標準解讀
《GB/T 21109.1-2007 過程工業領域安全儀表系統的功能安全 第1部分：框架、定義、系統、硬件和軟件要求》是針對過程工業中安全儀表系統（SIS）的功能安全性提出的一系列規范。該標準旨在通過提供一個全面的框架來確保這些系統能夠有效地降低風險，保護人員、環境以及資產免受潛在的危害。
標準首先明確了安全儀表系統的基本概念及其在整個生命周期內的應用范圍，包括設計、安裝、運行、維護直至退役等各個階段。它強調了基于風險評估的方法論，在確定所需的安全完整性等級（SIL）時應考慮的因素，以及如何將這些要求轉化為具體的技術解決方案。
對于系統層面，《GB/T 21109.1-2007》規定了不同類型的安全儀表系統架構，并詳細描述了它們之間的區別與聯系。此外，還介紹了不同層次的安全相關控制回路及其組成要素，如傳感器、邏輯解算器和最終元件等。
在硬件方面，標準提出了選擇符合特定SIL需求組件的原則，同時也指出了驗證這些組件是否滿足相應安全性能指標的重要性。它涵蓋了從單一設備到復雜子系統的整個鏈條，確保每一個環節都能達到預期的安全水平。
關于軟件部分，《GB/T 21109.1-2007》則關注于開發過程中采用的方法和技術，以保證所編寫代碼的質量及可靠性。這包括但不限于編碼規則、測試策略、文檔記錄等方面的要求，目的是為了減少因編程錯誤而導致的風險。
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文檔簡介
犐犆犛２５．０４０
犖１０
中華人民共和國國家標準
犌犅／犜２１１０９．１—２００７／犐犈犆６１５１１１：２００３
過程工業領域安全儀表系統的功能安全
第１部分：框架、定義、系統、硬件和
軟件要求
犉狌狀犮狋犻狅狀犪犾狊犪犳犲狋狔—犛犪犳犲狋狔犻狀狊狋狉狌犿犲狀狋犲犱狊狔狊狋犲犿狊犳狅狉狋犺犲狆狉狅犮犲狊狊
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（ＩＥＣ６１５１１１：２００３，ＩＤＴ）
２００７１０１１發布２００７１２０１實施
中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局
發布
中國國家標準化管理委員會
書
犌犅／犜２１１０９．１—２００７／犐犈犆６１５１１１：２００３
目次
前言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅴ
引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅵ
１范圍!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１
２規范性引用文件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４
３縮略語和定義!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４
３．１縮略語!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４
３．２術語和定義!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５
４與ＧＢ／Ｔ２１１０９的符合性!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１８
５功能安全管理!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１８
５．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１８
５．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１８
６安全生命周期要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２１
６．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２１
６．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２１
７驗證!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２３
７．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２３
８過程危險和風險評估!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２３
８．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２３
８．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２４
９給保護層分配安全功能!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２４
９．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２４
９．２分配過程要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２４
９．３安全完整性等級４的附加要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５
９．４對作為一個保護層的基本過程控制系統的要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５
９．５防止共同原因失效、共同模式失效和相關失效的要求!!!!!!!!!!!!!!!!!２６
１０ＳＩＳ安全要求規范!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６
１０．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６
１０．２一般要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６
１０．３ＳＩＳ安全要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２７
１１ＳＩＳ設計和工程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２７
１１．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２７
１１．２一般要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２８
１１．３檢測故障時的系統行為要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２８
１１．４硬件故障裕度要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２９
１１．５選擇部件和子系統的要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３０
１１．６現場裝置!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３２
１１．７接口!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３３
１１．８維護或測試設計要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３４
Ⅰ
書
犌犅／犜２１１０９．１—２００７／犐犈犆６１５１１１：２００３
１１．９ＳＩＦ的失效概率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３４
１２應用軟件要求，包括工具軟件的選擇準則!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３５
１２．１應用軟件安全生命周期要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３６
１２．２應用軟件安全要求規范!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４０
１２．３應用軟件安全確認計劃編制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４１
１２．４應用軟件設計和開發!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４２
１２．５應用軟件與ＳＩＳ子系統的集成!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４５
１２．６ＦＰＬ和ＬＶＬ軟件修改規程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４６
１２．７應用軟件驗證!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４６
１３工廠驗收測試（ＦＡＴ）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４７
１３．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４７
１３．２建議!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４７
１４ＳＩＳ安裝和調試運行!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４８
１４．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４８
１４．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４８
１５ＳＩＳ安全確認!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４９
１５．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４９
１５．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４９
１６ＳＩＳ操作和維護!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５１
１６．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５１
１６．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５１
１６．３檢驗測試和檢查!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５２
１７ＳＩＳ修改!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５３
１７．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５３
１７．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５３
１８ＳＩＳ停用!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５３
１８．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５３
１８．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５３
１９信息和文檔要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５４
１９．１目的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５４
１９．２要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５４
附錄Ａ（資料性附錄）差異!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５５
參考文獻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５６
圖１ＧＢ／Ｔ２１１０９的整體框架!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅵ
圖２ＧＢ／Ｔ２１１０９與ＧＢ／Ｔ２０４３８—２００６的關系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２
圖３ＧＢ／Ｔ２１１０９與ＧＢ／Ｔ２０４３８—２００６的關系（見第１章）!!!!!!!!!!!!!!!!２
圖４儀表安全功能和其他功能的關系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３
圖５本部分的系統、硬件和軟件的關系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３
圖６可編程電子系統（ＰＥＳ）：結構和術語!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１２
圖７ＳＩＳ結構示例!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１４
圖８ＳＩＳ安全生命周期階段和功能安全評估階段!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２０
圖９過程工廠中常見的典型風險降低方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６
Ⅱ
犌犅／犜２１１０９．１—２００７／犐犈犆６１５１１１：２００３
圖１０應用軟件安全生命周期及其與ＳＩＳ安全生命周期的關系!!!!!!!!!!!!!!!３６
圖１１應用軟件安全生命周期（在實現階段）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３７
圖１２軟件開發生命周期（Ｖ模型）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３８
圖１３ＳＩＳ硬件和軟件結構之間的關系!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４０
表１ＧＢ／Ｔ２１１０９中使用的縮略語!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４
表２ＳＩＳ安全生命周期一覽表!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２２
表３安全完整性等級：要求時的失效概率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５
表４安全完整性等級：ＳＩＦ的危險失效頻率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５
表５ＰＥ邏輯解算器的最低硬件故障裕度!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３０
表６傳感器、最終元件和非ＰＥ邏輯解算器的最低硬件故障裕度!!!!!!!!!!!!!!３０
表７應用軟件安全生命周期一覽表!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３８
表Ａ．１組織上的差異!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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