功能安全技术与应用知识讲座第三讲安全相关系统——行为和要求

功能安全技术基础

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。

安全生命周期相关要求（价值上万的培训资料）

安全⽣命周期相关要求（价值上万的培训资料）PESSRAL/PESSRAE的功能安全相关概念内容 ? PESSRAL和PESSRAE的安全要求规范 ? 全安全⽣命周期概念 ? 功能安全管理PESSRAL和PESSRAE的安全要求规范应如何确定扶梯或电梯的安全要求 ? 我国特点：– 事故频发 – 乘坐⼈数更多 – 使⽤频率更频 – 使⽤强度更⼤ – 事故发⽣次数多‐‐‐‐‐‐‐应如何确定安全要求?基于危险识别提出安全功能扶梯与电梯的机械特性 ?失误‐安全（⾯向⼤众） ?故障‐安全基于风险评估提出SILISO22201中的风险降低决策表根据⾃动扶梯特性确定安全状态断电断电断电附加制动器电动机⼯作制动器扶梯停车 1oo2物理块图⾃动扶梯的安全功能及其安全完整性等级序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 安全功能检查超速并在速度超过名义速度 1.2 倍之前起作⽤向上运⾏时，检查⾮操纵逆转运⾏检查附加制动器的动作检查直接驱动梯级、踏板或胶带的元件（如链条或齿条）断裂或过分伸长检查驱动装置和转向装置之间的距离（⽆意性）伸长或缩短检查梳齿板卡⼊异物检查多台连续⽆中间出⼝的⾃动扶梯或⾃动⼈⾏道中的⼀台停⽌运⾏，或者⾃动扶梯或⾃动⼈⾏道出⼝被阻挡检查扶⼿带⼊⼝夹⼊异物检查梯级或踏板的下陷，应防⽌进⼊梳齿板 SIL 2 2 1 1 1 1 2 1 2 2 110 检查梯级或踏板的缺失，应防⽌到达梳齿板 11 检查⼯作制动器的打开⾃动扶梯的安全状态要求序号安全功能切断主机和⼯切断附加制⼿动作制动器电源动器电源复位 × × × × × × × × × × × × × × × 注1 × × × 1 检查超速并在速度超过名义速度 1.2 倍之前起作⽤ 2 向上运⾏时，检查⾮操纵逆转运⾏ 3 检查附加制动器的动作 4 检查直接驱动梯级、踏板或胶带的元件（如链条或齿条）断裂或过分伸长5 检查驱动装置和转向装置之间的距离（⽆意性）伸长或缩短6 检查梳齿板卡⼊异物7 检查多台连续⽆中间出⼝的⾃动扶梯或⾃动⼈⾏道中的⼀台停⽌运⾏，或者⾃动扶梯或⾃动⼈⾏道出⼝被阻挡8 检查扶⼿带⼊⼝夹⼊异物 9 检查梯级或踏板的下陷，应防⽌进⼊梳齿板 10 检查梯级或踏板的缺失，应防⽌到达梳齿板 11检查⼯作制动器的打开注 1：速度超过名义速度 1.4?倍之前切断附加制动器的电源。

功能安全学习笔记002

功能安全学习笔记0021，功能安全的定义1.1 本质安全与功能安全为了了解功能安全的概念，先得熟悉下和“本质安全”和“功能安全”的概念。

假如以铁道的路⼝为例，⽐较⼀下基于两种安全概念的避免路⼝事故的⽅法。

这⾥避免路⼝事故就是安全⽬标，为了实现这个⽬标，可进⾏如下操作：⾸先，如果把铁道路⼝撤掉，直接改造成⽴交桥的形式，让⽕车和汽车都⾛各⾃的路，这样就不会发⽣⼈或者车辆横穿铁道⼝的事故了。

像这样，根据系统的特性把危险源直接除掉的⽅法是「本质安全」。

其次，假如我们在铁道路⼝设置信号灯和道⼝⾃动栏杆，当⽕车来临时前闪红灯，同时将栏杆放下，避免⾏⼈或者车辆通过。

像这样通过栏杆的拦截功能及预警灯来抑制事故风险的技术叫做「功能安全」。

在这⾥信号灯和⾃动栏杆⼀种安全机制（Safety Mechanism）。

理想的情况是不管什么场合都采⽤「本质安全」，但事实上，在很多场合⾥，由于系统⾃⾝的原因，不可能把危险源除掉。

特别是像车载电控系统这样⾮常复杂的电⼦化系统，以上所述的本质安全很难被实现和应⽤。

因此我们只能采⽤功能安全，它的⽬的就是在本质安全⽆法达到时，尽可能的通过增加安全机制去提⾼安全等级，实现安全⽬标。

1.2 电⼦控制器的功能安全对于汽车⽽⾔，可将汽车看成⼀个“机器⼈”，驾驶员给这个“机器⼈”发送信号，⽐如踩踏板加油，汽车收到命令然后执⾏：电喷系统增加喷油，发动机输出扭矩增加，实现车辆加速。

对于传统汽车⽽⾔，它的结构简单，且⼤多数命令都是通过机械⽅式来实现的，如⽼式汽车的机械式节⽓门等，其失效的可预见性⼤；⽽现在汽车，其电⼦电⽓化增强，驾驶员的指令会先转换成相关信号，然后这些信号传递给控制器的处理芯⽚，然后最终驱动相关的执⾏器来执⾏，其失效的可预见性⼤⼤降低。

正因为现代汽车随着电⼦电⽓化的程度越来越⾼，其整车的安全性很⼤程度就取决于电⼦控制器的安全性，⽐如发动机控制器ECU，变速箱控制器TCU，车辆稳定性控制器ESP等等。

功能安全流程体系

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安全相关技术讲义概述.

可靠性 (Reliability): 机械、零部件或装置在规定的条件下和规定期限内执行所要求的功能而不出现故障的能力。
危险 (Hazardous): 可能损伤或危害健康的根源。
风险 (Risk): 在危险的情况下，可能损伤或危害健康的概率和程度的综合。
故障保护功能 (Failsafe Function): 当机械的动力源或任何零部件发生故障的时候，其安全功能仍然保持不变。
冗余性 (Redundancy): 用多于一种的途径来完成一个规定功能。比如输出触点采用2个常开触点串联的结构。
多样性 (Diversity): 用不同的途径来完成一个规定功能。比如输出触点采用1个常开触点和1个常闭触点串联的结构。
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德国倍福自动化有限公司
2017年9月19日
基本术语和概念
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基本术语和概念
急停(功能) (Emergency stop function): 为减小或防止产生对人存在的危险、对机械或对正在进行的工作所存在的损害。当正常停机功能对其目的不适用时，可通过人为的动作来激发。就标准(即EN 418)的目的而言，所谓危险是可以由功能紊乱(机械失灵、被加工材料不合格、人为的误差等等)或正常运转情况下引起的那些危险。注:诸如反转或限定运动、偏转、屏蔽、制动、断开等可以是急停的功能的部分。标准EN 418不涉及这些功能。危险区(Danger zone): 使人面临损坏或危害健康风险的机械内部和(或)周围的某一区域。安全距离(Safety distance): 一个防护机构距危险区设定的最小距离。安全防护(Safeguarding): 采用称为安全防护装置(防护装置、安全装置)的特定技术手段的安全措施。防止人们不能由设计合理消除或充分限制的危险。危险故障(Failure to danger): 在机械或其动力源中产生危险情况的任何故障。风险评估(Risk assessment): 为了选择适当的安全措施，对在危险情况下可能损伤或危害健康的概率和程度的全面评估。双手控制装置(Two-hand control device): 需要两个手同时动作才能启动并保持机械或其元件止－动操作装置。这种装置可为操纵的人提供防护措施。自动停止装置(Trip device): 当人身或身体的某一部分超越安全限制时使机械或其零件停止运转(或保证其他安全状态的装置)。自动停机装置可以是：机械作用的(如触发线、可伸缩探头、压力敏器等)，非机械作用的(如光电装置、电容装置、超声装置等)。

系统的安全与可靠性

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第三讲计算机系统的可靠性与容错性
系统可靠性的获得可靠性 ┌──────┴──────┐ 容错性 │ 冗余技术─┬硬件冗余 (redundancy)├软件冗余 | | | └信息冗余完美性 ┌───┴───┐ 完美硬件完美软件 │ ├整机完美性 └器件完美性
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├部件完美性可信软件
系统可靠性的获得
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第三讲计算机系统的可靠性与容错性
四、磁盘阵列
RAID的优点 1．成本低，功耗小，传输速率高。在 RAID中，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，远远超过单个磁盘驱动器。 2．提供容错功能，因而具有更高的安全性。 3． RAID与传统的大直径磁盘驱动器相比，价格要低？
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第三讲计算机系统的可靠性与容错性
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第三讲计算机系统的可靠性与容错性
四、磁盘阵列
RAID2 示意图输入数据流输入数据海明校验
磁盘阵列控制器
HCC HCC HCC HDD1
HCC HCC HCC HDD2 HDD3
HCC HCC HCC HDD4 来自DD5 HDD6 HDD729
第三讲计算机系统的可靠性与容错性
四、磁盘阵列
第三讲计算机系统的可靠性与容错性
四、磁盘阵列
RAID0 示意图输入数据流输入数据
磁盘阵列控制器并行传输
HDD1
HDD2
HDD3
HDD4
HDD5
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第三讲计算机系统的可靠性与容错性
四、磁盘阵列
镜象磁盘阵列(RAID1) 每一组盘至少两台，数据同时以同样的方式写到两个盘上，两个盘互为镜象。磁盘镜象可以是分区镜象、全盘镜象。容错方式以空间换取，实施可以采用镜象或者双工技术。主要用在对数据安全性要求很高，而且要求能够快速恢复被损坏的数据的场合。优点：具有最高可靠性，策略简单，恢复数据时不必停机。缺点：有效容量只有总容量的1/2，利用率50%。由于磁盘冗余，成本较高。

三章系统安全分析课件

查有关文件材料
顶板隐患整改(15分)
1.立项率低于80％，每低5％扣5分；2.整改率低于95％，每低5％扣5分。
查隐患整改记录
顶板事故管理(15分)
1.发生顶板事故，原因分析不全面、不准确扣10分；2.针对事故暴露出的问题，未采取有效措施并及时反馈到基层扣5分。
查事故报告档案
第三章系统安全分析
安全评价的检查表形式
安全检查表（Safety Check List）
第三章系统安全分析
1、安全检查表的功用（特点）：1）按预定的目的、要求和检查要点进行检查，做到突出重点、避免疏忽遗漏和盲目性；2）针对不同的检查对象和要求编制相应的安全检查表。可实现安全检查的规范化、标准化；3）依据此表检查，是监督各项规程制度的实施和纠正违章指挥、违章作业的有效方式，也是进行安全教育的一种手段；4）作为安全检查人员或现场作业人员履行职责的凭据
第三章系统安全分析
如何选择合适的分析方法？
系统的特点：
对于复杂和规模大的系统，需要的工作量和时间较多，应先用较简捷的方法进行筛选，然后根据分析的详细程度，选择相应的分析方法。对于某些工艺过程或系统应选择恰当的系统安全分析方法。如对于分析化工工艺过程可采用HOA研究；对于分析机械、电气系统可采用FMEA方法。对于不同类型的操作过程，若事故的发生是由单一故障引起的，则可以选择HOA方法研究；若事故的发生是由许多危险因素共同引起的，则可以选择ETA、FTA等方法。
安全检查表（Safety Check List）
第三章系统安全分析
3、安全检查表的编制 1）编制的依据： a 有关的规程、规定和标准 b 本单位的经验 c 国内外事故案例，尤其是同行业同类事故案例 d 系统安全分析的结果。

“功能安全产品实现技术”系列讲座第2讲功能安全与安全相关产品

ｍｅｔｈｏｄｓｏｆｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｓｆｅａｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｓｅｔｔｉｎｇｔａｒｇｅｔｖａｌｕｅｓｏｆｓａｆｅｔｙｉｎｔｅｇｉｒｔｙｏｒｆｓｅｖｅｒａｌｔｙｐｅｓｏｆｓａｆｅｔｙｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅａｃｔｕａｔｏｒａｎｄｖａｌｖｅａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ，ａｎｄｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｓｅｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｔｉｅｓ，ｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｉａｌｓｔｒｏｋｅｔｅｓｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦｕｎｃｔｉｏｎａｌｓａｆｅｔｙＨａｚａＭＲｉｓｋＳｆｅａｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎＳａｆｅｔｙｉｎｔｅｇｒｉｔｙｌｅｖｅｌ
丕篷，
（上海工业自动化仪表研究院，上海２００２３３；上海仪器仪表自控检验测试所功能安全中心，上海２００２３３）
摘
要：介绍了引入功能安全的原因和功能安全的目的，以及危险、风险、安全功能、安全完整性和安全相关系统之间的内在关联。

“功能安全产品实现技术”系列讲座——第5讲安全相关产品的硬件实现(二)

为满足硬件安全完整性的要求，给出了架构设计的方法和量化随机失效影响的方法。同时，对实现系统安全完整性要求和检测到故
障时对系统（产品）的行为要求进行了阐述。
关键词：安全相关系统
中图分类号：ＴＰ２０２
子系统
组件
危险失效
安全失效
硬件故障裕度
架构约束
设计要求规范
文献标志码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓａｆｅｔｙ－ｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓｓｈａｌｌｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｈａｒｄｗａｒｅｓｆｅａｔｙｉｎｔｅｇｒｉｔｙ，ｓｙｓｔｅｍｓａｆｅｔｙｉｎｔｅｇｉｔｒｙ，ａｎｄ
第５讲
安全相关产品的硬件实现（二）谢亚莲
“ 功能安全产品实现全相关产品的硬件实现（二）
ＣｈａｐｔｅｒＶＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＨａｒｄｗａｒｅｆｏｒＳａｆｅｔｙ — ｒｅｌａｔｅｄＰｒｏｄｕｃｔｓ：Ｐａｒｔ２
ｆｏｒｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｆｅａｔｙｉｎｔｅｇｒｉｔｙａｎｄｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｔｏｔｈｅｓｙｓｔｅｍ（ｐｒｏｄｕｃｔ）ｗｈｅｎｆａｉｌｕｒｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｔｅｃｔｅｄａｒｅｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．

“三讲一落实”与作业现场安全生产风险防控

转动设备未装设防护罩，检查或加油时防护不当伤人。转动设备被介质冲刷、腐蚀、磨损等，造成转子动平衡失稳，零部件飞出伤人。设备试转时，转动零部件安装固定不牢，人员站位不当，转动零部件飞出伤人。人孔、投料口、绞笼井等处带电清理卡料或杂物，机械设备转动绞伤人。
（6）灼烫伤风险在捞渣机除渣过程中，热焦（渣）外溅烫伤。锅炉除焦、看火过程中，运行调整不当，热风（粉）喷出烫伤。大量高温煤灰、灰渣掉落水中，产生蒸汽和烟尘，人员大量吸入窒息。在保温缺损的高温体附近作业时，误触高温体烫伤。在高温高压容器（管道）附近作业时，高温蒸汽（水）泄漏烫伤。
GB6441-86中的事故类别透水放炮火药爆炸瓦斯爆炸锅炉爆炸容器爆炸其它爆炸中毒和窒息其他伤害
发电企业对应的事故类别 / / / / 火灾爆炸风险防范
中毒和窒息风险防范其他伤害风险防范
2.发电企业作业现场安全风险辨识
序号 1 1.1 作业现场锅炉炉膛内作业现场搭拆脚手架（升降平台）作业高处坠落、物体打击、触电、脚手架坍塌作业点风险辨识
“三讲一落实”与作业现场安全风险防控
大唐国际安全环保部
田新利
想与大家分享的几句话
◆如人饮水，冷暖自知。 ◆山重水复，柳暗花明。
◆百尺竿头，更进一步。
◆谋事在人，成事在天。 ◆担水砍柴，皆是妙道。
一、出台背景 ◆班组的执行力不足50%
80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 部门公司车间值队班组执行力
接触电压触电。当电气设备接地短路时，不仅会发生跨步电压触电，也会发生接触电压触电。雷击触电。接触因雷击产生的感应电荷引起的电伤害。雷雨天，高耸物体（如旗杆、高树、塔尖、烟囱等）是闪电通道，所带感应电荷比地面大，人在下面有可能会被击伤。