DIN EN 61784-3-18-2012 Industrial communication networks - Profiles - Part 3-18 Functional safety fieldbuses - Additional specifications for CPF 18 (IEC 61784-3-18 2011) English ve.pdf

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1、August 2012DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 28DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 3

2、5.240.50; 35.160!$|+=“1890826www.din.deDDIN EN 61784-3-18Industrielle Kommunikationsnetze Profile Teil 3-18: Funktional sichere bertragung bei Feldbussen ZustzlicheFestlegungen fr die Kommunikationsprofilfamilie 18(IEC 61784-3-18:2011);Englische Fassung EN 61784-3-18:2011Industrial communication net

3、works Profiles Part 3-18: Functional safety fieldbuses Additional specifications for CPF 18(IEC 61784-3-18:2011);English version EN 61784-3-18:2011Rseaux de communication industriels Profils Partie 3-18: Bus de terrain scurit fonctionnelle Spcifications supplmentaires pourle CPF 18 (CEI 61784-3-18:2

4、011);Version anglaise EN 61784-3-18:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 69 SeitenDIN EN 61784-3-18:2012-08 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2011-05-25 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2012-07-01. Nationales

5、Vorwort Zu diesem Dokument wurde ein Kurzverfahren in den DIN-Mitteilungen verffentlicht. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium UK 914.1 Profile fr funktional sichere Kommunikationssysteme“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de)

6、 zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 65C Industrial networks“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angege

7、ben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Die DIN EN 61784-3 (VDE 0803-500-3) erlutert die Grundstze fr funktional sichere Kommunikation, bezo-gen auf die Normen der Reihe DIN EN

8、61508 (VDE 0803). Fr sie ist eine deutsche Sprachfassung verfg-bar. Die Normen der Reihe DIN EN 61784-3 legen mehrere Sicherheitskommunikationsschichten (Profile und entsprechende Protokolle) basierend auf den Kommunikationsprofilen und Protokollschichten der DIN EN 61784-1, DIN EN 61784-2 und der R

9、eihe DIN EN 61158 fest. Fr diese Kommunikationsnormen ist keine deutsche Sprachfassung verfgbar. Sie alleine sind nicht ausreichend zur Auslegung eines sicherheits-bezogenen Systems nach DIN EN 61508 (VDE 0803), stets ist die Beachtung der letztgenannten Normenreihe und der DIN EN 61784-3 erforderli

10、ch. Die Kommunikationsnormen der Reihe DIN EN 61784-3 weisen alle die gleiche Gliederung auf, sie ist in der DIN EN 61784-3 (VDE 0803-500), Anhang C, in deutscher und englischer Sprache wiedergegeben, so dass ein Bezug zwischen der deutschsprachigen DIN EN 61784-3 (VDE 0803-500) und der englischspra

11、chigen Reihe DIN EN 61784-3-x jederzeit mglich ist. Darber hinaus sind in ersterer alle Begriffe und Abkrzungen jeweils in deutsch und englisch wiedergegeben. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine

12、 Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang d

13、er zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufg

14、enommen. Das Prsidium des DIN hat mit Prsidialbeschluss 1/2004 festgelegt, dass DIN-Normen, deren Inhalt sich auf internationale Arbeitsergebnisse der Informationsverarbeitung grndet, unter bestimmten Bedingungen allein in englischer Sprache verffentlicht werden drfen. Diese Bedingungen sind fr die

15、vorliegende Norm erfllt. Da sich die Benutzer der vorliegenden Norm der englischen Sprache als Fachsprache bedienen, wird die englische Fassung der EN 61784-3-18 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 3, der die Begriffe festlegt, wurde DIN EN 61784-3-18:2012-083 eine bersetzung angefertigt und als Natio

16、naler Anhang NA der vorliegenden Norm hinzugefgt. Fr die meisten der verwendeten Begriffe existieren keine gebruchlichen deutschen Benennungen, da sich die deutschen Anwender in der Regel ebenfalls der englischen Benennungen bedienen. Diese Norm steht nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit Rechtsvo

17、rschriften und ist nicht als Sicherheitsnorm anzusehen. Nationaler Anhang NA (informativ) 3.1 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1.1 Allgemeine Begriffe 3.1.1.1 Verfgbarkeit (en: availability) Wahrscheinlichkeit eines automatisierten Systems, dass innerhalb e

18、iner bestimmten Zeitdauer keine unzureichenden Systembedingungen wie Produktionsausfall auftreten 3.1.1.2 Black Channel (en: black channel) Kommunikationskanal ohne verfgbaren Nachweis des Entwurfs oder der Validierung nach IEC 61508 3.1.1.3 Kommunikationskanal (en: communication channel) logische V

19、erbindung zwischen zwei Endpunkten in einem Kommunikationssystem 3.1.1.4 Kommunikationssystem (en: communication system) Anordnung von Hardware, Software und Ausbreitungsmedien zur bertragung von Nachrichten (ISO/IEC 7498-Anwendungsschicht) von einer Anwendung zur anderen 3.1.1.5 Verbindung (en: con

20、nection) logische Verbindung zwischen zwei Anwendungsobjekten in demselben oder in unterschiedlichen Gerten 3.1.1.6 CRC (en: Cyclic Redundancy Check (CRC) redundante Daten, abgeleitet von einem Block von Daten und mit diesen zusammen gespeichert oder bertragen zur Aufdeckung von Datenverflschungen P

21、rozedur zur Berechnung der redundanten Daten ANMERKUNG 1 Begriffe wie CRC-Code“ und CRC-Signatur“ und Bezeichnungen wie CRC1, CRC2 knnen ebenfalls in dieser Norm verwendet sein, um redundante Daten zu kennzeichnen. ANMERKUNG 2 Siehe auch 35, 361). 3.1.1.7 Fehler (en: error) Unterschied zwischen eine

22、m berechneten, beobachteten bzw. gemessenen Wert oder Zustand und dem wahren, spezifizierten bzw. theoretisch korrekten Wert oder Zustand IEC 61508-4:2010, IEC 61158 1)Zahlen in rechteckigen Klammern beziehen sich auf die Literaturhinweise. DIN EN 61784-3-18:2012-084 ANMERKUNG 1 Fehler knnen auf ein

23、em Entwurfsirrtum bei Hardware/Software beruhen und/oder auf verflschten Informationen durch elektromagnetische Einflsse und/oder andere Effekte. ANMERKUNG 2 Fehler fhren nicht notwendigerweise zu einem Ausfall oder einem Fehlzustand. 3.1.1.8 Ausfall (en: failure) Beendigung der Fhigkeit einer Funkt

24、ionseinheit, eine geforderte Funktion auszufhren, oder der Betrieb einer Funktionseinheit anders als gefordert ANMERKUNG 1 Die Definition in IEC 61508-4 ist die gleiche, jedoch mit zustzlichen Anmerkungen. IEC 61508-4:2010, modifiziert, ISO/IEC 2382-14.01.11, modifiziert ANMERKUNG 2 Ein Ausfall kann

25、 auf einen Fehler zurckzufhren sein (z. B. ein Problem des Hardware-/Software-entwurfs oder eine Nachrichtenstrung). 3.1.1.9 Fehlzustand (en: fault) nicht normale Bedingung, die eine Verringerung oder den Verlust der Fhigkeit einer Funktionseinheit, eine geforderte Funktion auszufhren, auslsen kann

26、ANMERKUNG IEV 191-05-01 definiert fault“ als einen Zustand, der durch das Unvermgen gekennzeichnet ist, eine geforderte Funktion auszufhren, jedoch nicht ein Unvermgen whrend vorbeugender Instandhaltung, anderer geplanter Aktionen oder aufgrund fehlender externer Betriebsmittel. IEC 61508-4:2010, mo

27、difiziert, ISO/IEC 2382-14.01.10, modifiziert 3.1.1.10 Feldbus (en: fieldbus) Kommunikationssystem basierend auf serieller Datenbertragung und eingesetzt in der industriellen Automatisierung oder in Prozessleitsystemen 3.1.1.11 Telegrammrahmen (en: frame) veraltetes Synonym fr DLPDU 3.1.1.12 Blockpr

28、fzeichenfolge (en: Frame Check Sequence (FCS) redundante Daten, mittels Hash-Funktion aus einem Block von Daten in einer DLPDU (Telegrammrahmen) abgeleitet und mit diesen zusammen zur Aufdeckung von Datenverflschungen gespeichert oder bertragen ANMERKUNG 1 Eine FCS kann z. B. mittels einer CRC oder

29、einer anderen Hash-Funktion abgeleitet werden. ANMERKUNG 2 Siehe auch 35, 36. 3.1.1.13 Hash-Funktion (en: hash function) (mathematische) Funktion, die Werte aus einem (mglicherweise sehr) groen Wertebereich in einen (blicherweise) kleineren Wertebereich abbildet ANMERKUNG 1 Hash-Funktionen knnen zur

30、 Aufdeckung von Datenverflschung eingesetzt werden. ANMERKUNG 2 Gebruchliche Hash-Funktionen schlieen Parity-Bit, Quersummen oder CRC mit ein. IEC/TR 62210, modifiziert 3.1.1.14 Gefhrdung (en: hazard) Zustand oder Umstnde in einem System, der/die zusammen mit weiteren Bedingungen zwangslufig zu eine

31、m Schaden an Personen, Eigentum oder der Umwelt fhrt/fhren DIN EN 61784-3-18:2012-08 5 3.1.1.15 Nachricht (en: message) geordnete Folge von Oktetts, bestimmt fr die bermittlung von Informationen ISO/IEC 2382-16.02.01, modifiziert 3.1.1.16 Nachrichtensenke (en: message sink) Teil eines Kommunikations

32、systems, der fr den Empfang von Nachrichten gedacht ist ISO/IEC 2382-16.02.03 3.1.1.17 Nachrichtenquelle (en: message source) Teil eines Kommunikationssystems, der fr den Versand von Nachrichten gedacht ist ISO/IEC 2382-16.02.02 3.1.1.18 Fehlauslsung (en: nuisance trip) unberechtigte Auslsung ohne s

33、chdliche Wirkung ANMERKUNG Interne auergewhnliche Fehler knnen z. B. in Kommunikationssystemen wie Funkbertragung durch zu viele Wiederholungen unter Streinfluss auftreten. 3.1.1.19 Performance Level (PL) (en: performance level (PL) diskrete Stufen zur Bestimmung der Fhigkeit eines sicherheitsbezoge

34、nen Teils eines Steuerungssystems, eine Sicherheitsfunktion unter vorhersehbaren Bedingungen auszufhren ISO 13849-1 3.1.1.20 Redundanz (en: redundancy) Vorhandensein von mehr als den notwendigen Mitteln, damit eine Funktionseinheit eine geforderte Funktion ausfhrt oder damit Daten eine Information d

35、arstellen knnen ANMERKUNG Die Definition in IEC 61508-4 ist die gleiche, jedoch mit zustzlichen Beispielen und Anmerkungen. IEC 61508-4:2010, modifiziert, ISO/IEC 2382-14.01.12, modifiziert 3.1.1.21 Risiko (en: risk) Kombination aus der Wahrscheinlichkeit, mit der ein Schaden auftritt, und dem Ausma

36、 dieses Schadens ANMERKUNG Fr die weitere Diskussion dieses Konzepts siehe IEC 61508-5:2010, Anhang A. IEC 61508-4:2010, ISO/IEC Guide 51:1999, Definition 3.2 3.1.1.22 Sicherheitskommunikationsschicht (en: safety communication layer (SCL) Kommunikationsschicht, die smtliche notwendigen Mittel beinha

37、ltet, um die sichere bertragung von Daten entsprechend den Anforderungen in IEC 61508 zu gewhrleisten 3.1.1.23 Sicherheitsdaten (en: safety data) Daten, die in einem Sicherheitsnetzwerk unter Nutzung eines Sicherheitsprotokolls bertragen wurden ANMERKUNG Die Sicherheitskommunikationsschicht garantie

38、rt nicht sichere Daten an sich, sondern nur den gesicherten Transport. DIN EN 61784-3-18:2012-08 6 3.1.1.24 Sicherheitsgert (en: safety device) Gert, welches nach IEC 61508 ausgefhrt wurde und das funktional sichere Kommunikationsprofil zur Anwendung bringt 3.1.1.25 Sicherheitsfunktion (en: safety f

39、unction) Funktion, die von einem sicherheitsbezogenen E/E/PE-System oder anderen risikomindernden Manahmen ausgefhrt wird und dazu vorgesehen ist, unter Bercksichtigung eines festgelegten gefhrlichen Vorfalls einen sicheren Zustand fr die EUC zu erreichen oder aufrechtzuerhalten ANMERKUNG Die Defini

40、tion in IEC 61508-4 ist die gleiche, jedoch mit einem zustzlichen Beispiel und einer Referenz. IEC 61508-4:2010, modifiziert 3.1.1.26 Reaktionszeit einer Sicherheitsfunktion (en: safety function response time) im ungnstigsten Fall bentigte Zeit nach Aktivierung eines am Feldbus angeschlossenen Siche

41、rheits-sensors, bis der zugehrige sichere Zustand des Sicherheitsaktors erreicht wurde, unter Bercksichtigung von gleichzeitig auftretenden Fehlern und Ausfllen im bertragungskanal der Sicherheitsfunktion ANMERKUNG Dieses Konzept wird in IEC 61784-3:2010, 5.2.4, eingefhrt und von den in diesem Normt

42、eil auf-gefhrten funktional sicheren Kommunikationsprofilen verwendet. 3.1.1.27 Sicherheits-Integrittslevel (en: safety integrity level (SIL) eine von vier diskreten Stufen, die einem Wertebereich der Sicherheitsintegritt entsprechen, wobei der Sicherheits-Integrittslevel 4 die hchste Stufe der Sich

43、erheitsintegritt und der Sicherheits-Integrittslevel 1 die niedrigste darstellt ANMERKUNG 1 Die Ausfallgrenzwerte (siehe IEC 61508-4:2010, 3.5.17) fr die vier Sicherheits-Integrittslevel sind in IEC 61508-1:2010, Tabelle 2 und 3, festgelegt. ANMERKUNG 2 Sicherheits-Integrittslevel werden zur Festleg

44、ung der Anforderungen an die Sicherheitsintegritt der Sicherheitsfunktionen verwendet, die den sicherheitsbezogenen E/E/PE-Systemen zugeordnet werden. ANMERKUNG 3 Ein Sicherheits-Integrittslevel (SIL) ist keine Eigenschaft eines Systems, Teilsystems, Elements oder Bauteils. Die korrekte Deutung des

45、Ausdrucks sicherheitsbezogenes System mit SIL n“ (wobei n“ 1, 2, 3 oder 4 ist) ist, dass das System potenziell in der Lage ist, Sicherheitsfunktionen mit einem Sicherheits-Integrittslevel bis zu n“ zu untersttzen. IEC 61508-4:2010 3.1.1.28 Sicherheitsmanahme (en: safety measure) Mittel zur Beherrsch

46、ung mglicher Kommunikationsfehler, welches in bereinstimmung mit den Anforderungen in IEC 61508 entworfen und ausgefhrt wurde ANMERKUNG 1 In der Praxis werden mehrere Sicherheitsmanahmen kombiniert, um den geforderten Sicherheits-Integrittslevel zu erzielen. ANMERKUNG 2 Kommunikationsfehler und zuge

47、hrige Sicherheitsmanahmen sind ausfhrlich in IEC 61784-3:2010, 5.3 und 5.4, beschrieben. 3.1.1.29 sicherheitsbezogene Anwendung (en: safety-related application) Programme, welche in bereinstimmung mit den Anforderungen in IEC 61508 ausgefhrt sind, um die SIL-Anforderungen der Anwendung einzuhalten D

48、IN EN 61784-3-18:2012-08 7 3.1.1.30 sicherheitsbezogenes System (en: safety-related system) System, welches Sicherheitsfunktionen nach IEC 61508 ausfhrt 3.1.1.31 unberechtigte Auslsung (en: spurious trip) Auslsung in einem Sicherheitssystem ohne Prozessanforderung 3.1.2 CPF 18: Zustzliche Begriffe 3

49、.1.2.1 Client-Server-Beziehung (en: client/server relationship) Beziehung, in welcher der Client Daten an den Server sendet, der wiederum mit den angeforderten Daten antwortet 3.1.2.2 laufende Nummer (en: consecutive number) vorzeichenlose ganze Zahl mit Umbruch auf Null bei berlauf, die als Mittel zur Sicherung der Vollstndigkeit und der richtigen Re