基于信息安全防護(hù)的安全儀表系統(tǒng)

1基于信息安全防護(hù)的安全儀表系統(tǒng)GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)GB/T2423.3環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Cab：恒定GB/T2423.4電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Db交變濕熱（12h＋12h循GB/T2423.5環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Ea和導(dǎo)則：沖擊GB/T2423.7環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Ec：粗率操作造成的沖擊（主要用于GB/T2423.10環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Fc：振動(dòng)GB/T2423.22環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)N：GB4793.1測量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求第1部分：通GB4824工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）射頻設(shè)備電磁騷擾特性測量方GB/T9254.1信息技術(shù)設(shè)備、多媒體設(shè)備和接收機(jī)電磁兼容第1部分:GB/T15969.2可編程序控制器第2部分：設(shè)備要求和GB/T17626.16電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)0HGB/T20438.1電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全第1部分：GB/T20438.2電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全第2部分：電氣/電子/可編程電GB/T20438.3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：GB/T20438.4電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全第4部分：定義GB/T20438.6電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全第6部分：GB/T20438.2和GB/TGB/T21109.1過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全第1部分：框架、定義、系統(tǒng)、硬件和軟2IEC61010-2-201測量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全性要求第2-201部分:IEC61340-5-1靜電學(xué)第5-1部分：靜電現(xiàn)象中電子設(shè)備的防護(hù)一般要求（ElectrosPart5-1：ProtectionofelectrIEC61340-5-2靜電學(xué)第5-2部分：靜電現(xiàn)象中電子設(shè)備的防護(hù)用戶指南（ElectrosPart5-2：ProtectionofelectronicdevicesfrANSI/ISA71.04空氣中的污染物：過程測量和控制forProcessMeasurementandControlSystems:AirborneCoGB/T20438.4、GB/T21109.1、GB/T25069界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文并對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、再現(xiàn)及報(bào)表生成，完成對(duì)生產(chǎn)過程和現(xiàn)場參數(shù)并進(jìn)行下裝和輔助調(diào)試，是工程師對(duì)各種控制策略和人機(jī)交互方式進(jìn)行統(tǒng)一配置通訊模塊communicationm3注：常見的惡意程序包括病毒、蠕蟲、木馬、間諜軟描述網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵設(shè)備或部件在無效數(shù)據(jù)輸入或者在高強(qiáng)度輸入等環(huán)境下，其各項(xiàng)功能可保持正確運(yùn)設(shè)備出廠時(shí)安裝或提供的、保障設(shè)備正常使用4縮略語BMS：燃燒器管理系統(tǒng)（BurnersCPU：中央處理單元（CentralProcess4EMC：電磁兼容性（ElectromaESD：緊急停車系統(tǒng)（EmergencyShutdownSysETS：緊急跳閘系統(tǒng)（EmergencyTripSysFAT：工廠驗(yàn)收測試（FactoryAFGS：火氣系統(tǒng)（FireandGasSyGDS：可燃和有毒氣體檢測報(bào)警系統(tǒng)（GaHMI：人機(jī)界面（HumanMachineInterfaSAT：現(xiàn)場驗(yàn)收測試（SiteAcceptanSIL：安全完整性等級(jí)（SafetyIntegritSOE：事件順序記錄（SequenceOfSELV：安全特低電壓（SafetyExtra-lowPELV：保護(hù)特低電壓（ProtectiveExtra-lowVo1工作溫度-10℃~60℃;存儲(chǔ)溫度-40℃~85℃23安全相關(guān)軟件應(yīng)按照GB/T20438.3的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，避免系統(tǒng)失效。5硬件設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行安全性、可用性、可靠性、可維護(hù)性和環(huán)境適應(yīng)性硬件開發(fā)階段應(yīng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行失效模式與影響分析、可靠性分析、診斷覆蓋率計(jì)算、安全完整安全相關(guān)硬件電路的診斷措施應(yīng)采用GB/安全相關(guān)的組件應(yīng)設(shè)計(jì)成故7.2.3電子元器件應(yīng)可在（-40℃~85℃)溫度范圍內(nèi)正常工作。7.2.4電子元器件的有害物質(zhì)含量應(yīng)符合GB/T26572的規(guī)定，屬于歐盟(EU)2022/1631、7.3.2電子元器件焊接過程應(yīng)采用無7.3.3元器件焊接后的PCB板防腐處理應(yīng)采a)系統(tǒng)控制器應(yīng)雙重或多重化冗余；d)系統(tǒng)控制器、輸入、輸出、電源允許在線更換；e)系統(tǒng)應(yīng)有硬件和軟件自診斷功能，實(shí)時(shí)診斷信息及時(shí)上報(bào)操作站顯示、記錄；h)記錄SOE（SequenceOfEvent）事件，以便于事故調(diào)6b)顯示各種生產(chǎn)過程的聯(lián)鎖邏輯圖；h)提供系統(tǒng)維護(hù)和診斷工具，以便進(jìn)行預(yù)防a)將生成好的目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)下裝到現(xiàn)場控制站中，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)b)完成報(bào)警、日志、趨勢等數(shù)據(jù)收集及保存。注：應(yīng)用中，根據(jù)用戶環(huán)境部署網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。a)最小實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)掃描周期：10ms；b)最小系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間：100ms；安全儀表系統(tǒng)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可采用星型、總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)涞?，通信速率?yīng)不低于1007e)串行通信模塊ModbusRTU(RS485)或M安全儀表系統(tǒng)的安全完整性等級(jí)應(yīng)不低于GB/T20438.8.4.1現(xiàn)場控制站的電氣安全要求應(yīng)符合GB/T158.4.2從儀表或設(shè)備的接地端子到電氣總接地板之間的導(dǎo)線與連接點(diǎn)的電阻總和，稱為儀表系統(tǒng)接地8.4.3絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)要求試驗(yàn)期間不出現(xiàn)擊穿或飛弧，測試時(shí)與被試絕緣并聯(lián)的保護(hù)阻抗和限壓裝置a)220V輸入與保護(hù)地：1500Vrms,1min，漏電流b)與地絕緣的24V輸出與保護(hù)地：500Vrms,1m通過本文件9.6.2試驗(yàn)，過程中及試驗(yàn)后運(yùn)行操作系統(tǒng)軟件,安全儀表系統(tǒng)工作通過本文件9.6.3試驗(yàn)，過程中及試驗(yàn)后運(yùn)行操作系統(tǒng)軟件,安全儀表系統(tǒng)工作8.5.4電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的通過本文件9.6.5試驗(yàn)，過程中及試驗(yàn)后運(yùn)行操作系統(tǒng)軟件,安全儀表系統(tǒng)工作通過本文件9.6.6試驗(yàn)，過程中及試驗(yàn)后運(yùn)行操作系統(tǒng)軟件,安全儀表系統(tǒng)工作8通過本文件9.6.7試驗(yàn)，過程中及試驗(yàn)后運(yùn)行操作通過本文件9.6.8試驗(yàn)，過程中及試驗(yàn)后運(yùn)行操作系統(tǒng)軟件,安全儀表系統(tǒng)工通過本文件9.6.9試驗(yàn)，過程中及試驗(yàn)后運(yùn)行操作系統(tǒng)軟件,安全儀表系統(tǒng)工通過本文件9.6.10試驗(yàn)，過程中運(yùn)行操作系統(tǒng)軟件,安全儀表系統(tǒng)工作通過本文件9.7.4試驗(yàn)后運(yùn)行操作系統(tǒng)軟件,安全儀表系統(tǒng)8.6.6溫度沖擊試驗(yàn)（耐溫度變化試驗(yàn)，不通過本文件9.7.6試驗(yàn)后運(yùn)行操作系統(tǒng)軟件,安全儀表系統(tǒng)9對(duì)于永久性安裝單元，在不帶電的條件下插/拔50次，試驗(yàn)后系統(tǒng)應(yīng)能正常工作，通信正常，各項(xiàng)系統(tǒng)功能部件的防腐特性應(yīng)滿足ANSI/ISA71b）應(yīng)對(duì)預(yù)裝軟件、補(bǔ)丁包/升級(jí)包的不同版本進(jìn)行簽名和完整性a）不應(yīng)存在已公布的漏洞，或具備補(bǔ)救措施防范漏洞e）應(yīng)有明確的信息告知用戶軟件更新過程的開始、a）具有默認(rèn)管理員賬戶，密碼可修改，支持刪除，管理b）需支持賬戶管理功能，具體賬戶管理功能包括，包且需包含（數(shù)字、字母、大小寫、特殊字符等）；AT上需支持對(duì)用戶名和密碼涉及的字符類e）用戶名和密碼存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器上，必須密文存儲(chǔ)，需做完整性校驗(yàn)，如基于ATC端公鑰加密，私鑰解密，需對(duì)賬號(hào)進(jìn)行SHA2鎖定賬戶的時(shí)間（鎖定時(shí)間到達(dá)后，可進(jìn)行再登陸操作）、或永久鎖b）不同權(quán)限之間不是簡單的包含關(guān)系，如較高例如管理賬號(hào)、分配權(quán)限的管理員賬號(hào)，不具備操作（查看、監(jiān)控、組態(tài)）權(quán)限f）管理員鎖定、解鎖賬戶時(shí)，賬戶關(guān)聯(lián)的會(huì)話也同時(shí)鎖定和解鎖（即a）應(yīng)提供日志審計(jì)功能，對(duì)用戶關(guān)鍵操作行為和重要安全事件進(jìn)行記錄，應(yīng)支c）日志審計(jì)功能應(yīng)記錄必要的日志要素，為查閱和分b）應(yīng)滿足通信協(xié)議健壯性要求，防范異常報(bào)文a）應(yīng)具備防止數(shù)據(jù)泄露、數(shù)據(jù)非授權(quán)讀取和修改的安全功能，對(duì)存儲(chǔ)在設(shè)備中的敏感數(shù)b）應(yīng)具備對(duì)用戶產(chǎn)生且存儲(chǔ)在設(shè)備中的數(shù)據(jù)進(jìn)行授權(quán)刪除的功能，支持在刪C）系統(tǒng)處在運(yùn)行或退出使用狀態(tài)時(shí)，支持恢復(fù)出廠設(shè)置操作b)安全功能與業(yè)務(wù)功能不同核限定資源使用，避免安全功能對(duì)正常功能的影響f）ftp、telnet、ssh、tft9.1試驗(yàn)環(huán)境條件安全儀表系統(tǒng)除氣候環(huán)境試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)以外,其它試驗(yàn)均在下述正常大a)環(huán)境溫度：10℃~35℃;9.2外觀和結(jié)構(gòu)檢查9.3功能和性能檢查9.3.1現(xiàn)場控制站9.3.2操作員站9.3.3工程師站9.3.4歷史站9.3.5系統(tǒng)最大容量9.3.6系統(tǒng)實(shí)時(shí)性9.3.7系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)9.3.8系統(tǒng)準(zhǔn)確度9.3.9信號(hào)接口特性萬用表測量輸出信號(hào)。測試通信接口時(shí)，通過串口通訊工具，檢查數(shù)據(jù)通訊情系統(tǒng)輸入電源的供電頻率在50Hz的-6%～+4%（即47Hz～52Hz）Hz，48Hz，48.5Hz，49Hz，49.5Hz，50.5Hz,51Hz，51.5Hz，52Hz，52.5Hz，每個(gè)頻率點(diǎn)9.3.11系統(tǒng)抗干擾能力系統(tǒng)輸入通道的抗干擾試驗(yàn)使用50Hz干擾源，在模入通道上依次加上共模和差模電壓，在操作員 站上讀取各通道的數(shù)值,分別記錄測量誤差，按下式計(jì)算共模（式1）和差模 vN——差模干擾電壓（有效值，典型為1vmax——最大測量值；vmin——最小測量值；K——被測點(diǎn)的轉(zhuǎn)換系數(shù)。9.4安全完整性等級(jí)試驗(yàn)按GB4793.1和IEC61010-2-201規(guī)定的試驗(yàn)設(shè)備和方法進(jìn)行，例如AC220V電源口對(duì)大地，屬于基9.6電磁兼容性（EMC）試驗(yàn)9.6.1性能判據(jù)安全儀表系統(tǒng)的電磁兼容性型式試驗(yàn)性能判據(jù)參見附錄A，9.6.2浪涌(沖擊)抗擾度AAB9.6.3靜電放電抗擾度按GB/T17626.2中規(guī)定的試驗(yàn)設(shè)備和方法進(jìn)板B9.6.4電快速瞬變脈沖群抗擾度通過適配器供電的直流24V電源口視為信號(hào)口，短于3m信AAB9.6.5電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的抗擾度表7電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的AAAAAA9.6.6射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度150kHz～100MHz，10V，80%AM(1kHz)；FGS應(yīng)用場景時(shí)還需A150kHz～100MHz，10V，80%AM(1kHz)；FGS應(yīng)用場景時(shí)還需制，1Hz(0.5sON，0.5sOFF）).A9.6.7工頻磁場抗擾度A9.6.8射頻電磁場輻射抗擾度按GB/T17626.3中規(guī)定的試驗(yàn)設(shè)備和方法進(jìn)行,試驗(yàn)等AFGS應(yīng)用場景時(shí)還需根據(jù)EN54-2測試80MHz～2.7GHz，10V/m，脈沖A9.6.10工業(yè)環(huán)境的發(fā)射要求108MHz需測試）1GHz～3GHz,峰值76dBμV/m,平均值準(zhǔn)峰值97dBμV～87dBμV，53dBμA平均值84dBμV～74dBμV，40dBμA～87dBμV準(zhǔn)峰值，74dBμV平均值；43dBμA準(zhǔn)峰值，30dB9.7氣候環(huán)境適應(yīng)性9.7.1耐低溫低溫工作按GB/T2423.1規(guī)定的“試驗(yàn)Ae”程序進(jìn)度下限值，低溫穩(wěn)定持續(xù)16h±1h，恢復(fù)時(shí)間不低于1h，溫變速率≤1℃/min。試驗(yàn)溫度-10±低溫貯存按GB/T2423.1規(guī)定的“試驗(yàn)Ab”程序進(jìn)行試驗(yàn)。受試樣品進(jìn)行初始檢測，試驗(yàn)溫度規(guī)定為貯存溫度下限值，低溫穩(wěn)定持續(xù)16h±1h，恢復(fù)時(shí)間不低于1h，溫變速率≤1℃/min。試驗(yàn)溫度-40±9.7.2耐高溫高溫工作按GB/T2423.2規(guī)定的“試驗(yàn)Be”程序進(jìn)度上限值，高溫穩(wěn)定持續(xù)16h±1h，恢復(fù)時(shí)間不低于1h高溫貯存按GB/T2423.2規(guī)定的“試驗(yàn)Bb”程序進(jìn)度上限值，高溫穩(wěn)定持續(xù)16h±1h，恢復(fù)時(shí)間不低于1h9.7.3恒定濕熱工作條件下的恒定濕熱按GB/T2423.3規(guī)定的“試驗(yàn)Cab”程序進(jìn)行試驗(yàn)。將受試設(shè)備放入試驗(yàn)箱的有效空間內(nèi)，通電工作，先在不加濕的條件下在1h內(nèi)把溫度從室溫上升至40℃±2℃,進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)受試設(shè)備達(dá)到溫度穩(wěn)定后加濕到90%～95%，保持4d（即96h），然后在1h～2h時(shí)間內(nèi)下降至25℃,并將受試設(shè)備取出在貯存運(yùn)輸條件下的恒定濕熱濕的條件下在1h內(nèi)把溫度從室溫上升至40℃±2℃,加濕到90%～95%，保持21d，然后在1h～2h時(shí)9.7.4交變濕熱9.7.6溫度沖擊試驗(yàn)（耐溫度變化試驗(yàn)，不帶電）9.8機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性9.8.1振動(dòng)適應(yīng)性作及耐久性試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中受試設(shè)備應(yīng)無頻率范圍：10Hz～150Hz；每分鐘一倍頻程(±10%加速度：0.5g，軸向數(shù)：3(X、Y、Z)，掃頻循環(huán)：25Hz≤f≤8.4Hz，3.5mm位移，恒定振幅；8.4Hz≤f≤150Hz，1.0倍頻程(±10%在三個(gè)互相垂直軸的每個(gè)軸上分別掃頻10個(gè)循環(huán)9.8.2沖擊適應(yīng)性應(yīng)按照GB/T2423.5規(guī)定的程序進(jìn)行試驗(yàn)。受試樣品安裝在振動(dòng)臺(tái)后通電工作進(jìn)行初始檢測,沖擊9.8.4可插拔式單元的插拔性應(yīng)按照GB/T15969.2規(guī)定的程序進(jìn)1√√2√√3—√4√√5 √6—√7—√8—√b)設(shè)計(jì)、材料、工藝等有改變，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量和性能時(shí)；c)產(chǎn)品連續(xù)停產(chǎn)半年以上，恢復(fù)生產(chǎn)d)出