрограммное обеспечение может быть связанным безопасностью или не связанным с безопасностью.

3.19    средства проектирования (engineering tools): Программное обеспечение для разработки прикладной программы.

Пример — Программное обеспечение средств проектирования поставляется производителем ПЛК-ФБ для установки на персональной рабочей станции. В этом программном пакете пользователь разрабатывает или пишет свою прикладную программу для управления процессом. Затем эта прикладная программа загружается в ПЛК-ФБ и осуществляет управление ПЛК-ФБ пользователя, присоединенным оборудованием и, таким образом, процессом.

Примечание — Прикладные программы и программное обеспечение могут быть связанными с безопасностью или не связанными с безопасностью.

3.20    управляемое оборудование; УО (equipment under control, EUC): Оборудование, машины, аппараты или установки, используемые для производства, обработки, транспортирования, в медицине или в других областях.

Примечание — Система управления УО представляют собой отдельное отличное от УО понятие.

3.21    испытуемое техническое средство (equipment under test, EUT): Определенная(ые) производителем представитепьная(ые) конфигурация(и), используемая(ые) для типовых испытаний.

3.22    отказ (failure): Прекращение способности функционального блока выполнять необходимую функцию либо функционирование этого блока любым способом, отличным от требуемого.

Примечания

1    Данное определение основано на определении 91-04-01 в МЭК 60050-191 и учитывает изменения, связанные с систематическими отказами, например, вследствие недоработок в спецификации или программном обеспечении.

2    Соотношение между сбоями и отказами см. на рисунке 2.

3    Характеристики требуемых функций неизбежно исключают определенные режимы работы, и некоторые функции могут быть определены путем описания режимов, которых следует избегать. Возникновение таких режимов представляет собой отказ.

4    Отказы являются либо случайными (в аппаратных средствах), либо систематическими (в аппаратных средствах или в программном обеспечении), см. 3.42 и 3.56.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.4]

L(/-1)FU

(L — уровень; / = 1,2,3 и т.д.; FU—функциональный блок)

а) Конфигурация функционального блока

6

ГОСТ Р МЭК 61131-6-2015

Уровень (i)    Уровень    (М)

Ь) Обобщенный вид Уровень (i)    Уровень    (/-1)

с) С точки зрения МЭК 61508 и ИСО/МЭК 2382-14. Уровень 0)    Уровень    (/-1)

d) С точки зрения МЭК 60050(191)

Примечания к рисунку 2

1    Как показано на рисунке а), функциональный блок может быть представлен в виде многоуровневой иерархической структуры, каждый из уровней которой может быть в свою очередь назван «функциональный блок». На уровне (/) «причина» может проявить себя как ошибка (отклонение от правильного значения или состояния) в пределах функционального блока, соответствующего данному уровню (/). Если ошибка не будет исправлена или нейтрализована, то она может привести к отказу данного функционального блока, который в результате перейдет в состояние «F», в котором он более не сможет выполнять необходимую функцию [см. рисунок Ь)]. Данное состояние «F» уровня (/) может в свою очередь проявиться в виде ошибки на уровне функционального блока (/-1), которая, если она не будет исправлена или нейтрализована, может привести к отказу функционального блока уровня (/-1).

2    В этой причинно-следственной цепочке один и тот же элемент («объект X») может рассматриваться как состояние (состояние «F») функционального блока уровня (/), в которое он попадает в результате отказа, а также как причина отказа функционального блока уровня (/-1). Данный «объект X» объединяет концепцию «отказа» в МЭК 61508 и ИСО/МЭК 2382-14, в которой внимание акцентируется на причинном аспекте, как показано на рисунке с), и концепцию «отказа», представленную в МЭК 60050(191), в которой основное внимание уделено аспекту состояния, как показано на рисунке d). В МЭК 60050(191) состояние «F» называет»! «отказом», а в МЭК 61508 и ИСО/МЭК 2382-14 оно не определено.

3    В некоторых случаях отказ или ошибка могут быть вызваны внешним событием, таким, например, как молния или электростатические помехи, а не внутренним отказом. Более того, ошибка (в обоих словарях) может возникать без предшествующего отказа. Примером такой ошибки может быть ошибка проектирования.

Рисунок 2 — Модель отказа

7

3.23 интенсивность отказов (failure rate): Интенсивность отказов X(t) объекта (отдельных компонентов или систем) определяется как вероятность отказа X(f)dt этого объекта на отрезке времени [f, t+dt] при условии, что объект был работоспособен на временном отрезке [0, /].

Примечания

dr(t) 1 dt r(t) '


-|х(т)с/т


Выражение для X(t) через функцию безотказности имеет вид x(f):


мулой: R(f) = exp


V о


1 Математически X(t) — условная вероятность отказа в единицу времени на временном отрезке [t, t+dt]. Она тесно связана с функцией безотказности (т. е. вероятности отсутствия отказа от 0 до t), описываемой общей фор

2 Интенсивности отказов и их неопределенности могут быть оценены из стандартных статистических данных об отказах реальных объектов. В течение «срока годности» (т. е. после «выгорания» дефектов и до износа) интен

сивность отказов простого элемента можно считать постоянной величиной X(t) = X.

3 Среднее значение X(t) в течение заданного отрезка времени [0, 7], вычисленное по формуле

J X(x)dx

lavg iT)

T , не является интенсивностью отказов, поэтому не может быть использовано для вычисле

VO

ния функции R(t) по формуле в примечании 1. Однако оно может быть интерпретировано как средняя частота отказа за этот отрезок времени (т. е. PFH, см. МЭК 61508-6, приложение В).

4    Интенсивность отказов последовательности элементов — сумма интенсивностей отказов каждого из этих элементов.

5    Интенсивность отказов избыточных систем обычно не является постоянной. Однако если все отказы достаточно быстро выявлены, являются независимыми и быстро исправлены, то Щ) быстро сходится к асимптотическому значению лаз, которая является эквивалентной интенсивностью отказов систем. Ее не следует путать со средней интенсивностью отказов в соответствии с примечанием 3, которая не обязательно сходится к асимптотическому значению.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.16]

3.24    сбой (fault): Ненормальный режим, который может вызвать снижение или потерю способности функционального блока выполнять требуемую функцию.

[ИСО/МЭК 2382-14:1997, 14.01.10]

Примечание — МЭК 60050-191, 191-05-01 определяет «сбой» как состояние, характеризуемое неспособностью выполнить необходимую функцию, исключая неспособность, возникающую во время профилактических работ или других плановых мероприятий, либо в результате недостатка внешних ресурсов. Иллюстрация к этим двум точкам зрения показана на рисунке 2.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.1]

3.25    устойчивость к сбоям (fault tolerance): Способность функционального блока продолжать выполнять необходимую функцию при наличии сбоев или ошибок.

[ИСО/МЭК 2382-14:1997, 14.01.06]

Примечание — Определение МЭК 60050-191, 191-05-05 относится только к сбоям подэлементов. См. примечание к термину «сбой» в 3.24.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.3]

Примечание — В рассматриваемые отказы и ошибки включают те, которые происходят в интерфейсах к ПЛК-ФБ.

3.26    спецификация требований к функциональной безопасности ПЛК-ФБ (ПЛК-ФБ functional safety requirements specification): Спецификация, содержащая требования к функциям безопасности и связанным с ними уровням полноты безопасности для ПЛК-ФБ.

3.27    функциональная безопасность (functional safety): Часть общей безопасности, обусловленная применением УО и системы управления УО и зависящая от правильности функционирования Э/Э/ПЭ систем, связанных с безопасностью, и других средств по снижению риска.

[МЭК 61508-4:2010, 3.1.12]

Примечание — Функциональная безопасность по существу — способность связанной с безопасностью системы достигать или поддерживать безопасное состояние.

3.28    технические средства (hardware, HW): Электрические ПЛК-ФБ, механические или другие физические устройства, которые соединены вместе для выполнения функций.

ГОСТ Р МЭК 61131-6-2015

3.29    связанная с безопасностью подсистема высокой сложности (high complexity safety-related subsystem): Такая часть связанной с безопасностью Э/Э/ПЭ системы, для которой:

-    или вид отказа, по крайней мере одного компонента, не четко определен; или

-    поведение подсистемы в случае неисправности не может быть полностью определено; или

-    недостаточно эксплуатационных данных об отказах, чтобы показать, что достигаются требуемые интенсивности отказов.

Пример — ПЛК-ФБ. Получено из определения подсистемы типа В, описанного в МЭК 61508-2, 7.4.4.1.3.

Примечание — Относится к системам типа А (9.4.3.2.2) и типа В (9.4.3.2.3).

3.30    логическая подсистема (logic subsystem): Логическая подсистема — это часть связанной с безопасностью Э/Э/ПЭ системы, которая выполняет функциональную логику, но не включает датчики и исполнительные элементы.

Пример — ПЛК-ФБ — логическая подсистема.

3.31    средняя продолжительность ремонта (mean repair time, MRT): Ожидаемая полная продолжительность ремонта.

Примечание — MRT охватывает времена Ь), с) и d) MTTR (см. 3.34).

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.22]

3.32    среднее время между отказами (mean time between failures, MTBF): Статистический параметр (обычно выражаемый в часах), который позволяет сравнивать надежность различных изделий.

Примечания

1    Математически — это обратная величина интенсивности отказов восстанавливаемого изделия.

2    MTBF — среднее арифметическое значение, определенное для большого количества устройств за длительный период времени.

3    Для сложного изделия, такого как ПЛК, средняя интенсивность отказов аппроксимируется постоянным значением интенсивности отказов экспоненциальной функции надежности: R(t) = e‘Af.

4    MTBF = MTTF + MTTR.

См. 3.33, примечание 2.

3.33    среднее время до отказа (mean time to failure, MTTF): Статистический параметр (обычно выражаемый в часах), который позволяет сравнивать надежность невосстанавливаемых изделий.

Примечания

1    Для невосстанавливаемого изделия с постоянной интенсивностью отказов MTTF — обратная величина интенсивности отказов изделия.

2    MTTF — среднее арифметическое значение, определенное для большого количества устройств за длительный период времени.

3    Несмотря на то, что два термина MTBF и MTTF иногда используют взаимозаменяемо, они, строго говоря, относятся к восстанавливаемым и невосстанавливаемым изделиям соответственно. MTBF следует использовать только для тех изделий, которые обычно восстанавливают и возвращают в работу.

3.34    среднее время восстановления (mean time to restoration, MTTR): Ожидаемое время восстановления.

Примечание — MTTR включает в себя:

a)    время выявления отказа;

b)    время, прошедшее до начала восстановления;

c)    время, фактически затраченное на ремонт;

d)    время возвращения компонента в работу.

Начало времени перечисления Ь) совпадает с окончанием времени перечисления а); начало времени перечисления с) совпадает с окончанием времени перечисления Ь); начало времени перечисления d) совпадает с окончанием времени перечисления с).

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.21]

3.35    режим работы (mode of operation): Способ выполнения функции безопасности, который может быть в режиме с низкой частотой запросов, с высокой частотой запросов либо в непрерывном режиме.

Примечание — Э/Э/ПЭ система, связанная с безопасностью, выполняющая функцию безопасности, не влияет на работу УО или систему управления УО до тех пор, пока к ней не возникает запрос. Однако если Э/Э/ПЭ

9

система, связанная с безопасностью, отказывает так, что выполнение функции безопасности невозможно, то она может вызвать переход УО в безопасное состояние (см. МЭК 61508-2, 7.4.6).

[МЭК 61508-4:2010, 3.5.16]

3.35.1    режим работы с низкой частотой запросов (low demand mode): Режим, в котором функция безопасности выполняется только по запросу и переводит УО в определенное безопасное состояние, а частота запросов не превышает одного запроса в год.

[МЭК 61508-4:2010, 3.5.16]

3.35.2    режим работы с высокой частотой запросов (high demand mode): Режим, в котором функция безопасности выполняется только по запросу и переводит УО в определенное безопасное состояние, а частота запросов превышает один в год.

[МЭК 61508-4:2010, 3.5.16]

3.35.3    непрерывный режим работы (continuous mode): Режим, в котором функция безопасности поддерживает УО в безопасном состоянии, как и при нормальном функционировании.

[МЭК 61508-4:2010, 3.5.14]

3.36    М из N, MooN (М out of N, MooN): Архитектура, состоящая из N независимых каналов, которые соединены так, что, по крайней мере, требуется М каналов для выполнения функции безопасности.

3.37    время безопасности процесса, худший случай (process safety time, worst case): Промежуток времени между моментом появления отказа, который может вызвать опасное событие в УО или системе управления УО, и моментом времени, к которому в УО должно быть завершено действие по предотвращению появления опасного события.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.20]

3.38    вероятность опасного отказа по запросу (probability of dangerous failure on demand, PFD): Неготовность Э/Э/ПЭ системы, связанной с безопасностью, обеспечить безопасность (см. МЭК 60050-191), т. е. выполнить заданную функцию безопасности, когда происходит запрос от УО или системы управления УО.

Примечания

1    [Мгновенная] неготовность (согласно МЭК 60050-191) является вероятностью ненахождения элемента в состоянии выполнения необходимой функции при данных условиях в данный момент времени, предполагая, что элемент обеспечен всеми необходимыми внешними ресурсами. Обычно ее обозначают как U(t).

2    [Мгновенная] готовность не зависит от состояний (выполнения или отказа), в которых находился элемент до момента времени t. Она только характеризует элемент, который должен быть в работоспособном состоянии, когда он обязан в нем быть, например Э/Э/ПЭ система, связанная с безопасностью, работающая в режиме с низкой интенсивностью запросов.

3    Если происходит периодическое тестирование, то PFD Э/Э/ПЭ системы, связанной с безопасностью, для заданной функции безопасности представляется в виде зубчатой кривой с большим диапазоном значений вероятностей от низкого, сразу после теста, до максимума, непосредственно перед тестом.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.17]

3.39    программируемые технические средства (programmable НW): Технические средства, функциональность или производительность которых могут быть изменены или модифицированы встроенным программным обеспечением.

Пример — Программируемая логическая интегральная схема, устройства флэш-памяти и изделия на базе микропроцессоров.

3.40    контрольная проверка (proof test): Периодическая проверка, проводимая для того, чтобы обнаружить опасные скрытые отказы в системе, связанной с безопасностью, с тем чтобы при необходимости система могла быть восстановлена настолько близко к «исходному» состоянию, насколько это возможно в данных условиях.

Примечания

1    В настоящем стандарте использован термин «контрольная проверка», но считается, что он является синонимом термина «периодическая проверка».

2    Эффективность контрольной проверки будет зависеть также от охвата отказов тестами и эффективности восстановления. На практике обнаружить все 100 % скрытых опасных отказов не просто и возможно только для Э/Э/ПЭ системы, связанной с безопасностью, имеющей низкую сложность. Однако к этому необходимо стремиться. По крайней мере все выполняемые функции безопасности должны проверять в соответствии со спецификацией требований к безопасности Э/Э/ПЭ системы. При использовании отдельных каналов эти проверки проводят для каждого канала отдельно. Для сложных элементов, возможно, должен быть проведен анализ, с тем чтобы продемонстрировать, что вероятность скрытого опасного отказа, не обнаруженного контрольными проверками, является незначительной в течение всего срока службы Э/Э/ПЭ системы, связанной с безопасностью.

ГОСТ Р МЭК 61131-6-2015

3    Для проведения контрольной проверки требуется некоторое время. В течение этого времени доступ к Э/Э/ПЭ системе, связанной с безопасностью, может быть частично или полностью запрещен. Продолжительностью контрольной проверки можно пренебречь, только если часть проверяемой Э/Э/ПЭ системы, связанной с безопасностью, останется доступной для запроса на выполнение или если УО будет отключено во время проверки.

4    Во время проведения контрольной проверки Э/Э/ПЭ система, связанная с безопасностью, может быть частично или полностью недоступна для выполнения запроса. В этом случае при вычислении УПБ величиной MTTR можно пренебречь, только если во время ремонта УО был отключен или были использованы другие эквивалентные по эффективности меры по снижению риска.

[МЭК 61508-4:2010, 3.8.5]

3.41    надлежащая процедура функциональной проверки (proper function verification procedure, PFVP): Методология тестирования ПЛК-ФБ.

3.42    случайный отказ аппаратных средств (random hardware failure): Отказ, возникающий в случайный момент времени, который является результатом одного или нескольких возможных механизмов ухудшения характеристик в аппаратных средствах.

Примечания

1    Существует много механизмов ухудшения характеристик, действующих с различной интенсивностью и в различных компонентах. Поскольку допуски изготовления приводят к тому, что компоненты в результате действия этих механизмов отказывают в разное время и отказы аппаратных средств включают в себя много факторов, то отказы происходят с предсказуемой частотой, но в непредсказуемые (т. е. случайные) моменты времени.

2    Основное различие между случайными отказами аппаратных средств и систематическими отказами (см. 3.6.6) состоит в том, что интенсивность отказов системы (или другие подобные характеристики таких отказов), связанная со случайными отказами аппаратных средств, может прогнозироваться с достаточной степенью точности, но систематические отказы по своей природе не могут быть предсказаны точно. Поэтому интенсивность отказов системы, связанных со случайными отказами аппаратных средств, может быть охарактеризована количественно с достаточной степенью точности, тогда как отказы системы, связанные с систематическими отказами, не могут быть статистически охарактеризованы с достаточной точностью, поскольку события, приводящие к таким отказам, не могут быть предсказаны.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.5]

3.43    надежность (reliability, R): Вероятность того, что конкретное изделие будет работать в течение конкретного времени t без отказа.

Примечания

1    Для сложного изделия, такого как программируемый контроллер, средняя интенсивность отказов аппроксимируется экспоненциальной функцией надежности с постоянным значением интенсивности отказов: R(t) = e~%t = е~ (f/MTBF).

MTBF.


2    Если время t в последнем уравнении равно значению MTBF, то уравнение дает значение надежности, равное 0,368, подразумевая, что только 36,8 % конкретного изделия будет работать без отказа в течение его значения

3.44    риск (risk): Сочетание вероятности события причинения вреда и тяжести этого вреда.

[ИСО/МЭК Руководство 51:1999, определение 3.2].

Примечание —Дальнейшее обсуждение этого определения содержится в МЭК 61508-5, приложение А.

[МЭК 61508-4:2010, 3.1.6]

3.45    безопасный отказ ПЛК-ФБ (safe failure): Отказ элемента и/или подсистемы, и/или системы, играющий определенную роль в реализации функции безопасности, который:

a)    приводит к ложному выполнению функции безопасности, переводящей УО (или его часть) в безопасное состояние или поддерживающей безопасное состояние, или

b)    увеличивает вероятность ложного выполнения функции безопасности, переводящей УО (или его часть) в безопасное состояние или поддерживающей безопасное состояние.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.8]

3.46    безопасный сбой (safe fault): Сбой, не вызывающий опасный отказ.

Примечание —Данное отношение имеет вид:

Если частоты отказов являются постоянными величинами, то выражение упрощается и имеет вид:


3.47    доля безопасных отказов; ДБО (safe failure fraction, SFF): Свойство элемента, связанного с безопасностью, определяемое отношением суммы средних частот безопасных отказов и опасных обнаруженных отказов к сумме средних частот безопасных и опасных отказов.

11

ДБО = (X^S +X^Dd)/(X^S +X^Dd +X^Du).

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.15]

3.48    безопасное состояние (safe state): Состояние УО, в котором достигается безопасность.

Примечание — При переходе от потенциально опасного состояния к конечному, безопасному, состоянию УО может пройти через несколько промежуточных безопасных состояний. Для некоторых ситуаций безопасное состояние существует только до тех пор, пока УО остается под непрерывным контролем. Такое непрерывное управление может продолжаться в течение короткого или неопределенного периода времени.

[МЭК 61508-4:2010, 3.1.13]

3.49    время реакции функции безопасности (safety function response time): Наихудшее время между срабатыванием датчика системы безопасности и моментом достижения соответствующего безопасного состояния, реализуемого исполнительным (и) устройством(ами) системы безопасности при наличии ошибок или отказов в канале, выполняющем функцию безопасности.

[МЭК 61784-3:2010, 3.1.1.36, модифицировано]

3.50    полнота безопасности (safety integrity): Вероятность того, что система, связанная с безопасностью, будет удовлетворительно выполнять требуемые функции безопасности при всех оговоренных условиях в течение заданного интервала времени.

Примечания

1    Чем выше уровень полноты безопасности, тем ниже вероятность того, что система, связанная с безопасностью, не сможет выполнить указанные функции безопасности или не будет в состоянии, когда потребуется, принять указанное состояние.

2    Существует четыре уровня полноты безопасности для систем (см. МЭК 61508-4, 3.5.8).

3    При определении полноты безопасности должны учитывать все причины отказов (случайных отказов аппаратных средств и систематических отказов), которые приводят к небезопасному состоянию, например, отказы аппаратных средств, отказы, вызванные программным обеспечением, и отказы, вызванные электрическими помехами. Некоторые из этих типов отказов, например случайные отказы аппаратных средств, могут быть охарактеризованы количественно, с использованием таких параметров, как интенсивность отказов в опасном режиме или вероятность того, что система защиты, связанная с безопасностью, не сможет выполнить запрос. Однако полнота безопасности системы также зависит и от многих факторов, которым нельзя дать точную количественную оценку и которые могут быть оценены только качественно.

4    Полнота безопасности включает в себя полноту безопасности аппаратных средств (см. МЭК 61508-4, 3.5.7) и полноту безопасности по отношению к систематическим отказам (см. МЭК 61508-4, 3.5.6).

5    Данное определение основано на определении безотказности (надежности) систем, связанных с безопасностью, при выполнении ими функций безопасности (определение надежности см. МЭК 60050-191, 191-12-01).

[МЭК 61508-4:2010, 3.5.4]

3.51    уровень полноты безопасности; УПБ [safety integrity level (SIL)]: Дискретный уровень (принимающий одно из четырех возможных значений), соответствующий диапазону значений полноты безопасности, при котором уровень полноты безопасности, равный 4, является наивысшим уровнем полноты безопасности, а уровень полноты безопасности, равный 1, соответствует наименьшей полноте

безопасности.

Примечания

1    Меры целевых отказов (см. МЭК 61508-4, 3.5.17) для четырех уровней полноты безопасности указаны в МЭК 61508-1, таблицы 2 и 3.

2    Уровни полноты безопасности используют при определении требований полноты безопасности для функций безопасности, которые должны быть распределены по Э/Э/ПЭ системам, связанным с безопасностью.

3    Уровень полноты безопасности (УПБ) не является свойством системы, подсистемы, элемента или компонента. Правильная интерпретация фразы «УПБ системы, связанной с безопасностью, равен л» (где п = 1, 2, 3 или 4) означает, что система потенциально способна к реализации функций безопасности с уровнем полноты безопасности до значения, равного п.

[МЭК 61508-4:2010, 3.5.8]

4    Данная схема спецификации применима только к системе, связанной с безопасностью.

5    Целевые меры по отказу для четырех уровней целостности безопасности определены в таблицах 1 и 2.

3.52    предельное значение УПБ (SIL capability): Максимальное значение УПБ, которое может быть достигнуто для ПЛК-ФБ с учетом архитектурных ограничений и систематической полноты безопасности.

[МЭК 62061:2005, 3.2.24]

3.53    система, связанная с безопасностью (safety-related system): Система, которая:

ГОСТ Р МЭК 61131-6-2015

-    реализует необходимые функции безопасности, требующиеся для достижения и поддержки безопасного состояния УО;

-    предназначена для достижения своими средствами или в сочетании с другими Э/Э/ПЭ системами, связанными с безопасностью, и другими средствами снижения риска необходимой полноты безопасности для требуемых функций безопасности.

Примечания

1    Данный термин относится к системам, обозначенным как системы, связанные с безопасностью, и предназначенным для достижения совместно с внешними средствами снижения риска (см. 3.4.2 МЭК 61508-4) необходимого снижения риска для соответствия требованиям приемлемого риска (см. 3.1.7 МЭК 61508-4). См. также приложение А МЭК 61508-5.

2    Системы, связанные с безопасностью, предназначены для того, чтобы предотвратить переход УО в опасное состояние путем выполнения необходимых действий при обнаружении условий, которые могут привести к опасному событию. Отказ системы, связанной с безопасностью, может быть отнесен к событиям, ведущим к возникновению определенной опасности или опасностей. Хотя могут существовать и другие системы, имеющие функции безопасности, именно системы, связанные с безопасностью, предназначены для достижения требуемого приемлемого риска. В широком смысле системы, связанные с безопасностью, могут быть разделены на две категории: системы управления, связанные с безопасностью, и системы защиты, связанные с безопасностью.

3    Системы, связанные с безопасностью, могут быть составной частью системы управления УО либо связаны с УО с помощью датчиков и/или исполнительных устройств. Это означает, что необходимый уровень полноты безопасности может быть достигнут реализацией функций безопасности в системе управления УО (и, возможно, также дополнительными отдельными и независимыми системами), либо функции безопасности могут быть реализованы отдельными, независимыми системами безопасности.

4    Система, связанная с безопасностью, может быть предназначена:

a)    для предотвращения опасного события (т.е. если система, связанная с безопасностью, выполняет свои функции безопасности, то опасного события не происходит);

b)    ослабления последствий вредного события, снижая риск путем уменьшения последствий;

c)    достижения целей перечислений а) и Ь).

5    Человек может быть частью системы, связанной с безопасностью (см. 3.4.1 МЭК 61508-4). Например, человек может получать информацию от программируемого электронного устройства и выполнять действие, связанное с безопасностью, основываясь на этой информации, либо выполнять действие, используя программируемое электронное устройство.

6    Система, связанная с безопасностью, включает в себя все аппаратные средства, программное обеспечение и дополнительные средства (например, источники питания), необходимые для выполнения указанных функций безопасности [датчики, другие устройства ввода, исполнительные элементы (устройства привода) и другие устройства вывода включаются в систему, связанную с безопасностью].

7    Система, связанная с безопасностью, может основываться на широком диапазоне технологий, включая Э/Э/ПЭ, гидравлическую и пневматическую технологии.

[МЭК 61508-4:2010, 3.4.1]

3.54    программное обеспечение (software): Продукт интеллектуальной деятельности, включающий в себя программы, процедуры, данные, правила и ассоциированную информацию, имеющий отношение к работе системы обработки данных.

Примечания

1    Программное обеспечение является независимым от носителя, на котором оно записано.

2    Данное определение без примечания 1 отличается от представленного в ИСО 9000-3 добавлением слова «данные».

[МЭК 61508-4:2010, 3.2.5]

3.55    подсистема (subsystem): Часть ПЛК-ФБ, включающая отдельный компонент или совокупность компонентов, который выполняет одну или более функций.

Примечание — В настоящем стандарте использование термина «подсистема» отличается от его определения в МЭК 61508-4.

3.56    систематический отказ (systematic failure): Отказ, связанный детерминированным образом с какой-либо причиной, которая может быть исключена только путем модификации проекта либо производственного процесса, операций, документации, либо других факторов.

[МЭК 60050-191Л 990,191 -04-19]

Примечания

1    Корректирующее сопровождение без модификации обычно не устраняет причину отказа.

2    Систематический отказ может быть вызван имитацией причины отказа.

3    Примерами причин систематических отказов являются ошибки человека:

13

-    в спецификации требований к безопасности;

-    в проекте, изготовлении, установке или работе аппаратных средств;

-    при проектировании, реализации и т.п. программного обеспечения.

4 В настоящем стандарте отказы в системах, связанных с безопасностью, подразделяют на случайные отказы аппаратных средств (см. 3.6.5) и систематические отказы.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.6]

3.57    полезный срок службы (useful lifetime, worst case): Минимальный период времени между установкой ПЛК-ФБ и моментом времени, когда интенсивности отказов компонентов ПЛК-ФБ больше не могут быть предсказаны с какой-либо точностью.

Пример — Момент времени, когда вычисленные в начале значения p-факторов по методике, определенной в приложении D МЭК 61508-6, больше не справедливы.

3.58    подтверждение соответствия (validation): Подтверждение, путем испытаний и представления объективных свидетельств, выполнения конкретных требований к предусмотренному конкретному использованию.

Примечания

1    Данное определение адаптировано из ИСО 8402 исключением примечаний.

2    В настоящем стандарте рассматриваются три стадии подтверждения соответствия:

-    подтверждение соответствия всей системы безопасности (см. рисунок 2 МЭК 61508-1);

-    подтверждение соответствия Э/Э/ПЭ системы, связанной с безопасностью (см. рисунок 3 МЭК 61508-1);

-    подтверждение соответствия программного обеспечения (см. рисунок 4 МЭК 61508-1).

3    Подтверждение соответствия представляет собой демонстрацию того, что рассматриваемая система, связанная с безопасностью, до или после установки соответствует во всех отношениях спецификации требований к безопасности для этой системы, связанной с безопасностью. Например, подтверждение соответствия программного обеспечения означает подтверждение путем испытаний и предоставления объективных свидетельств того, что программное обеспечение соответствует спецификации требований к программному обеспечению системы безопасности.

[МЭК 61508-4:2010, 3.8.2]

3.59    верификация (verification): Подтверждение выполнения требований путем исследования и сбора объективных свидетельств.

Примечания

1    Данное определение адаптировано из ИСО 8402 исключением примечаний.

2    В контексте настоящего стандарта верификация представляет собой выполняемую для каждой стадии жизненного цикла соответствующей системы безопасности (всей системы, ПЛК-ФБ) путем анализа, математических обоснований и/или тестирования демонстрацию того, что для используемых входных данных выходные данные соответствуют во всех отношениях набору задач и требований для рассматриваемой стадии жизненного цикла системы безопасности.

Пример — Процессы верификации включают в себя:

-    анализ выходных данных (документов, относящихся ко всем стадиям жизненного цикла безопасности) для того, чтобы убедиться в соответствии задачам и требованиям соответствующей стадии, с учетом конкретных входных данных для этой стадии;

-    анализ проекта;

-    тестирование, выполняемое для проектируемых изделий, для того, чтобы убедиться в том, что они работают в соответствии с их спецификациями;

-    комплексные испытания, выполняемые там, где различные части системы последовательно объединяются, и испытания на воздействие окружающей среды необходимы для того, чтобы убедиться, что все части работают совместно в соответствии с техническими требованиями.

[МЭК 61508-4:2010, 3.8.1]

3    В настоящем стандарте стадия верификации охватывает все действия, которые связаны с разработкой ПЛК-ФБ и доказательством того, что разработанный ПЛК-ФБ соответствует своей спецификации.

4 Соответствие настоящему стандарту

Настоящий стандарт охватывает конкретные требования к изделию из МЭК 61508-1, МЭК 61508-2 и МЭК 61508-3. В то время, как серия МЭК 61508 является системным (базовым) стандартом, настоящий стандарт содержит конкретные требования к изделию, обеспечивающие применение принципов стандартов серии МЭК 61508 к ПЛК-ФБ.

14

ГОСТ Р МЭК 61131-6-2015

Содержание

1    Область применения....................................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки....................................................................................................................................2

3    Термины и определения..............................................................................................................................4

4    Соответствие настоящему стандарту ......................................................................................................14

5    Жизненный цикл ПЛК-ФБ...........................................................................................................................15

5.1    Общие положения ..............................................................................................................................15

5.2    Требования к функциональной безопасности и предельному значению УПБ ПЛК-ФБ.................17

5.3    Система менеджмента качества........................................................................................................19

5.4    Управление жизненным циклом ПЛК-ФБ..........................................................................................19

6    Спецификация требований к проектированию ПЛК-ФБ..........................................................................23

6.1    Общие положения ..............................................................................................................................23

6.2    Содержание спецификации требований к проектированию...........................................................23

6.3    Целевая интенсивность отказов.........................................................................................................24

7    План проектирования, разработки и подтверждения соответствия ПЛК-ФБ.........................................26

7.1    Общие положения ..............................................................................................................................26

7.2    Сегментирование требований ..........................................................................................................26

8    Архитектура ПЛК-ФБ..................................................................................................................................26

8.1    Общие положения ..............................................................................................................................26

8.2    Архитектуры и подсистемы...............................................................................................................27

8.3    Передача данных.................................................................................................................................27

9    Планирование проектирования, разработки и подтверждение соответствия аппаратных средств....27

9.1    Общие требования к аппаратным средствам...................................................................................27

9.2    Спецификация требований функциональной безопасности аппаратных средств.......................27

9.3    Планирование подтверждения соответствия безопасности аппаратных средств.........................28

9.4    Проектирование и разработка аппаратных средств........................................................................28

9.5    Аппаратные средства и встроенное программное обеспечение. Их интеграция в ПЛК-ФБ.........44

9.6    Процедуры эксплуатации и технического обслуживания    аппаратных средств..............................45

9.7    Подтверждение соответствия безопасности аппаратных средств..................................................46

9.8    Верификация аппаратных средств ..................................................................................................47

10    Проектирование и разработка программного обеспечения ПЛК-ФБ....................................................47

10.1    Общие положения ............................................................................................................................47

10.2    Требования........................................................................................................................................48

10.3    Классификация инструментальных средств...................................................................................48

10.4    Планирование подтверждения соответствия программного обеспечения..................................49

11    Подтверждение соответствия безопасности ПЛК-ФБ............................................................................49

12    Типовые испытания ПЛК-ФБ...................................................................................................................50

12.1    Общие положения ...........................................................................................................................50

12.2    Требования к типовым испытаниям................................................................................................50

12.3    Требования к климатическим испытаниям.....................................................................................52

12.4    Требования к механическим испытаниям.......................................................................................52

12.5    Требования к испытаниям на электромагнитную совместимость (ЭМС).....................................53

13    Верификация ПЛК-ФБ..............................................................................................................................56

13.1    План верификации ..........................................................................................................................56

13.2    Требования к тестированию с введением неисправности ...........................................................57

13.3    Проверенное изделие по сравнению с поставленным..................................................................58

14    Оценка функциональной безопасности..................................................................................................58

14.1    Цель ..................................................................................................................................................58

14.2    Требования к оценке .......................................................................................................................58

14.3    Информация об оценке ПЛК-ФБ.....................................................................................................60

14.4    Независимость.................................................................................................................................61

15    Процедуры эксплуатации, технического обслуживания и модификации ПЛК-ФБ..............................62

15.1    Цель ..................................................................................................................................................62

15.2    Модификация ПЛК-ФБ ....................................................................................................................62

16    Информация, предоставляемая    пользователю производителем ПЛК-ФБ..........................................62

ГОСТ Р МЭК 61131-6-2015

Соответствие настоящему стандарту применимо только в том случае, когда программируемый контроллер и связанные с ним периферийные устройства, как определено в МЭК 61131-1, предназначены для использования в качестве логической подсистемы Э/Э/ПЭ системы, связанной с безопасностью, и программируемый контроллер определен как программируемый логический контроллер, удовлетворяющий требованиям функциональной безопасности (ПЛК-ФБ). ПЛК-ФБ может также включать элементы программного обеспечения, например предварительно созданные функциональные блоки.

Чтобы установить соответствие настоящему стандарту, должно быть продемонстрировано, что требования функциональной безопасности каждого раздела и подраздела настоящего стандарта были удовлетворены.

ПЛК-ФБ должен сначала удовлетворять установленным требованиям МЭК 61131-2, прежде чем рассматривать соответствие с настоящим стандартом. Для соответствия с МЭК 61131-3 никакого эквивалентного требования не существует.

За соответствие разделам и подразделам настоящего стандарта ответственность несет производитель ПЛК-ФБ.

5 Жизненный цикл ПЛК-ФБ

5.1 Общие положения

Для систематизированного рассмотрения всех действий, необходимых для обеспечения требуемой(ых) логической(их) функции(й) ПЛК-ФБ и предельного значения УПБ для ПЛК-ФБ, в настоящем подразделе принят подход, основанный на жизненном цикле ПЛК-ФБ, который представлен на рисунке 3.

Рисунок 3 основывается на рисунках 2—4 из МЭК 61508-1, рисунках 2 и 4 из МЭК 61508-2 и рисунках 2—5 из МЭК 61508-3.

15

ГОСТ Р МЭК 61131-6-2015

16.1    Общие положения ...........................................................................................................................62

16.2    Информация о соответствии настоящему стандарту....................................................................62

16.3    Информация о типе и содержании документации.........................................................................63

16.4    Информация каталогов и спецификаций.......................................................................................63

16.5    Руководство по безопасности.........................................................................................................63

Приложение А (справочное) Вычисление безотказности.........................................................................65

Приложение В (справочное) Типовые архитектуры ПЛК-ФБ ..................................................................66

Приложение С (справочное) ПЛК-ФБ в системах, реализующих срабатывание защиты

при подаче питания...........................................................................................................72

Приложение D (справочное) Доступные базы данных интенсивностей отказов....................................73

Приложение Е (справочное) Методология оценки интенсивности отказов

по общей причине в многоканальном ПЛК-ФБ...............................................................74

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

ссылочным национальным стандартам..........................................................................76

Библиография ...............................................................................................................................................78

IV

ГОСТ Р МЭК 61131-6—2015

Введение

Общие положения

Комплекс МЭК 61131 имеет общее наименование «Программируемые контроллеры» и состоит из следующих частей:

Часть 1. Общее описание;

Часть 2. Требования и тесты оборудования;

Часть 3. Языки программирования;

Часть 4. Руководства пользователей;

Часть 5. Коммуникации;

Часть 6. Безопасность функциональная;

Часть 7. Программирование управления с нечеткой логикой;

Часть 8. Руководства для применения и реализации языков программирования.

Настоящий стандарт следует применять в сочетании с другими частями комплекса МЭК 61131.

Поскольку настоящий стандарт — это стандарт на изделие, являющееся программируемым логическим контроллером, удовлетворяющим требованиям функциональной безопасности (ПЛК-ФБ), то его положения должны применять к области программируемых контроллеров и связанных с ними периферийных устройств.

О соответствии с настоящим стандартом не может идти речи, если не выполнены требования раздела 4.

Общие термины определены в МЭК 61131-1. Более специальные термины определены в каждой из частей комплекса МЭК 61131.

В соответствии с 1.1 МЭК 61508-1 настоящий стандарт охватывает определенные в МЭК 61508-1, МЭК 61508-2 и МЭК 61508-3 требования к изделиям из области программируемых контроллеров и связанных с ними периферийных устройств.

Принципиальная цель настоящего стандарта состоит в том, чтобы следовать структуре серии стандартов МЭК 61508. Но некоторые аспекты не связаны с МЭК 61508 непосредственно и, таким образом, должны рассматриваться несколько по-другому. Частично это связано с рассмотрением аппаратных средств, программного обеспечения, встроенного микропрограммного обеспечения и т.д. в одном документе.

Общая структура настоящего стандарта

На рисунке 1 представлен рисунок 2 МЭК 61508-1:2010, который был скорректирован, чтобы показать, как ПЛК-ФБ реализуется в связанной с безопасностью Э/Э/ПЭ системе и встраивается в жизненный цикл всей системы безопасности. Хотя согласно МЭК 61508-1 блок 10 на рисунке 1 включает рассмотрение функциональной безопасности датчиков, логической подсистемы и исполнительных элементов (например, приводов), в настоящем стандарте в рамках данного блока рассматривается ПЛК-ФБ с учетом ссылки на рисунок 3.

По этой причине стадия реализации (блок 10 на рисунке 1) в настоящем стандарте рассматривается только для логической подсистемы.

Настоящий стандарт рассматривает управление ПЛК-ФБ на стадиях жизненного цикла системы безопасности, распределение требований к функциональной безопасности и планирование разработки ПЛК-ФБ, уделяя основное внимание стадии реализации (блок 10) жизненного цикла всей системы безопасности, представленного на рисунке 1. В настоящем стандарте предполагается, что ФБ-ПЛК используется в качестве логической подсистемы всей Э/Э/ПЭ системы безопасности.

Стадия реализации (блок 10 на рисунке 1) включает:

-    определение характеристик безопасности ПЛК-ФБ для его аппаратных средств, программного обеспечения, или встроенного микропрограммного обеспечения, или любой их комбинации;

-    реализацию архитектур аппаратных средств ПЛК-ФБ;

-действия по верификации и подтверждению соответствия на уровне ПЛК-ФБ;

-требования к модификации ПЛК-ФБ;

-    информацию по эксплуатации и техническому обслуживанию для специалиста, использующего ПЛК-ФБ;

-    информацию, предоставляемую производителем ПЛК-ФБ, для специалиста, использующего ПЛК-ФБ.

V

Примечания

1    Действия, относящиеся к верификации, управлению функциональной безопасностью и оценке функциональной безопасности, не показаны из соображений ясности рисунков, однако они относятся ко всем стадиям жизненных циклов всей системы безопасности, Э/Э/ПЭ системы безопасности и программного обеспечения системы безопасности.

2    Стадии, представленные на рисунке блоком 11, находятся вне области применения настоящего стандарта.

3    МЭК 61508-2 и МЭК 61508-3 относятся к блоку 10 (реализация), но они также относятся, при необходимости, каспектам блоков 13, 14 и 15 программируемой электроники (аппаратным средствам и программному обеспечению).

4    В таблице 1 МЭК61508-1 описаны цели и область распространения стадий, представленных каждым блоком.

5    Технические требования, необходимые для эксплуатации, технического обслуживания, ремонта, модификации, модернизации и вывода из эксплуатации или утилизации всей системы безопасности, будут заданы как часть информации, предоставляемой поставщиком Э/Э/ПЭ системы, связанной с безопасностью, и ее элементов и компонентов.

Рисунок 1 — ПЛК-ФБ в связанной с безопасностью Э/Э/ПЭ системе в структуре жизненного цикла всей системы

безопасности

VI

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОНТРОЛЛЕРЫ ПРОГРАММИРУЕМЫЕ

Часть 6 Безопасность функциональная

Programmable controllers. Part 6. Functional safety

Дата введения — 2016—05—01

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет требования для программируемых (логических) контроллеров (ПЛК) и связанных с ними периферийных устройств, как определено в части 1, которые предназначены для использования в качестве логической подсистемы связанной с безопасностью электрической/электронной/ программируемой электронной (Э/Э/ПЭ) системы. Программируемый контроллер и связанные с ним периферийные устройства, соответствующие требованиям настоящего стандарта, считают пригодным для применения в Э/Э/ПЭ системе, связанной с безопасностью, и называют программируемым логическим контроллером, удовлетворяющим требованиям функциональной безопасности (ПЛК-ФБ). ПЛК-ФБ — обычно подсистема аппаратных средств (АС) / программного обеспечения. ПЛК-ФБ может также включать элементы программного обеспечения, например предварительно созданные функциональные блоки.

Э/Э/ПЭ система, связанная с безопасностью, обычно состоит из датчиков, исполнительных механизмов, программного обеспечения и логической подсистемы. Настоящий стандарт является реализацией требований стандартов серии МЭК 61508 для конкретного изделия и соответствие настоящему стандарту означает выполнение всех применимых для ПЛК-ФБ требований стандартов МЭК 61508. В то время как МЭК 61508 — это общесистемный стандарт, настоящий стандарт содержит конкретные требования, обеспечивающие применение к ПЛК-ФБ принципов стандартов серии МЭК 61508.

Настоящий стандарт рассматривает только требования функциональной безопасности и полноты безопасности ПЛК-ФБ, если он является частью Э/Э/ПЭ систем, связанных с безопасностью. Определение требований функциональной безопасности ко всей Э/Э/ПЭ системе, связанной с безопасностью, и требований функциональной безопасности к конечному приложению Э/Э/ПЭ системы, связанной с безопасностью, выходит за рамки настоящего стандарта, но для него эти требования являются входной информацией. Информацию для конкретного применения можно получить из стандартов, таких как МЭК 61511, МЭК 62061 и ИСО 13849.

Настоящий стандарт не охватывает общие требования безопасности для ПЛК-ФБ, такие как требования, связанные с поражением электрическим током и пожароопасностью, определенные в МЭК 61131-2.

Настоящий стандарт распространяется на ПЛК-ФБ со значением уровня полноты безопасности (УПБ) не больше, чем 3.

Цель настоящего стандарта:

-    установить и описать элементы жизненного цикла ПЛК-ФБ в соответствии с общим жизненным циклом системы безопасности, определенным в МЭК 61508-1, МЭК 61508-2 и МЭК 61508-3;

-    для аппаратных средств и программного обеспечения ПЛК-ФБ установить и описать требования, связанные с функциональной безопасностью и полнотой безопасности Э/Э/ПЭ системы, связанной с безопасностью;

-    установить методы оценки для следующих параметров/критериев ПЛК-ФБ:

Издание официальное

-заявленное значение уровня полноты безопасности (УПБ), которое может быть достигнуто для ПЛК-ФБ;

-значение вероятности отказа по запросу (PFD);

-    значение средней частоты опасных отказов в час (PFH);

-    значение доли безопасных отказов (SFF);

-значение отказоустойчивости аппаратных средств (HFT);

-    значение охвата диагностикой (DC);

-    проверка того, что заданные для ПЛК-ФБ процессы жизненного цикла производителем были осуществлены;

-    определенное безопасное состояние;

-    меры и методы предотвращения и управления систематическими отказами;

-функциональное поведение в состоянии отказа для каждого вида отказа, рассматриваемого в

настоящем стандарте;

-установить определения и идентифицировать основные характеристики, относящиеся к выбору и применению ПЛК-ФБ и связанных с ними периферийных устройств.

Настоящий стандарт, прежде всего, предназначен для производителей ПЛК-ФБ. Он также включает очень важную роль пользователей ПЛК-ФБ с помощью требований в документации для пользователей. Некоторые руководящие указания пользователю ПЛК-ФБ можно найти в МЭК 61131-4.

В настоящий стандарт включены требования Руководства ИСО/МЭК 51 и Руководства МЭК 104, поскольку они имеют отношение к настоящему стандарту.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты и документы. Для датированных ссылок следует использовать указанное издание. Для недатированных ссылок — последнее издание указанного документа, включая все поправки к нему.

МЭК 60947-5-1:2003 Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 5. Аппараты и коммутационные элементы цепей управления. Глава 1. Электромеханические аппараты для цепей управления (IEC 60947-5-1:2003, Low-voltage switchgear and control gear— Part 5-1: Control circuit devices and switching elements — Electromechanical control circuit devices)

МЭК/ТС 61000-1-2 Электромагнитная совместимость (ЭМС) — Часть 1-2. Основы. Методология обеспечения функциональной безопасности электрического и электронного оборудования в отношении электромагнитных помех (IEC/TS 61000-1-2, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 1-2: General — Methodology for the achievement of functional safety of electrical and electronic systems including equipment with regard to electromagnetic phenomena)

МЭК 61000-4-2:2008 Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-2. Методы испытаний и измерений. Испытания на устойчивость к электростатическим разрядам (IEC 61000-4-2:2008, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-2: Testing and measurement techniques — Electrostatic discharge immunity test)

МЭК 61000-4-3:2006 Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-3. Методы тестирования и измерения. Испытания на устойчивость к излученному радиочастотному электромагнитному полю (IEC 61000-4-3:2006, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-3: Testing and measurement techniques — Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test)

МЭК 61000-4-4:2012 Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-4. Методы испытаний и измерений. Испытания на устойчивость к наносекундным импульсным помехам (IEC 61000-4-4:2012, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-4: Testing and measurement techniques — Electrical fast tran-sient/burst immunity test)

МЭК 61000-4-5:2005 Электромагнитная совместимость. Часть 4-5. Методики испытаний и измерений. Испытание на невосприимчивость к выбросу напряжения (IEC 61000-4-5:2005, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-5: Testing and measurement techniques — Surge immunity test)

МЭК 61000-4-6:2008 Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-6. Методы тестирования и измерения. Устойчивость от помех, наведенных радиочастотными электромагнитными полями (IEC 61000-4-6:2008, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-6: Testing and measurement techniques — Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields)

2

ГОСТ Р МЭК 61131-6-2015

МЭК 61000-4-8:2009 Электромагнитная совместимость. Часть 4-8. Методы тестирования и измерения. Испытание на устойчивость к магнитному полю (IEC 61000-4-8:2009, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-8: Testing and measurement techniques — Power frequency magnetic field immunity test) МЭК 61131-1:2003 Контроллеры программируемые. Часть 1. Общие сведения (IEC 61131-1:2003, Programmable controllers — Part 1: General information)

МЭК 61131-2:2007 Контроллеры программируемые. Часть 2. Требования к оборудованию и испытания (IEC 61131-2:2007, Programmable controllers — Part 2: Equipment requirements and tests)

МЭК 61131-4:2004 Контроллеры программируемые. Часть 4. Руководство для пользователя (IEC 61131-4:2004, Programmable controllers — Part 4: User guidelines)

МЭК 61326-3-1:2008 Оборудование электрическое для измерения, управления и лабораторного использования. Требования к электромагнитной совместимости. Часть 3-1 .Требования помехоустойчивости к системам, связанным с обеспечением безопасности, и оборудованию для выполнения функций, связанных с обеспечением безопасности (функциональная безопасность). Общее применение в промышленности (IEC 61326-3-1:2008 Electrical equipment for measurement, control and laboratory use — EMC requirements — Part 3-1: Immunity requirements for safety-related systems and for equipment intended to perform safety-related functions (functional safety) — General industrial applications)

МЭК 61326-3-2:2008 Оборудование электрическое для измерения, управления и лабораторного использования. Требования к электромагнитной совместимости. Часть 3-2. Требования помехоустойчивости к системам, связанным с обеспечением безопасности, и оборудованию для выполнения функций, связанных с обеспечением безопасности (функциональная безопасность). Применение в промышленности с особой электромагнитной средой (IEC 61326-3-2:2008 Electrical equipment for measurement, control and laboratory use — EMC requirements — Part 3-2: Immunity requirements for safety-related systems and for equipment intended to perform safety-related functions (functional safety) — Industrial applications with specified electromagnetic environment)

МЭК 61508-1:2010 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 1. Общие требования (IEC 61508-1:2010 Functional safety of electrical/electronic/ programmable electronic safety-related systems — Part 1: General requirements)

МЭК 61508-2:2010 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 2. Требования к системам электрическим/ электронным/программируемым электронным, связанным с безопасностью (IEC 61508-4:2010 Functional safety of electrical/electronic/ programmable electronic safety-related systems — Part 2. Requirements for electrical / electronic / programmable electronic safety-related systems)

МЭК 61508-3:2010 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 3. Требования к программному обеспечению (IEC 61508-3:2010 Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems — Part 3: Software requirements)

МЭК 61508-6:2012 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 6. Руководство по применению МЭК 61508-2 и МЭК 61508-3 (IEC 61508-6:2010 Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety related systems — Part 6: Guidelines on the application of IEC 61508-2 and IEC 61508-3)

МЭК 61784-3 Сети связи промышленные. Профили. Часть 3. Полевые шины для обеспечения функциональной безопасности. Общие правила и определения профилей (IEC 61784-3, Industrial communication networks — Profiles — Part 3: Functional safety fieldbuses — General rules and profile definitions)

МЭК 62443 (все части) Сети связи промышленные. Безопасность сетей и систем (IEC 62443 (all parts), Industrial communication networks — Network and system security)

МЭК Руководство 104:1997 Подготовка стандартов по безопасности и использование базовых стандартов по безопасности и стандартов по безопасности групп (IEC Guide 104:1997, The preparation of safety publications and the use of basic safety publications and group safety publications)

ИСО/МЭК Руководство 51:1990 Аспекты безопасности. Руководящие указания по включению в стандарты (ISO/IEC Guide 51:1999 Safety aspects — Guidelines for their inclusion in standards)

EH 50205:2002 Реле с принудительными контактами (механически связанные) (EN 50205:2002, Relays with forcibly guided (mechanically linked) contacts)

3

3 Термины и определения

3.1    прикладное программное обеспечение (application software, application data, configuration data): Часть программного обеспечения PE системы, которая по специфицированным функциям выполняет задачу, связанную с безопасностью УО, но не обеспечивает функционирование и не предоставляет сервисы для самого программируемого устройства.

[МЭК 61508-4:2010, 3.2.7]

3.2    специализированная заказная интегральная схема; СИС (application specific integrated circuit, ASIC): Интегральная схема, разработанная и изготовленная для выполнения конкретной функции, которую определяет разработчик изделия.

[МЭК 61508-4:2010, 3.2.15]

3.3    архитектура (architecture): Конкретная конфигурация элементов аппаратных средств и системы.

[МЭК 61508-4:2010, 3.3.4]

3.4    готовность (availability): Вероятность того, что элемент в состоянии выполнить свою предназначенную функцию, выраженная как десятичное значение от нуля до единицы.

Пример — А = 0,9 означает, что изделие готово выполнить предназначенную для нее функцию в течение 90 % времени его работы.

Примечание — При XT « 1, А = 1 - А, Т. См. 3.23.

3.5    средняя частота опасного отказа в час (average frequency of a dangerous failure per hour, PFH): Средняя частота опасного отказа Э/Э/ПЭ системы, связанной с безопасностью, выполняющей указанную функцию безопасности в течение заданного периода времени.

Примечания

1    Термин «вероятность опасного отказа в час» в настоящем стандарте не используют, но сокращение PFH сохранено, и если оно используется, то это означает «средняя частота опасного отказа [ч]».

2    Теоретически PFH — среднее значение безусловной интенсивности отказа, также называемой частотой отказов, которое обычно обозначают w(f). Ее не следует путать с интенсивностью отказов (см. приложение В МЭК 61508-6).

3    Если Э/Э/ПЭ система, связанная с безопасностью, является последним слоем безопасности, то PFH вычисляют исходя из ее неотказоустойчивости F(T) = 1 - R(t) (см. выше «интенсивность отказов»). Если Э/Э/ПЭ система, связанная с безопасностью, не является последним слоем безопасности, то ее PFH вычисляют исходя из ее неготовности U(t) (см. PFD, 3.38). Приближения PFH задаются в первом случае как F(T)IT и 1/MTTF и во втором — как 1/MTBF.

4    Если Э/Э/ПЭ система, связанная с безопасностью, подразумевает только быстро восстанавливаемые выявляемые отказы, то асимптотическая интенсивность отказов Xas достигается быстро, что обеспечивает оценку PFH.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.19]

3.6    черный канал (black channel): Части канала связи, которые не разработаны или для которых не проведена процедура подтверждения соответствия согласно стандартам серии МЭК 61508.

Примечание — См. 7.4.11.2 МЭК 61508-2.

3.7    канал (channel): Элемент или группа элементов, которые независимо реализуют элемент функции безопасности.

Пример —Двухканальная (или дуальная) конфигурация — конфигурация, в которой два канала независимо выполняют одну и туже функцию.

Примечание — Данный термин можно применять для описания полных систем или частей системы (например, датчиков или исполнительных элементов).

[МЭК 61508-4:2010, 3.3.6]

3.8    отказ по общей причине (common cause failure): Отказ, являющийся результатом одного или нескольких событий, вызвавших одновременные отказы двух и более отдельных каналов в многоканальной системе, приводящих к отказу системы.

[МЭК 61508-4:2010, 3.6.10]

3.9    информационная безопасность (cyber security): Защита данных в компьютерных и информационных системах от потери или повреждения из-за умышленных или неумышленных действий людьми, не обладающими полномочиями, или злоумышленниками.