功能安全SIL測試

功能安全SIL認證簡介

 

SIL認證簡介

SIL（Safety Integrity Level）認證就是基於IEC 61508, IEC 61511, IEC 61513, IEC 13849-1, IEC 62061, IEC 61800-5-2等標準，對安全設備的安全完整性等級(SIL)或者性能等級( PL)進行評估和確認的一種第三方評估、驗證和認證。功能安全認證主要涉及針對安全設備開發流程的文檔管理(FSM)評估，硬件可靠性計算和評估、軟件評估、環境試驗、EMC電磁兼容性測試等內容。

 

SIL認證一共分為4個等級，SIL1、SIL2、SIL3、SIL4，包括對產品和對系統兩個層次。其中，以SI4的要求最高。

 

 

SIL認證服務

本公司功能安全服務涉及石油化工、軌道交通、汽車電子、公共設施、核電儀控、智能電網、工廠自動化等眾多安全相關領域，涉及產品包括執行器、溫度變送器、電梯安全控制板、鐵路信號系統、汽車製動裝置、機械設備安全控制系統、電子感應防護裝置、安全儀表系統（SIS）等

- 參照IEC61508/IEC61511/IEC61513/IEC62061/ ISO13849/ISO26262等國際標準，提供與功能安全相關的培訓、諮詢、認證、審核服務；

- 幫助您建立完備的功能安全管理體系，準備與功能安全相關的文件；

- 協助您進行功能安全相關測試，包括電磁兼容測試、環境測試、電氣安全性測試等；

- 頒發功能安全證書，使您的產品更具市場競爭力。

 

SIL認證的典型產品

1. 安全閥門、執行器或執行機構；

2. 鐵路用各類控制、防護等電氣、電子產品；

3. 各類安全變送器、安全繼電器等；

4. 各類安全光幕，安全開關等；

5. 控制器，包括PLC、F&GESD、安全總線等；

6. 各類安全系統；

7. 其他有安全要求的電子/電氣/可編程電子產品。

 

SIL認證主要標準

- IEC 61508:電氣/電子/可編程電子安全相關係統的功能安全性

- IEC61508標準規定了常規系統運行和故障預測能力兩方面的基本安全要求。這些要求涵蓋了一般安全管理系統、具體產品設計和符合安全要求的過程設計，其目標是既避免系統性設計故障，又避免隨機性硬件失效。

- IEC61508標準的主要目標為：

• 對所有的包括軟、硬件在內的安全相關係統的元器件，在生命週期範圍提供安全監督的系統方法;

• 提供確定安全相關係統安全功能要求的方法;

• 建立基礎標準，使其可直接應用於所有工業領域。同時，亦可指導其他領域的標準，使這些標準的起草具有一致性(如基本概念、技術術語、對規定安全功能的要求等);

• 鼓勵運營商和維護部門使用以計算機為基礎的技術;

• 建立概念統一、協調一致的標準架構和體系。

- IEC61511:過程工業領域安全儀表系統的功能安全要求

- IEC61511是專門針對流程工業領域安全儀表系統的功能安全標準，它是國際電工委員會繼功能安全基礎標準IEC61508之後推出的專業領域標準，IEC61511在國內的協調標準為GB/T 21109。在過程工業中，儀表安全系統都被用來執行儀表安全功能，IEC61511標準解決了儀表應達到怎樣的安全完整性和性能水平的問題。

對於與安全相關的裝置安全功能的確認，SIL等級是全世界廣泛認可的安全完整性定義方法。針對過程控制行業，與之相關的國際標準主要有IEC 61508 標準（設計和運行安全儀表系統的基礎根據），IEC 61511 標準主要關注過程控制應用的系統，針對裝置設計人員遵照IEC 61511 標準並根據IEC 61508 標準來完成設計。

- ISO13849-1:機械安全.控制系統的相關安全部分.第1部分:設計用一般原理

新版 ISO13849-1 標準即將在2011年底正式生效實施，這將是機械功能安全領域全新的里程碑。在以往要求系統的確定性上，增加了一些系統故障概率方面的評估，從而可以實現從零部件到系統進行全面性安全評估。同時該標準也為設計人員提供了更多的，可以量化的設計實現方法，如增加了系統安全等級(PLr)、系統平均無危險故障時間(MTTFd)、系統診斷檢測範圍(DC)、共因故障預防(CCF)等參數，從而有效的解決了原有EN954-1 標準無法實現定量化判斷系統安全性的問題。

新版 ISO13849-1 標準針對一些新型的控制方法，提供了更有效的安全評估解決方案。可提升控制系統越來越複雜的機械設備的安全等級，保證生產安全性和高效率，並且結合新技術和設計經驗，幫助企業在總體效率、生產力和靈活性方面得到提升，保證連續性生產，減少意外停機時間，並降低開發、操作和維護成本。盡快執行該項標準，可保 證機械製造商在激烈競爭中搶得市場先機。

- IEC62061:機械安全.與安全有關的電氣、電子和可編程序電子控制系統的功能安全

- IEC/EN 62061與EN ISO 13849-1:2008標準均包含了與安全有關的電氣控制系統。採用這兩種標准後，可獲得同樣等級的安全性能與安全完整性。每種標准採用的方法存在差 異，但都適於各自的讀者。 EN ISO 13849-1:2008在其說明部分的表1中給出一種限定情況。當採用複雜的可編程技術時，應將最高PL性能等級定義為PLd。

為了能夠採用複雜的、可由先前非傳統系統結構執行的安全功能，IEC/EN 62061標準提供相應的方法。為了提供採用傳統的系統結構執行更傳統的安全功能所需的更直接、更簡單的路徑，EN ISO 13849-1:2008標準也給出了相應的方法。這兩種標準的重要區別是適用於不同的技術領域。 IEC/EN 62061標準僅限於在電氣系統領域。 EN ISO 13849-1:2008標準則適用於啟動、液壓、機械以及電氣系統。主要定義的參數為PFH、MTTF、DC、SFF等。

- IEC61326-3-2:測量、控制和實驗室用電氣設備.電磁兼容性(EMC)的要求：與安全相關的系統和用於與執行安全相關功能(功能安全)

- IEC 61326-3-1和IEC 61326-3-2標準已經發布，其中規定了安全相關設備的抗擾度水平的附加要求，包括概率非常低的可能發生在任何場所的極端情況。試驗模擬設備工作狀態下嚴酷的電磁現象，如瞬時脈衝是模擬數字電路或者數字信號傳輸的瞬變狀態。為了增加安全完整性等級（SIL）的電磁抗擾度的可置信度，在進行抗電磁現象性能試驗時相對於基礎標準要施加更多數量的脈衝或者加長試驗的時間以及提高試驗等級。例如對用於SIL3的設備，電快速瞬變試驗的等級為4kV，試驗持續時間應為基礎標準規定時間的5倍。

- ISO26262:道路車輛系統設計功能安全

制定ISO 26262標準的目的是使得人們對安全相關功能有一個更好的理解，並儘可能明確地對它們進行解釋。 ISO 26262是從電子、電氣及可編程器件功能安全基本標準IEC61508派生出來的，主要定位在汽車行業中特定的電氣器件、電子設備、可編程電子器件等專門用於汽車領域的部件，旨在提高汽車電子、電氣產品功能安全的國際標準。此標準一經提出，即受到了各大汽車製造商、汽車零部件商的高度重視，並積極推動該標准在產品開發中的執行。

基於IEC 61508標準基礎上，ISO 26262標准定義了電氣、電子系統的使用安全性。汽車設計中的一大難點是如何預先評估潛在的危害和風險，並且採取適當的方法來減小這些風險。為了促進這一過程，ISO規定在開發工作的開始必須要進行“危害和風險分析”。

汽車工業均使用高性能的電子器件進行車輛的安全控制，全球知名各大汽車廠商所共同製定並認可的 ISO 26262 功能安全標準即針對車輛用電子零件、軟硬件產品設計的要求進行規範。隨著 ISO 26262 的頒布和實施，未來亦能夠降低車輛可能發生的風險及意外發生時的危害程度，近而使國內的車輛工業提升國際未來的適應力與競爭能力。

- IEC61800-5-2:可調速的電動設備標準.第5-2部分: 功能安全要求

- IEC61800-5-2定義了集成安全驅動器的安全功能，其中定義了一系列停車功能（Stop），即：

• 安全斷開的力矩/安全中斷扭距(STO- Safe Torque Off)；

• 安全停車1/SS1(Safety Stop1)/ 安全停車2/SS2(Safety Stop2)

• 安全操作停止(Safety Operation Halt)

- IEC61800-5-2同樣定義了一些監控功能，這些監控功能方面有:加速度安全限制；步程安全限制；運動方向安全限制；速度安全限制；矩/力安全限制；位置安全限制；電動機溫度安全限制。

- IEC61800-5-2標準主要針對安全編碼器，安全解碼器，交流伺服系統，伺服驅動器，伺服馬達等系統提出了功能安全要求。例如，符合功能安全技術要求的馬達控制器將支持安全扭矩停止（STO）以及安全停止1 ( SS1 ) 等安全功能，防止意外啟動的發生，產品設計必須符合EN 61800-5-2 標準中的要求。 IEC61800-5-2標準已經轉化成為國標，標準號為GB/T 12668.5.2，國內對口的標委會為全國電力電子學標準化技術委員會調速電氣傳動系統半導體電力變流器分技術委員會(TC60 /SC1)。

- EN50156　IEC 61784-3：測量和控制數字數據通信第三部分 工業網絡功能安全行規

該標準主要定義瞭如下內容：

1. 執行IEC 61508種安全相關數據通訊的要求基本原則，包含潛在的錯誤傳輸，應對措施和影響數據完整性方面的規定

2. 各種技術實現的通用內容

3. 各種通訊行規簇的功能安全行規的獨立描述

4. 規定了幾種安全通訊層,作為IEC61784-1和IEC61158系列標準中通訊服務行規部分。

-  EN50126　鐵路應用：可靠性、可用性、可維護性和安全性（RAMS）規範和說明

該標准定義了系統的RAMS（reliability、availability、maintainability和safety），即可靠性、可用性、可維護性和安全性，並且規定了安全生命週期內各個階段對RAMS的管理和要求，RAMS作為系統服務質量衡量的一個重要特徵，是在整個系統安全生命週期內的各個階段通過設計理念、技術方法而得到的。

- EN50128　鐵路應用：鐵路控制和防護系統的軟件

對鐵路控制和防護系統的軟件進行了安全完善度等級(SIL)的劃分，針對不同的安全要求制訂了相應的標準，按不同等級對整體軟件開發、評估、檢測過程中， 包括對軟件需求規格、測試規格、軟件結構、軟件設計開發、軟件檢驗和測試、軟硬件集成、軟件確認評估、質量保證、生命週期、文檔等提出相應的程序制定初相應的規範與要求。

- EN50129　鐵路應用：安全相關電子系統

對於安全管理，引入IEC61508提出的安全生命週期概念，就是說對於安全相關係統的安全部分，在設計時按照該步驟進行設計，並且需要進行全程的安全評估和驗證，目的是進一步減少和安全相關的人為失誤，進而減少系統故障風險。