GB/T 20830-2015基于PROFIBUS DP和PROFINET IO的功能安全通信行規(guī)-PROFIsafe

ICS25040

N10.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T20830—2015/IEC61784-3-32010

代替:

GB/Z20830—2007

基于PROFIBUSDP和PROFINETIO

的功能安全通信行規(guī)———PROFIsafe

PROFIsafe—Profileforsafetytechnologyon

PROFIBUSDPandPROFINETIO

(IEC61784-3-3:2010,Industrialcommunication

networks—Profiles—Part3-3:Functionalsafetyfieldbuses—

AdditionalspecificationsforCPF3,IDT)

2015-12-10發(fā)布2016-07-01實(shí)施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布

中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

GB/T20830—2015/IEC61784-3-32010

:

目次

前言

…………………………Ⅴ

引言

…………………………Ⅵ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

術(shù)語定義符號(hào)縮略語和約定

3、、、…………3

術(shù)語和定義

3.1…………………………3

通用術(shù)語和定義

3.1.1………………3

附加術(shù)語和定義

3.1.2………………7

符號(hào)和縮略語

3.2………………………10

通用符號(hào)和縮略語

3.2.1……………10

附加符號(hào)和縮略語

3.2.2……………11

約定

3.3…………………12

概覽

4FSCP3/1(PROFIsafe)…………12

概述

5………………………14

為本行規(guī)提供規(guī)范的外部文檔

5.1……………………14

安全功能要求

5.2………………………14

安全措施

5.3……………15

安全通信層結(jié)構(gòu)

5.4……………………15

安全通信原理

5.4.1FSCP3/1……………………15

通信結(jié)構(gòu)

5.4.2CPF3………………16

與和的關(guān)系

5.5FAL(DLL、PhL)……………………19

設(shè)備模型

5.5.1………………………19

應(yīng)用關(guān)系和通信關(guān)系

5.5.2…………19

數(shù)據(jù)類型

5.5.3………………………19

安全通信層服務(wù)

6…………………………20

主機(jī)服務(wù)

6.1F-…………………………20

設(shè)備服務(wù)

6.2F-…………………………23

診斷

6.3…………………24

安全報(bào)警生成

6.3.1…………………24

包含服務(wù)器的設(shè)備安全層診斷

6.3.2iPar-F-……………………24

安全通信層協(xié)議

7…………………………25

安全格式

7.1PDU……………………25

安全結(jié)構(gòu)

7.1.1PDU………………25

安全數(shù)據(jù)

7.1.2IO…………………26

狀態(tài)字節(jié)和控制字節(jié)

7.1.3…………26

虛擬監(jiān)視號(hào)

7.1.4()…………………28

Ⅰ

GB/T20830—2015/IEC61784-3-32010

:

虛擬機(jī)制

7.1.5()MNR(F_CRC_Seed=0)………29

虛擬機(jī)制

7.1.6()MNR(F_CRC_Seed=1)………29

簽名

7.1.7CRC2(F_CRC_Seed=0)………………31

簽名

7.1.8CRC2(F_CRC_Seed=1)………………32

非安全數(shù)據(jù)

7.1.9IO………………33

行為

7.2FSCP3/1……………………33

概述

7.2.1……………33

主機(jī)狀態(tài)圖

7.2.2F-…………………34

設(shè)備狀態(tài)圖

7.2.3F-…………………38

序列圖

7.2.4…………………………43

監(jiān)視號(hào)復(fù)位的時(shí)序圖

7.2.5…………49

安全時(shí)間的監(jiān)視

7.2.6………………49

故障事件下的反應(yīng)

7.3…………………52

意外的重發(fā)

7.3.1……………………52

丟失

7.3.2……………52

插入

7.3.3……………52

錯(cuò)序

7.3.4……………53

安全數(shù)據(jù)的訛誤

7.3.5………………53

不接受的延遲

7.3.6…………………53

偽裝

7.3.7……………53

編址

7.3.8……………53

交換機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)器失效

7.3.9………………………53

環(huán)回

7.3.10…………………………54

網(wǎng)絡(luò)邊界和路由器

7.3.11…………54

啟動(dòng)和運(yùn)行中參數(shù)變化

7.4F-…………55

標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)過程

7.4.1…………………55

參數(shù)賦值解鎖

7.4.2i-(deblocking)…………………55

安全通信層管理

8…………………………56

參數(shù)

8.1F-………………56

概要

8.1.1……………56

代碼名稱

8.1.2F_Source/Destination_Address()…………………56

看門狗時(shí)間

8.1.3F_WD_Time(F-)………………57

第二看門狗時(shí)間

8.1.4F_WD_Time_2(F-)………57

安全層管理參數(shù)

8.1.5F_Prm_Flag1()……………57

安全層管理參數(shù)

8.1.6F_Prm_Flag2()……………59

覆蓋參數(shù)的值

8.1.7F_iPar_CRC(i-iPar_CRC)…………………60

計(jì)算覆蓋參數(shù)的簽名

8.1.8F_Par_CRC(F-CRC)………………60

參數(shù)記錄數(shù)據(jù)對(duì)象的結(jié)構(gòu)

8.1.9F-…………………61

參數(shù)和

8.2i-iPar_CRC………………61

安全參數(shù)化

8.3…………………………62

目標(biāo)

8.3.1……………62

和安全擴(kuò)展

8.3.2GSDLGSDML…………………62

保護(hù)安全參數(shù)和數(shù)據(jù)

8.3.3GSD…………………65

Ⅱ

GB/T20830—2015/IEC61784-3-32010

:

安全組態(tài)

8.4……………69

保護(hù)安全數(shù)據(jù)描述

8.4.1IO(CRC7)………………69

數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)類型部分示例

8.4.2(DataItem)………70

數(shù)據(jù)類型信息的使用

8.5………………74

通道驅(qū)動(dòng)程序

8.5.1F-………………74

標(biāo)準(zhǔn)通道驅(qū)動(dòng)程序的規(guī)則

8.5.2“F-”………………75

對(duì)通道驅(qū)動(dòng)程序的建議

8.5.3F-……………………75

安全參數(shù)賦值機(jī)制

8.6…………………76

參數(shù)賦值

8.6.1F-……………………76

通用參數(shù)賦值

8.6.2i-………………77

參數(shù)化工具的系統(tǒng)集成要求

8.6.3i-………………78

服務(wù)器

8.6.4iPar-(iPar-Server)……………………80

系統(tǒng)要求

9…………………89

指示器和開關(guān)

9.1………………………89

安裝指南

9.2……………89

安全功能響應(yīng)時(shí)間

9.3…………………89

模型

9.3.1……………89

計(jì)算和優(yōu)化

9.3.2……………………91

的看門狗時(shí)間調(diào)整

9.3.3FSCP3/1………………92

工程工具支持

9.3.4…………………94

重試報(bào)文的重發(fā)

9.3.5()……………94

要求的持續(xù)時(shí)間

9.4……………………95

系統(tǒng)特征值計(jì)算的約束

9.5……………96

概率考慮

9.5.1………………………96

安全相關(guān)的假設(shè)

9.5.2………………98

非安全相關(guān)的約束可用性

9.5.3()…………………98

維護(hù)

9.6…………………99

模塊調(diào)試替換

9.6.1F-/……………99

標(biāo)識(shí)和維護(hù)功能

9.6.2………………99

安全手冊(cè)

9.7……………99

無線傳輸通道

9.8……………………101

黑色通道方法

9.8.1………………101

可用性

9.8.2………………………101

信息安全措施

9.8.3………………101

固定和移動(dòng)應(yīng)用

9.8.4……………104

一致性類

9.9…………………………104

評(píng)估

10……………………106

安全策略

10.1…………………………106

義務(wù)

10.2………………106

附錄資料性附錄的功能安全通信行規(guī)的附加信息

A()CPF3……108

附錄資料性附錄的功能安全行規(guī)的評(píng)估信息

B()CPF3…………115

附錄資料性附錄與本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系的我國文件

NA()……116

參考文獻(xiàn)

……………………117

Ⅲ

GB/T20830—2015/IEC61784-3-32010

:

前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

本標(biāo)準(zhǔn)代替基于和的功能安全通信行規(guī)

GB/Z20830—2007《PROFIBUSDPPROFINETIO———

與相比除編輯性修改外主要技術(shù)變化如下

PROFIsafe》。GB/Z20830—2007,:

在引言中增加了與其他標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械的關(guān)系及與其他標(biāo)準(zhǔn)過程

———“IEC61784-3()”“IEC61784-3()

的關(guān)系的圖示見引言中的圖和圖

”(12);

增加了對(duì)的概覽內(nèi)容見

———PROFIsafe(4);

將版中的第章和第章合并成第章見年版的和

———2007565(5,200756);

第章的內(nèi)容替換年版第章的內(nèi)容見年版的

———620077(6,20077);

第章的內(nèi)容替換年版第章的內(nèi)容見年版的

———720078(7,20078);

第章的內(nèi)容替換年版第章的內(nèi)容見年版的

———820079(8,20079);

刪除了年版第章的內(nèi)容

———200710;

將年版第章和第章合并成第章見年版的和

———200711129(9,20071112);

增加了對(duì)評(píng)估的描述見

———“”(10);

增加了對(duì)的功能安全通信行規(guī)的附加信息和的功能安全行規(guī)的評(píng)估信息的

———“CPF3”“CPF3”

描述見附錄和附錄

(AB)。

本標(biāo)準(zhǔn)使用翻譯法等同采用工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)行規(guī)第部分功能安全現(xiàn)

IEC61784-3-3:2010《3-3:

場(chǎng)總線用于的附加規(guī)范

CPF3》。

與本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系的我國文件見附錄

NA。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出

。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國工業(yè)過程測(cè)量控制和自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口

(SAC/TC124)。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所西南大學(xué)

:、、、

中科院沈陽自動(dòng)化研究所上海自動(dòng)化儀表股份有限公司天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院中國石

、、、

化集團(tuán)上海工程有限公司西門子中國有限公司

、()。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人高鏡媚謝素芬丁露劉丹惠敦炎李百煌高欣楊光李佳劉楓包偉華

:、、、、、、、、、、、

魏劍嵬王春喜史學(xué)玲姜金鎖李冀穎倪佳

、、、、、。

本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)歷次版本發(fā)布情況

:

———GB/Z20830—2007。

Ⅴ

GB/T20830—2015/IEC61784-3-32010

:

引言

現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)與其配套標(biāo)準(zhǔn)和共同定義了一組通信協(xié)議以

IEC61158IEC61784-1IEC61784-2

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化應(yīng)用的分布式控制現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)目前已被普遍接受并證明可行因此很多現(xiàn)場(chǎng)總線技

。。,

術(shù)不斷提升覆蓋了尚未標(biāo)準(zhǔn)化的領(lǐng)域如實(shí)時(shí)功能安全相關(guān)和信息安全相關(guān)的應(yīng)用

,,、。

本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)系列標(biāo)準(zhǔn)說明了功能安全通信相關(guān)原理規(guī)范了基于

IEC61508,,IEC61784-1、

和系列標(biāo)準(zhǔn)的通信行規(guī)和協(xié)議層的若干安全通信層行規(guī)和對(duì)應(yīng)協(xié)議但不包

IEC61784-2IEC61158(),

括電氣安全和本質(zhì)安全方面內(nèi)容

。

圖給出了本標(biāo)準(zhǔn)與機(jī)械環(huán)境中相關(guān)安全和現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系

1。

注中高復(fù)雜性和低復(fù)雜性規(guī)定了類別和的關(guān)系

:GB285266.7.6.4()6.7.8.1.6()PL()SIL。

圖1IEC61784-3與其他標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械的關(guān)系

()

圖給出了本標(biāo)準(zhǔn)與過程環(huán)境中相關(guān)安全和現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系

2。

Ⅵ

GB/T20830—2015/IEC61784-3-32010

:

a用于規(guī)定的電磁環(huán)境否則見

,IEC61326-3-1。

圖2IEC61784-3與其他標(biāo)準(zhǔn)過程的關(guān)系

()

根據(jù)系列標(biāo)準(zhǔn)所實(shí)現(xiàn)的安全通信層作為安全相關(guān)系統(tǒng)的組成部分為安全相關(guān)系統(tǒng)中

IEC61508,

現(xiàn)場(chǎng)總線上兩個(gè)或多個(gè)參與者之間傳輸報(bào)文信息提供了必要的可信度或?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線錯(cuò)誤或失效事

(),

件中的安全行為提供了足夠可信度

。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全通信層使現(xiàn)場(chǎng)總線可以用于要求功能安全達(dá)到安全完整性等級(jí)的應(yīng)用

,(SIL),

該等級(jí)由其相應(yīng)的功能安全通信行規(guī)來規(guī)定

SIL。

一個(gè)系統(tǒng)最終的聲明取決于該系統(tǒng)內(nèi)所選擇的功能安全通信行規(guī)的實(shí)現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中

SIL———

實(shí)現(xiàn)的功能安全通信行規(guī)不足以證明該設(shè)備是安全設(shè)備

。

本標(biāo)準(zhǔn)描述了

:

實(shí)現(xiàn)系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)安全相關(guān)數(shù)據(jù)通信要求的基本原則包括可能的傳輸故障補(bǔ)救措

———IEC61508,、

施和對(duì)影響數(shù)據(jù)完整性的考慮

;

對(duì)和中多個(gè)通信行規(guī)族的功能安全行規(guī)的分別描述

———IEC61784-1IEC61784-2;

對(duì)系列標(biāo)準(zhǔn)中通信服務(wù)和協(xié)議部分的安全層擴(kuò)展

———IEC61158。

Ⅶ

GB/T20830—2015/IEC61784-3-32010

:

基于PROFIBUSDP和PROFINETIO

的功能安全通信行規(guī)———PROFIsafe

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了基于和以及

IEC61784-1、IEC61784-2(CP3/1、CP3/2、CP3/4、CP3/5CP3/6)

類型與類型的的安全通信層服務(wù)和協(xié)議并標(biāo)識(shí)出在中定義的

IEC61158310CPF3(),IEC61784-3

功能安全通信原理與本標(biāo)準(zhǔn)中的安全通信層是相關(guān)的

。

注不包括電氣安全和本質(zhì)安全方面內(nèi)容電氣安全與危險(xiǎn)如電擊有關(guān)本質(zhì)安全與關(guān)系到潛在爆炸性環(huán)境的

:。()。

危險(xiǎn)有關(guān)

。

本標(biāo)準(zhǔn)定義了在使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的分布式網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的參與者之間傳輸安全相關(guān)報(bào)文的機(jī)制該機(jī)

,

制符合系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于功能安全的要求這些機(jī)制可用于各種工業(yè)應(yīng)用如過程控制制造自

IEC61508