功能安全技術基礎

　　《功能安全技術基礎》以電氣/電子/可編程電子（E/E/PE）安全相關系統為基礎，對電子、機械以及特殊危險環境應用的安全相關裝置及其系統功能安全的相關理論、方法和技術進行了詳細介紹。在敘述可靠性技術和環境試驗技術的基礎上，以E/E/PE安全相關（控制）系統安全生命週期實現階段中的各階段為主線，對被控對象的風險評估以及E/E/PE安全相關系統的設計、分配、安全完整性等級（SIL）的估算、操作、維護、測試、確認和評估等各階段展開了討論。
　　《功能安全技術基礎》內容豐富，深入淺出，案例清晰，在講述功能安全技術基本方法的同時，注重與工程實際應用的結合。希望《功能安全技術基礎》能為我國功能安全技術的推廣和發展起到積極作用。

前言
第1章 功能安全概述
1.1 功能安全的重要性和國內外研究概況
1.1.1 功能安全的重要性
1.1.2 國外研究概況
1.1.3 國內研究概況
1.2 術語（縮略語）和定義
1.3 安全生命週期概念
1.3.1 目的
1.3.2 要求

第2章 可靠性和環境適應性技術基礎
2.1 可靠性和環境適應性的基本概念
2.1.1 可靠性的基本概念
2.1.2 環境適應性的基本概念

2.2 可靠性特徵量和常見的失效分佈
2.2.1 可靠性特徵量
2.2.2 產品的壽命特徵
2.2.3 幾種常見的失效分佈

2.3 可靠性技術
2.3.1 可靠性試驗及其數據統計處理
2.3.2 可靠性預計和可靠性分析技術

2.4 環境適應性技術
2.4.1 概況
2.4.2 工業自動化儀表工作條件
2.4.3 工業自動化儀表環境試驗技術要求

第3章 危險和風險評估技術和方法
3.1 危險和風險的基本概念
3.1.1 危險和風險
3.1.2 安全與風險
3.1.3 風險降低的一般概念
3.2 危險和風險評估的目的
3.3 危險和風險評估的要求

3.4 風險評估技術和方法
3.4.1 安全完整性與風險降低
3.4.2 允許風險和ALARP模型
3.4.3 安全完整性等級的定量確定方法

第4章 E/E/PE安全相關系統的設計和開發
4.1 目的
4.2 要求
4.3 SIS在檢測故障時的系統行為要求
4.4 制定E/E/PE安全相關系統的安全要求規範
4.4.1 制定目的
4.4.2 制定SIS的安全要求
4.4.3 制定機械的安全相關控制功能（SRCFs）的要求規範

4.5 E/E/PE安全相關系統中硬件功能安全的實現和功能安全評估步驟
4.5.1 E/E/PE安全相關系統中硬件功能安全評估步驟
4.5.2 安全相關電氣控制系統（SRECS）硬件功能安全的實現步驟

4.6 SIS的安全功能分配
4.6.1 分配目的
4.6.2 分配要求
4.6.3 安全完整性等級4的附加要求
4.6.4 作為一個保護層的基本過程控制系統（BPCS）的要求
4.6.5 防止共同原因失效的要求及量化共同原因失效效應的方法

4.7 硬件安全完整性要求
4.7.1 硬件故障裕度要求
4.7.2 硬件安全完整性的結構約束
4.7.3 硬件隨機失效概率的計算

4.9 軟件的要求
4.9.1 目的
4.9.2 軟件安全生命週期的要求
4.9.3 軟件安全生命週期各階段的實現
4.10 SIS的現場設備要求

4.11 SIS的接口要求
4.11.1 操作員接口要求
4.11.2 維護/工程接口要求
4.11.3 通信接口要求

4.12 SIS的操作、維護和測試
4.12.1 操作和維護的要求
4.12.2 集成測試和功能檢驗測試

4.13 SIS的安全驗證、確認和評估
4.13.1 安全驗證
4.13.2 安全確認
4.13.3 功能安全評估

第5章 SIS應用軟件安全生命週期的實現階段
5.1 應用軟件安全生命週期的要求
5.2 應用軟件安全要求的規範
5.3 應用軟件安全確認的計劃
5.4 應用軟件的設計和開發要求
5.5 應用軟件與SIS子系統的集成
5.6 固定程序語言（FPL）和有限可變語言（LVL）軟件修改規程
5.7 應用軟件的驗證
5.8 安全軟件的評估

第6章 安全生命週期的管理
6.1 目的
6.2 要求
6.3 功能安全認證模式、認證過程和認證方法

第7章 特殊場合用安全裝置及其安全相關系統的功能安全要求和SIL的評估
7.1 概述
7.2 爆炸性氣體環境用安全裝置的功能安全要求和SIL的評估
7.2.1 概況
7.2.2 爆炸性氣體環境用安全裝置的阻燃要求
7.2.3 爆炸性氣體用安全裝置的功能要求
7.2.4 爆炸性氣體用安全裝置中安全部件的特殊要求
7.2.5 爆炸性氣體用安全裝置的功能安全要求
7.2.6 爆炸性氣體用安全裝置的型式試驗和例行試驗
7.2.7 爆炸性氣體環境用安全裝置安全完整性等級（SIL）的評估

7.3 有毒有害氣體探測系統的功能安全要求和SIL的評估
7.3.1 概況
7.3.2 固定式氣測系統的安全功能要求
7.3.3 模塊與元件的特性和要求
7.3.4 安全功能特性
7.3.5 固定式氣體探測系統SILC的確定程序

第8章 功能安全的應用
8.1 功能安全評估的應用實例
8.1.1 防爆隔離式安全柵功能SIL的評估
8.1.2 某化工廠合成分離淨化CO和H2裝置中的SIS功能安全和SIL的評估
8.2 SIEMENS SIMATIC S7分佈式安全裝置在機床安全保護系統中的應用
8.2.1 機床及其安全相關控制系統的特徵和安全相關控制功能
8.2.2 風險分析和判定SRCF要求的SIL
8.2.3 制定機床SRECS的SRCF規範
8.2.4 SRECS的結構設計
8.2.5 SRECS子系統的實現
8.2.6 結論

附錄
附錄A 現場工作報告
附錄B 計劃維修級別分類
附錄C 失效分析報告
附錄D 定數截尾MTBF雙側（或單側）置信限係數CL、CU
附錄E 定時截尾MTBF雙側（或單側）置信限係數CL、CU
附錄F X2分佈分位數表
附錄C 中位序表
附錄H 可靠性預計分析彙總表
附錄I 可編程電子或傳感器或最終元件的評分
附錄J Z的值：可編程電子
附錄K Z的值：傳感器或最終元件
附錄L β和βD的計算
附錄M 檢驗測試時間間隔為6個月，平均恢復時間為8h時要求的平均失效概率
附錄N 檢驗測試時間間隔為1年，平均恢復時間為8h時要求的平均失效概率
附錄O 檢驗測試時間間隔為2年，平均恢復時間為8h時要求的平均失效概率
附錄P 檢驗測試時間間隔為10年，平均恢復時間為8h時要求的平均失效概率
附錄Q 檢驗測試時間間隔為1個月、平均恢復時間為8h時每小時的平均失效概率（高要求或連續操作模式下）
附錄R 檢測測試時間間隔為3個月，平均恢復時間為8h時每小時的平均失效概率（高要求或連續操作模式下）
附錄S 檢驗測試時間間隔為6個月，平均恢復時間為8h時每小時的平均失效概率（高要求或連續操作模式下）
附錄T 檢驗測試時間間隔為1年，平均恢復時間為8h時每小時的平均失效概率（高要求或連續操作模式下）
附錄U 電源指示設備中電子元器件失效模式及其比率的例子
參考文獻