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自動(dòng)化和控制儀表的功能安全
瀏覽次數(shù):2115發(fā)布日期:2010-06-07

    安全是一個(gè)非常廣泛的主題,在自動(dòng)化儀表領(lǐng)域今年主要關(guān)注功能安全方面。IEC61508電氣/電子/科編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全系列標(biāo)準(zhǔn)早在1998年就開始陸續(xù)出版,2003年又出版了IEC61511過程儀表安全系統(tǒng)的功能安全系列標(biāo)準(zhǔn)。我國近兩年出版了等同采用這些標(biāo)準(zhǔn)的系列國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20438電氣/電子/科編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全和GB/T21109過程儀表安全系統(tǒng)的功能安全。

  近兩年功能安全的重要發(fā)展是:將大量經(jīng)過功能安全認(rèn)證的儀表推向市場。這對(duì)儀表的市場有很大影響,因此功能安全儀表并不只是用在有安全要求的系統(tǒng)中,功能安全認(rèn)證還起到對(duì)儀表可*性一定的定量確認(rèn)的作用,為了爭取競爭中的有利地位,實(shí)際上幾乎所有儀表制造商都會(huì)開展功能安全研究。

  自20世紀(jì)開展儀表的可*性工程研究以來,儀表制造的質(zhì)量大幅提高。但是由于可*性數(shù)據(jù)都是由制造企業(yè)自己取得的,對(duì)用戶的公信力較低,因此只有很少企業(yè)將可*性的定量數(shù)據(jù)公布出來。所以可*性對(duì)用戶來說是經(jīng)驗(yàn)性的、模糊地,人們更愿意相信品牌。
  
  20世紀(jì)的可*性工程研究使儀表的光學(xué)、機(jī)械、電子部件的可*性設(shè)計(jì)和處理有了獲得*的成熟框架。但是當(dāng)前的儀表幾乎都帶微處理器,而嵌入式程序和計(jì)算機(jī)軟件的可*性卻還沒有*的、得到定量數(shù)據(jù)的方法。這里zui容易使人困惑的是:我們都知道Windows操作系統(tǒng)的錯(cuò)誤很多,而我們的大部分自動(dòng)化儀表系統(tǒng)軟件是運(yùn)行在Windows環(huán)境下邪惡,這樣我們?cè)跄芟嘈抛詣?dòng)化系統(tǒng)會(huì)有比Windows更好的可*性呢?當(dāng)前的功能安全研究和軟件可*性研究已經(jīng)提供了一些諸如添加底層程序、冗余、容錯(cuò)等處理方法,使我們能夠在不可*的Windows上獲得可*的自動(dòng)化系統(tǒng)。

  在IEC61508和IEC61511里,對(duì)嵌入式程序和計(jì)算機(jī)軟件的可*性和安全性的評(píng)估提供了一些方法,流派較多。但是這些內(nèi)容多半比較原則,實(shí)施時(shí)嚴(yán)重依賴評(píng)估者的經(jīng)驗(yàn)和水平設(shè)計(jì)和評(píng)估是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,這些方面的需求促使各方面加大了嵌入式程序和計(jì)算機(jī)軟件的可*性的研究。從編程語言的角度看,IEC61508-3電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全第3部分:軟件要求對(duì)全可變語言(FVL,如C、C、匯編語言)在安全應(yīng)用程序?qū)哟魏颓度胧杰浖?、固件、操作系統(tǒng)層次做了原則性的規(guī)范;而對(duì)有限可變語言(LVL,如IEC61131-3的PLCopen組織安全擴(kuò)展)在安全應(yīng)用軟件層次的規(guī)范,則在IEC標(biāo)準(zhǔn)和ISA的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)ISA84過程儀表安全系統(tǒng)的功能安全及相關(guān)技術(shù)報(bào)告中對(duì)此部分做了細(xì)化和補(bǔ)充,雖然離*,統(tǒng)一解決方案尚有距離,但已足以使各企業(yè)可以開展功能安全的開發(fā)和設(shè)計(jì)了。

  功能安全標(biāo)準(zhǔn)雖然已經(jīng)出版,功能安全研究的范圍還在深入和擴(kuò)大。一方面是現(xiàn)場通信的功能安全問題研究,這些研究成果已經(jīng)部分反映在一些現(xiàn)場總線系列的標(biāo)準(zhǔn)中;另一方面是電磁環(huán)境對(duì)功能安全的影響,這些研究成果開始在修訂的過程控制儀表的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)。

  我國許多研究機(jī)構(gòu)今年開展了功能安全的研究工作,主要包括:對(duì)安全要求高的用戶機(jī)構(gòu),如石油、化工、制藥類機(jī)構(gòu),開展了如何提出和確定功能安全要求的研究。他們采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)、可信性管理方法、HAZOP(Hazard/and/ Operability Study,危險(xiǎn)與可*性研究)分析等方法,確定目標(biāo)對(duì)象對(duì)功能安全的定量要求。

  制定了宣傳貫徹兩個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn),培訓(xùn)功能安全工程師的工作。同時(shí)一些機(jī)構(gòu)開展了工程項(xiàng)目和儀表產(chǎn)品的功能安全評(píng)定工作。

  一些儀表制造廠開始研制高可*性的功能安全儀表產(chǎn)品。個(gè)別企業(yè)為了使用戶對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)證有更好的認(rèn)同,他們將產(chǎn)品向機(jī)構(gòu)申請(qǐng)認(rèn)證。

  總體上,雖然我國創(chuàng)新的功能安全研究成果還少,但功能安全的活動(dòng)已經(jīng)在國內(nèi)啟動(dòng),正逐步深入地展開。

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