功能安全技术基础
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功能安全具体定义1.什么是功能安全?为什么要做功能安全?在介绍什么是汽车功能安全之前,我认为有必要先说说什么是“功能安全”?在现代工业控制领域中,可编程电子硬件、软件系统的大量使用,大大提升了自动化程度。
但由于设备设计中的缺失,以及开发制造中风险管理意识的不足,这些存在设计缺陷的产品大量流入相关行业的安全控制系统中,已经造成了人身安全、财产损失和环境危害等灾难频出。
为此,世界各国历来对石化过程安全控制系统、电厂安全控制系统、核电安全控制系全领域的产品安全性设计技术非常重视,并且将电子、电气及可编程电子安全控制系统相关的安全技术发展为一套成熟的产品安全设计技术,即“功能安全”技术。
欧美已经颁布了成套的功能安全相关产品指令和设计标准,并深入到各个领域。
比如:核电(EN 61513)、工业装备及机器控制(EN 62601, EN ISO 13849-1/2)和过程控制(EN 61511)等等。
国际上,IEC 形成的 IEC 61508,IEC 61511 等系列标准已经逐步成为各国家、行业广泛认可的基本功能安全标准,中国也仿效并形成了的相应国家标准,其他行业性功能安全标准也在参照并将逐步形成为国家行业性标准。
汽车功能安全(ISO 26262)就是由 IEC 61508 改编而来的,它是针对道路车辆电子电气系统的特点所制定的功能安全标准。
2. 安全术语在功能安全领域,有一些常见术语,我们必须要理解其含义并能正确区分。
在ISO 26262标准中,第一部分也是术语,主要对V模型中的术语及其定义进行阐述,其中大概有142个术语。
以下是对其中在日常项目中比较常用的术语进行解释,方便大家可以快速的入门。
危害:由于财产损失或环境破坏而直接或间接造成的人身伤害或健康损害危险:潜在的危害来源风险:潜在危害的概率和严重程度的组合缓解:采取措施避免/处理风险剩余风险:缓解后仍然存在的风险(无法缓解)可容许风险:基于当前社会价值观在特定环境下可接受的风当系统存在潜在风险,可以采取相应的缓解方法来避免或处理风险。
什么是功能安全?汽车功能安全的设计方案如今,汽车行业变革迅猛,汽车的设计、使用和销售模式都在快速演变。
驾驶员安全技术、交通拥堵、环境问题及汽车作为代步工具的基本前提都影响着新一代汽车的研发。
为解决这些难题,很多汽车厂商都试图强化计算能力以优化车辆控制。
欧盟新车安全评鉴协会(EuroNCAP)颁布的新标准规定,车道变换支持等安全辅助功能是获得五星安全评级的必要条件。
车载处理器的数量在所有细分市场都稳步上升,目前平均为40-50个,而一些高端车型则已经搭载近120个处理器。
据Semicast Research预测,到2022年,仅发动机引擎罩下的电子控制单元(ECU)组件就将达到近860亿美元的市场规模,相较2015年的530亿年复合增长率达到7%。
半导体厂商将有机会在汽车电子领域挖掘一大桶金。
高科技芯片可以改善动力系统排放、增强安全性能、并利用蜂窝网络实现车辆间及道路基础设施之间的互联。
但是,随着系统的复杂化,保证驾驶员安全就变得更为关键,必须打造更加自动化,系统化,且能患于未然的解决方案即我们通常所称的功能安全。
什么是功能安全?简而言之,功能安全的最终目的是确保产品安全运行,即便出现问题也可以继续保驾护航。
基于这一理念,ARM将保证安全视为头等大事,而非单纯依照市场导向随波逐流,不断加强研发,推出更多功能安全相关产品。
各行各业都会制定标准,指导未来发展并限定最低准入门槛。
在汽车电子行业,这一标准就是ISO 26262,它将功能安全定义为:避免因电气/电子系统故障而导致的不合理风险。
不同领域的标准并不完全一致,例如针对电气和电子系统的IEC 61508以及飞行器电子硬件的DO-254都有各自的定义方式。
更需值得注意的是,它们都拥有专用术语,并提供了包括目标参数在内的工程研发指导。
因此,开始产品研发前确定目标市场并制定合适的流程至关重要,因为中途修改研发流程必然会导致效率低下。
图1展示了硅片IP的不同应用标准。
功能安全tsc写法
功能安全TSC(Technical Safety Concept)的写法主要涉及以下几个方面:
1. 技术安全需求(TSR):在功能安全概念中,技术安全需求是定义系统或要素对于影响实现安全目标的激励的探测和响应的重要步骤。
这包括故障探测、指示和控制措施,如故障探测时间(FTTI)、故障指示时间(FDT)、故障控制时间(FC)等,这些是评估系统或设备是否满足功能安全的重要参数。
2. 安全机制:安全机制是为了达到或保持某种安全状态,由电子电气系统的功能或要素或其他技术来实施的技术解决方案,以探测故障、显示、控制失效。
这需要详细定义系统的安全机制,包括探测、显示和控制措施等。
3. 系统设计:系统设计是基于相关项定义(功能定义)、系统架构和技术安全要求(包括安全机制要求)来进行的。
在设计中,应考虑到系统架构的要素共存和ASIL等级的技术安全要求,以及涉及的系统架构的安全性、可靠性和可用性等。
4. 安全分析:在功能安全概念中,需要进行安全分析,识别系统性失效的原因和系统性故障的影响,用于指导系统设计。
这包括故障模式与影响分析(FMEA)、故障树分析(FTA)等。
5. 硬件和软件开发:在功能安全概念中,技术安全要求应落实到软件和硬件开发中。
这包括对软件和硬件的开发、测试和维护等过程的安全考虑和要求。
总的来说,功能安全TSC的写法需要综合考虑技术安全需求、安全机制、系统设计、安全分析和硬件/软件开发等多个方面,以确保系统或设备在面临潜在风险时能够提供必要的安全保障。
安全生产技术基础精华考点总结一、引言安全生产技术是保障企业安全生产的重要支撑,它涵盖了广泛的内容,包括危险源管理、职业健康安全管理体系、安全评价、安全检查与隐患排查等多个方面。
本文将对这些内容进行概括性的总结,帮助大家更好地理解和掌握安全生产技术基础。
二、危险源管理危险源管理是安全生产技术的基础,它是对企业生产过程中存在的危险源进行辨识、评估、控制和监控的过程。
危险源辨识的方法包括经验判断、问卷调查、直接观察、仪器检测等,辨识完成后应进行风险评估,确定危险源的危害程度和影响范围。
针对危险源,我们需要制定相应的控制措施,如工程技术措施、管理措施、教育措施和个体防护措施等,并对控制措施进行持续改进,以实现风险的有效控制。
三、职业健康安全管理体系职业健康安全管理体系是一种全面的、系统化的管理方式,它的是员工的健康和安全,以及企业的可持续发展。
该体系的核心要素包括职业健康安全方针、组织与领导、规划与实施、检查与改进以及监测与评估。
企业应建立和完善职业健康安全管理体系,确保员工的安全和健康,提高企业的社会形象和社会责任。
四、安全评价安全评价是对企业生产过程中存在的危险因素进行定性和定量分析的过程,它可以帮助企业了解生产过程中的安全隐患,并为制定相应的安全措施提供依据。
安全评价的方法包括定性评价、定量评价和概率风险评价等。
企业应根据实际情况选择合适的安全评价方法,并针对评价结果制定相应的安全措施。
五、安全检查与隐患排查安全检查与隐患排查是企业安全生产的重要环节。
通过定期的安全检查和隐患排查,企业可以发现生产过程中的安全隐患并及时采取措施加以整改。
安全检查的内容包括对设备设施、作业环境、员工行为等方面的检查。
隐患排查则是对企业生产过程中存在的各类隐患进行全面的排查和治理。
企业应建立完善的安全检查和隐患排查制度,确保各项措施得到有效执行。
六、结论安全生产技术基础是企业实现安全生产的重要保障。
只有通过深入理解和掌握危险源管理、职业健康安全管理体系、安全评价、安全检查与隐患排查等方面的知识,企业才能更好地应对生产过程中的各种安全风险。
功能安全IEC 61508标准新旧版的对比IEC61508是国际通用的功能安全基础标准,其核心内容即为功能安全产品的系统、硬件、软件设计做出详尽的要求,以使其能够按满足功能安全的方式进行设计和开发。
它为电气/电子/可编程电子安全相关系统建立一个通用的方案,并促进各个应用部门标准的开发。
是安全相关系统的总的通用标准,对安全相关系统具有重大意义和重要地位,各个领域的安全相关系统都必须遵循这个标准。
新版IEC 61508-2010标准不仅与时俱进地更新了几乎所有技术相关的内容,也总结了近年的技术发展和应用经验基础,依据功能安全技术的理念发展趋势,从系统性能力、硬件/软件安全完整性要求、功能安全管理方面提出了若干新的要求,由此,引起了IEC 61508标准衍生而出的各领域功能安全应用标准的逐步更新。
IEC 61508标准的更新,对于SIS 制造商、集成商和用户来说,如何使产品的设计、集成和使用尽可能地满足新版标准成为一个关键问题。
当然,满足新标准的产品将具有更高的质量和技术优势,也由于体现了更接近实际的功能安全理念而为用户创造了更多的价值。
在新版ICE61508-2010中,定义了SC(systematic capability)的概念,即系统性能力。
用于表征一个组件的系统性安全完整性是否符合指定SIL的要求。
SC等级也分为4个级别:SC1~SC4,对应于SIL的四个等级。
也就是说,一个组件具有SC N等级,就表示其系统性安全完整性满足SIL N等级。
它表示,SIL并非只与系统冗余程度和SFF有关。
当使用两个或多个具有较低SIL的组件来实现更高的SIL时,就必须考虑组合后的系统是否具有足够的SC等级。
此外,对于已有使用经验的组件,新版IEC 61508-2010标准还允许通过提供这些组件满足规定的“使用中证实(Proven-in-use)”的证据,来证实组件具有一定级别的SC等级。
SC概念的提出,为用户如何真正实现所需的SIL提供了更好的思路,也对制造商和集成商的功能安全设计提出了更苛刻的要求。
安工记忆口诀——生产技术第一章机械安全技术金属切削机床存在的主要危险第一类危险:故障、能量中断、机械零件破损及其他功能紊乱造成的危险有(第一类危险)(1)动力中断或波动造成机床误动。
(2)工具意外甩出、液体意外喷出、控制系统失灵。
(3)机床主轴过载和进给机构超负荷工作。
(4)装配错误和导线、电缆连接错误导致的危险。
(5)机床稳定性意外丧失。
(6)配重系统故障引起倾覆等。
口诀:停电了、坏了、倒了第一章机械安全技术金属切削机床存在的主要危险安全措施错误、安全装置缺陷或定位不当造成的危险有(第二类危险)(1)防护装置性能不可靠,存在漏保护区,使人员有可能在机床运转过程中进入危险区产生的危险。
(2)保护装置。
互锁装置、限位装置、压敏防护装置性能不可靠或失灵引起的危险。
(3)信息和报警装置。
能量供应切断装置和机床危险部位未提供必要安全信息(安全色和安全标志)或信息损污不清,报警装置未设或失灵。
(4)急停装置性能不可靠,安装位置不合适。
(5)安全调整和维修用的主要设备和附件未提供或提供不全。
(6)气动排气装置安装、使用不当,气流将切屑和灰尘吹向操作者。
(7)进入机床(操作、调整、维修等)措施没有提供或措施不到位。
(8)机床液压系统、气动系统、润滑系统、冷却系统压力过大、压力损失、泄漏或喷射等引起危险。
第二类危险:口诀:安全装置、压力第二章电气安全技术耐弧性能:无机绝缘材料优于有机绝缘材料口诀:无机-锅;有机-肉锅比肉耐烧,所以无机优于有机。
第二章电气安全技术防雷建筑物分类第一类:口诀:电乙起火电:电石库;乙:乙炔制造场所;起:汽油提炼车间;火:制造、使用或储存火炸药的场所。
第二类:口诀:“国”字辈;“大”字辈:“甲级”第三类:口诀:省级的第三章特种设备安全技术锅炉的启动步骤准备,上水,烘炉、煮炉、点火升压、暖管与并汽口诀:准备上水烘煮,点火取暖。
第三章特种设备安全技术燃气锅炉的启动顺序先送风,之后投入点燃火炬,最后送燃料。
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源NEVER STOP IMPROVING 宋炜瑾 04/2016ISO26262功能安全基础培训变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源目录Ø为什么要引入功能安全标准Ø为什么要引入ISO26262ØISO26262背景信息ØISO26262基本介绍Ø总结Why introduces Functional Safety Standard?为什么需要引入功能安全标准?变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源整车功能失效造成的风险功能失效的风险•非预期的加速•非预期的减速•非预期的不能加速•非预期的不能减速•…降低风险措施•诊断监控功能•冗余设计•开发流程管理•生产/装配流程管理•驾驶指南•…变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源措施衡量的依据风险是否可被接受,主要取决于该风险涉及人群的接受程度地区、国家、社会的接受程度行业法规、国家标准、国际标准就是用来描述达到这种可接受程度的措施、手段的。
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源功能安全标准(部分)National(Germany)DIN V 19250Control technology; Fundamental safetyaspects to be considered for measurement and control equipmentrecalled 08/04DIN V VDE 0801Principles for computers in safety-related systemsrecalled 08/04InternationalIEC 61508Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systemsRailCENELECEN 50126, EN 50128,EN 50129DO 178Software considerations in airborne systemsIEEE 12207Software lifecycle processesAutomotiveISO 26262 -2011MachinesEN 954Replaced by ISO13849IEC 62061Based on IEC 61508appropriate for appliancedProzessind.IEC 61511Safety instrumented systems for the process industry sector变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源Why introduces ISO26262?为什么要引入ISO26262?变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源ADASIntelligent drive…汽车电子产品:系统复杂性变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源汽车电子产品:流程匹配性变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源ISO26262第一版发展历史来源:SIA global training变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源ISO26262 background informationISO26262 背景信息变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源ISO26262标准架构第一部分:名词解释第二部分:功能安全管理(流程要求)第三部分:功能安全开发(技术要求)第四部分:辅助流程及应用指导变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源ISO26262:2011的应用范围ISO26262适用于包含一个或多个电子电气系统的安全相关系统,并且这个系统安装在总重量不超过3.5吨的量产道路乘用车辆上。
《安全生产技术基础》常出考点考点一: 机械的分类1. 机械包括:(1) 单台的机械.例如, 木材加工机械、金属切削机床、起重机等。
(2) 实现完整功能的机组或大型成套设备。
如自动生产线、加工中心、组合机床等。
(3) 可更换设备。
2. 机械分类按照机械的使用用途, 可以将机械大致分为10类。
(1) 动力机械(2) 金属切削机械(3) 金属成型机床(4) 交通运输机械(5) 起重运输机械(6) 工程机械包括挖掘机、铲运机、工程起重机、压实机、打桩机、钢筋切割机、混凝土搅拌机、路面机等。
(7) 农业机械(8) 通用机械如: 泵、风机、压缩机、阀门、真空设备、分离机械、减(变)速机、干燥设备、气体净化设备等。
(9) 轻工机械如: 纺织机械、食品加工机械、印刷机械、制药机械、造纸机械等。
(10) 专用机械如: 冶金机械、釆煤机械、化工机械、石油机械等。
考点二: 机械危险部位及其安全防护措施转动和直线运动的危险部位齿条和齿轮应利用固定式防护罩将齿条和齿轮全部封闭起来。
1.危险部位: (1)皮带接头处: (2)皮带进入皮带轮的地方。
皮带传动装置的防护罩可采用金属骨架的防护网, 与皮带的距离不应小于50mm。
皮带传动机构的防护可釆用将皮带全部遮盖起来的方法, 或釆用防护栏杆防护。
2、以下情况应设置防护罩:(1)传动机构离地面2m以下;(2)皮带轮中心距之间的距离在3m以上;(3)皮带宽度在15cm以上;(4)皮带回转的速度在9m/inin以上。
考点三: 实现机械安全的途径与对策措施实现机械设备安全遵循以下两个基本途径:选用适当的设计结构, 尽可能避免危险或减小风险;通过减少对操作者涉入危险区的需要, 限制人们面临危险, 避免给操作者带来不必要的体力消耗、精神紧张和疲劳。
消除或减小相关的风险, 应按下列等级顺序选择安全技术措施, 即“三步法”。
第一步: 本质安全设计措施(本质安全)第二步: 安全防护或补充保护措施(防护安全)第三步: 使用信息(提示安全信息)(一)采用本质安全技术1. 合理的结构型式2. 限制机械应力以保证足够的抗破坏能力3. 使用本质安全的工艺过程和动力源4. 控制系统的安全设计5. 材料和物质的安全性6. 机械的可靠性设计7. 遵循安全人机工程学的原则(二)安全防护措施1.防护装置1)防护装置的功能隔离作用、阻挡作用、容纳作用、其他作用。
功能安全国际标准I E C61508 1基本情况近年来,在铁路、航空航天、核应用、采矿等行业提出了很多安全理论和国际标准,其中IEc61508——电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全国际标准是比较基本和核心的一个,它是迄今为止的安全相关系统的理论概括和技术总结。
这个标准采用一般的分析方法,没有指定具体的应用领域。
电气/电子/可编程电子系统(E/E/PE)是指以电气/电子/可编程电子技术为基础,包括了电气设备、电子设备、可编程电子设备。
其中,电气设备指电机设备;电子设备指固态非可编程电子设备;可编程电子设备指以计算机技术为基础的电子设备。
以一个或多个可编程电子设备为基础,用于控制、防护和监督的系统,它包括了系统的全部元件,如电源、传感器以及其他输入设备、数据通道、通信通路和其他执行器、输出设备。
安全相关系统(Safety—RelatedSystem)是指为了保证控制设备处于安全状态,采用安全相关技术和风险降低措施执行所需安全功能的系统。
电气/电子/可编程电子安全相关系统一旦失效可以影响人的安全和环境的安全。
IEC61508考虑了所有相关的整体、E/E /PE和软件生存周期阶段,为E/E/PE安全相关系统实现必要的功能安全提供一个发展安全需求规范的方法,用安全完善性等级来说明安全相关系统的安全目标,它的主要目标是预测安全相关系统运行时的故障概率。
IEC61508的特点是把风险作为度量危险的指标。
这里的风险(Risk)是指危害发生的概率(Likelihood)和危害严重性(Consequence)的组合。
IEC61508定义了4种风险指标:(1)被控装置的风险:指被控装置或被控装置与被控装置控制系统相互作用而产生的风险;(2)可容忍的风险:指在以现行社会标准为基础的给定情景下可被接受的风险;(3)残余的风险:指在采取了防护措施后仍然保留的风险;(4)必须的风险降低:指通过电气/电子/可编程电子安全相关系统、其他技术的安全相关系统和外部风险降低设备实现的风险降低,以确保不超过可容忍的风险。
功能安全国际标准I E C61508 1基本情况近年来,在铁路、航空航天、核应用、采矿等行业提出了很多安全理论和国际标准,其中IEc61508——电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全国际标准是比较基本和核心的一个,它是迄今为止的安全相关系统的理论概括和技术总结。
这个标准采用一般的分析方法,没有指定具体的应用领域。
电气/电子/可编程电子系统(E/E/PE)是指以电气/电子/可编程电子技术为基础,包括了电气设备、电子设备、可编程电子设备。
其中,电气设备指电机设备;电子设备指固态非可编程电子设备;可编程电子设备指以计算机技术为基础的电子设备。
以一个或多个可编程电子设备为基础,用于控制、防护和监督的系统,它包括了系统的全部元件,如电源、传感器以及其他输入设备、数据通道、通信通路和其他执行器、输出设备。
安全相关系统(Safety—RelatedSystem)是指为了保证控制设备处于安全状态,采用安全相关技术和风险降低措施执行所需安全功能的系统。
电气/电子/可编程电子安全相关系统一旦失效可以影响人的安全和环境的安全。
IEC61508考虑了所有相关的整体、E/E/PE和软件生存周期阶段,为E/E/PE安全相关系统实现必要的功能安全提供一个发展安全需求规范的方法,用安全完善性等级来说明安全相关系统的安全目标,它的主要目标是预测安全相关系统运行时的故障概率。
IEC61508的特点是把风险作为度量危险的指标。
这里的风险(Risk)是指危害发生的概率(Likelihood)和危害严重性(Consequence)的组合。
IEC61508定义了4种风险指标:(1)被控装置的风险:指被控装置或被控装置与被控装置控制系统相互作用而产生的风险;(2)可容忍的风险:指在以现行社会标准为基础的给定情景下可被接受的风险;(3)残余的风险:指在采取了防护措施后仍然保留的风险;(4)必须的风险降低:指通过电气/电子/可编程电子安全相关系统、其他技术的安全相关系统和外部风险降低设备实现的风险降低,以确保不超过可容忍的风险。
功能安全技术基础
功能安全技术的基础一直以来都受到众多行业关注。
借助相关技术,可以有效地实现功能安全,构建和维持安全系统,从而为用户提供便利和安全保障。
本文以功能安全技术为核心,从安全策略、硬件安全、认证、加密、网络安全等方面对功能安全技术的基本概念、性能、原理进行详细的介绍,以便更好地维护和保护日益增长的电子信息安全。
安全策略是指一个公司或组织采取的安全保护规则的总体框架,是确定安全环境和保护关键资源的根本措施。
它要求组织成员和系统用户都遵守安全策略,也要求安全系统架构、安全机制和安全策略的可操作性能。
此外,安全策略还必须满足国家安全和信息安全相关法规的要求,并进行有效的安全管理体系建设和安全风险评估,以保护和安全重要数据。
硬件安全是指保护计算机硬件系统和软件系统安全的技术。
硬件安全具有坚固的安全性,可以有效阻挡恶意软件和黑客木马等恶意代码的进入,减少整个系统的安全风险,为用户提供最佳安全保护。
常见的硬件安全技术包括计算机控制系统、访问控制系统、安全处理器、安全芯片、安全接口等。
另外,认证是指确认某一客体的身份的过程,是实现安全访问系统的关键技术。
它可以确保网络中传输数据的安全和真实性,防止了在网络中进行未经授权攻击的风险。
主要有基于密码认证、基于证书认证、基于指纹认证和基于人脸认证等方式。
加密是指对数据进行数字编码的过程,让用户的数据存储在网络上更为安全,从而避免被非法获取。
典型的加密算法包括DES、AES、SSL/TLS协议以及SHA-1算法等,它们可以有效的加密用户的数据,防止被恶意窃取。
网络安全是指保护网络系统和网络数据安全的技术。
网络安全技术可以通过防火墙、入侵检测系统、入侵防御系统等手段,及时发现和抵御恶意攻击,有效地保护网络安全。
最后,还要建立合理的安全政策,安排合理的安全操作程序,以便实现最佳安全保障。
综上所述,功能安全技术的基础涵盖了安全策略、硬件安全、认证、加密、网络安全等技术,对维护和保护信息安全具有重要作用。
只有建立完善的安全技术体系,才能够充分发挥安全技术的功能,实现安全的保护目标。