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《机械电气安全 安全相关电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全》安全相关电气控制系统设计与整合(SRECS)

(1) 一般要求。SRECS的选择或设计应符合安全要求规范和有关软件安全要求规范。SRECS的选择或设计(包括总体硬件、软件体系结构、传感器、执行元件、可编程电子器件、嵌入式软件,应用软件等)应符合安全相关控制系统选择和设计要求。SRECS即应符合硬件安全完整性、系统安全完整性、对故障检测SRECS行为、安全相关软件设计和开发等四个方面要求。 

 

(2) 检测SRECS故障时的行为要求。硬件容错大于零的任何子系统的危险故障检测可导致特定故障反应功能的运行。在故障部分修理期间,规范可以允许隔离子系统的故障部分以便机械可以继续安全操作。在这种情况下,如故障部分未在估计的最长,即假设以随机硬件失效概率计算的时间内修理,那么,应执行第二故障反应,以保持安全状态。如SRECS在最初设计为在线维修时,隔离故障部分只能在SRS规定的部分而不增加SRECS随机硬件危险失效概率的情形下使用。需要故障诊断功能以得到需要的随机硬件危险失效概率和子系统为零容错的场合,故障检测和规定的故障反应在SRCF产生的危险情况可能出现前执行。故障反应功能作为SRCF的一部分被规定为SIL3,该故障反应导致机械停止,继而,通过SRECS的机械正常操作(例如使机械重新起动)将不可能进行,直到该故障已经修复或校正。对于规定的安全完整性低于SIL3的SRCF,故障反应功能(例如重起正常操作)执行后机械的行为应根据有关故障反应功能规范而定。


(3) SRECS系统安全完整性要求。SRECS系统安全完整性要求包括避免系统硬件失效、系统性故障的控制和电磁(EM)抗扰度的控制三个方面要求。


(4) 安全相关电气控制系统选择。若供方对SRECS提供安全要求规范涉及的特别功能,可以选择满足安全要求规范以及检测 SRECS 故障时的行为(SRECS的)条款要求和SRECS设计和开发条款要求,而不用客户设计。


(5) 安全相关电气控制系统(SRECS)设计和开发。SRECS应按照SRECS安全要求规范设计和开发。SRECS的设计和开发应遵循明确的结构化设计过程并形成文件。SRECS的设计和开发主要包括:设计和开发过程、系统结构设计和SRECS安全完整性评估要求三个方面内容。设计和开发过程,设计和开发应遵照明确规定的程序。系统结构设计,SRECS安全要求规范应规定的各个SRCF应分解成功能块结构,该结构应形成文档,系统结构应包含:结构描述、各功能块安全要求(功能、完整性)、各功能块输入和输出定义等内容。SRECS安全完整性评估要求,SRECS的SIL评估应对SRECS的每一个SRCF分别评估完成。SRECS的SIL等级应由子系统的危险随机硬件失效概率、体系结构限制和构成SRECS的子系统的系统安全完整性来确定。SRECS实现的SIL小于或等于参与执行SRCF的任何子系统的最低SILCL。


(6) 子系统实现。子系统实现应按照其安全要求规范通过选择或设计来实现,并考虑其相关要求。


(7) 实现诊断功能。为了满足体系结构限制和危险随机硬件失效概率的要求,每个子系统应当具备有相应的诊断功能。诊断功能被认为是单独的功能,与SRCF相比可能有不同的结构,可以由要求诊断的相同子系统或SRECS的其它子系统或不执行SRCF的SRECS子系统执行。诊断功能应满足避免系统失效和系统失效的控制要求。评估SRCF危险失效概率时,应考虑SRECS诊断功能的失效概率。并对SRECS诊断功能、诊断功能的失效检测/反应和诊断功能提供有助于相关SRCFs安全完整性的清晰描述。


(8) SRECS硬件实现。SRECS 硬件实现应按照SRECS设计文件实现。SRECS互联应以满足SRECS的安全要求规范的有关要求。


(9) 软件安全要求规范。若实现安全相关控制功能的SRECS中任一部分使用软件,应开发软件安全要求规范,并撰写文档。软件安全要求包括:在SRECS规范和结构的基础上,对于每个子系统应开发软件安全要求规范;每个子系统的软件安全要求规范都应来自: SRECS规定的安全要求、SRECS体系结构的要求、功能安全计划的任何要求;应用软件安全要求规范应详细,使得SRECS的设计和执行达到要求的安全完整性,并允许验证;应用软件开发人员应该检查规范中的信息,保证所有要求都有充分的规定等。


(10) 软件设计和开发。嵌入式软件设计和开发,并入子系统的嵌入式软件设计和开发应符合IEC 61508-3要求的相应的SIL等级。参数化软设计和开发件,应保持用于参数化使用的所有数据的完整性。应用软件设计和开发,主要包括:一般要求、软件配置管理、软件体系结构要求、支持工具、用户手册和应用语言要求、应用软件设计要求、应用代码开发要求、应用模块测试要求、应用软件集成测试要求等方面内容。

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