Национальный стандарт РФ ГОСТ Р МЭК 61069-1-2017 "Измерение, управление и автоматизация промышленного процесса. Определение свойств системы с целью ее оценки. Часть 1. Терминология и общие концепции" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 ноября 2017 г. N 1649-ст)

Industrial-process measurement, control and automation. Evaluation of system properties for the purpose of system assessment. Part 1. Terminology and basic concepts

ОКС 25.040.40
IDT

Дата введения - 1 сентября 2018 г.
Взамен ГОСТ Р МЭК 61069-1-2012

Предисловие

1 Подготовлен Негосударственным образовательным частным учреждением дополнительного профессионального образования "Новая Инженерная Школа" (НОЧУ "НИШ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен Российской комиссией экспертов МЭК/ТК 65, и Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации" (ВНИИНМАШ)

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 306 "Измерения и управление в промышленных процессах"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 ноября 2017 г. N 1649-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61069-1:2016 "Измерение, управление и автоматизация промышленного процесса. Определение свойств системы с целью ее оценки. Часть 1. Терминология и общие концепции" (IEC 61069-1:2016 "lndustrial-process measurement, control and automation - Evaluation of system properties for the purpose of system assessment - Part 1: Terminology and basic concepts", IDT).

Международный стандарт разработан Техническим комитетом МЭК ТК 65 "Измерения и управление в промышленных процессах".

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 Взамен ГОСТ Р МЭК 61069-1-2012

Введение

В МЭК 61069 рассматривается метод, который следует использовать для оценки системных свойств основной системы управления (ОСУ). МЭК 61069 состоит из следующих частей:

часть 1. Терминология и основные концепции;

часть 2. Методология оценки;

часть 3. Оценка функциональности системы;

часть 4. Оценка производительности системы;

часть 5. Оценка надежности системы;

часть 6. Оценка эксплуатабельности системы;

часть 7. Оценка безопасности системы;

часть 8. Оценка других свойств системы.

Оценка системы - основанное на доказательстве суждение о пригодности системы для определенного целевого назначения или класса целевых назначений.

Для получения полного итогового доказательства потребовалось бы полное (т.е. при всех влияющих факторах) определение пригодности всех свойств системы для конкретного целевого назначения или класса целевых назначений.

Так как на практике это требуется редко, для оценки системы более рациональным будет:

- определить критичность соответствующих свойств системы;

- спланировать определение (оценку) соответствующих свойств системы на основе экономического принципа "цена - целесообразность" для усилий по реализации этих свойств.

При проведении оценки системы следует стремиться к получению максимальной обоснованности пригодности системы с учетом целесообразной стоимости и ограничений по времени.

Оценка может быть выполнена только в том случае, если целевое назначение (миссия) сформулировано (или задано), или если оно может быть представлено гипотетически. В случае отсутствия миссии оценка не может быть выполнена. Тем не менее, возможно определение свойств системы в части сбора и систематизации данных для последующей оценки, проводимой другими лицами. В таком случае настоящий стандарт может применяться как руководство для планирования, а также устанавливает процедуры определения свойств системы, являющееся неотъемлемой частью оценки системы.

При подготовке к оценке может быть установлено, что определение границ системы является слишком узким. Например, для средства с двумя или более версиями совместного пользования системы управления, например сети, необходимо учитывать вопросы сосуществования и функциональной совместимости. В этом случае система, подлежащая оценке, не должна ограничиваться "новыми" ОСУ. Такая система должна включать в себя как "новые", так и "старые" системы. То есть, система должна изменять свои границы, чтобы включать в себя достаточный объем другой системы для решения требуемых от нее задач.

Структура настоящей части и ее взаимосвязь с другими частями МЭК 61069 показаны на рисунке 1.

Рисунок 1 - Общий состав МЭК 61069

Некоторые примеры элементов оценки объединены в приложении А.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает терминологию и определяет общие концепции оценки основной системы управления технологическими процессами (ОСУТП) и основной системы дискретного управления (ОСДУ). Эти два основных типа систем охватывают области дискретных, периодических и непрерывных применений. В МЭК 61069 системы СУОТП и ОСДУ совместно именуются как "основные системы управления" (ОСУ).

Подход к вопросу безопасности в МЭК 61069 ограничивается рисками, которые может нести в себе сама система ОСУ.

Оценка рисков, которые могут исходить от технологического процесса или управляемого оборудования ОСУ, подлежащей оценке, не входит в область применения настоящего стандарта.

Если предполагается, что снижение риска ОСУ составит менее 10 [т.е. уровень полноты безопасности (УПБ) < 1, согласно МЭК 61508-4], оценка проводится в соответствии с МЭК 61069.

ОСУ, имеющая УПБ, или выполняющая любую приборную функцию безопасности (ПФБ), не рассматривается в МЭК 61069, в котором УПБ определяется в соответствии с МЭК 61508-4, а ПФБ - в соответствии с МЭК 61511-1.

Настоящий стандарт предназначен для потребителей и производителей систем, а также для специалистов, ответственных за проведение оценки системы в качестве независимой стороны.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного стандарта (включая все к нему изменения).

IEC 61000-4-2, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and measurement techniques - Electrostatic discharge immunity test [Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-2. Методы испытаний и измерений. Определение устойчивости к электростатическим разрядам]

IEC 61000-6-4:2006, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-4: Generic standards - Emission standard for industrial environments [Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 6-4. Общие стандарты. Стандарт электромагнитной эмиссии для промышленных обстановок]

IEC 61000-6-4:2006/AMD1:2010.

IEC 61508-4:2010, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safetyrelated systems - Part 4: Definitions and abbreviations (see http://www.iec.ch/functionalsafety) [Функциональная безопасность систем электрических, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 4. Определения и сокращения (см.: http://www.iec.ch/functionalsafety)]

IEC 61511-1:2003, Functional safety - Safety instrumented systems for the process industry sector - Part 1: Framework, definitions, system, hardware and software requirements (Функциональная безопасность. Инструментальные системы безопасности для сектора перерабатывающей промышленности. Часть 1. Структура, определения, системы, требования к аппаратным и программным средствам)

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 точность (accuracy): Точность соответствия между результатом измерения/результатом и (условным) истинным значением измеряемой/вычисляемой величины.

3.1.2

оценка (assessment), <системы>: Основанное на доказательстве суждение о соответствии системы определенному целевому назначению (миссии) или классу целевых назначений (миссий). [ИСО 15513:2000, 3.3, с изменениями. Определение "компетентность на соответствие требованиям установленным стандартам деятельности" заменено словами "основанное на доказательстве суждение о соответствии системы определенному целевому назначению (миссии) или классу целевых назначений (миссий)"]

3.1.3 действия по оценке (assessment activity): Ряд действий, направленных на оценку одного или более элементов оценки.

3.1.4

орган оценки (assessment authority): Орган, имеющий юридические права и полномочия для проведения оценки. [ИСО/МЭК Руководство 2: 2004, 4.5, с изменениями. Изменен термин (добавлено слово "оценки"), а также изменено определение (добавлено слово "оценки" в конце определения)]

3.1.5 элемент оценки (assessment item): Совокупность оцениваемых свойств системы, и влияющего фактора, учитываемого при оценке.

3.1.6 программа оценки (assessment program): Документально оформленный план скоординированного комплекса действий по оценке, которые не обязательно должны быть взаимозависимы, и которые продолжаются в течение определенного периода времени и предназначены для проведения оценки.

3.1.7 протокол оценки (assessment protocol): Совокупность формальных правил, описывающих оценку.

3.1.8 спецификация оценки (assessment specification): Документ, который определяет объем и содержание, требования и ограничения оценки.

3.1.9

готовность (availability): Свойство изделия выполнить требуемую функцию в данных условиях в данный момент или на данном интервале времени, в предположении, что требуемые внешние ресурсы обеспечиваются. [МЭК 60050-192:2015, 192-01-23, с изменениями. Определение было расширено]

3.1.10 базовая нагрузка (base load): Загрузка системы, когда указанные в документе о требованиях к системе (ДТС) задачи, не являются активными, но включена диагностика системы и аналогичные функции.

3.1.11 основная система управления; ОСУ (basic control system; BCS): Основная система дискретного управления (ОСДУ) и/или основная система управления технологическими процессами (ОСУТП).

3.1.12

основная система дискретного управления; ОСДУ (basic discrete control system; BDCS): Система, которая реагирует на входные сигналы, поступающие от машины, от ее соответствующего оборудования, от других программируемых систем и/или оператора и вырабатывает выходные сигналы, заставляющие машину и ее соответствующее оборудование действовать желательным образом, и которая не выполняет какие-либо функции безопасности при номинальном уровне УПБ 1, при выполнении миссии и задач. [МЭК 61511-1:2003, 3.2.3, с изменениями. Термин "технологическими процессами" заменено словом "дискретного", а аббревиатура исправлена на "ОСДУ". Определение "технологический процесс, связанное с ним оборудование" и "приборные функции безопасности" заменено на "машины, связанное с ним оборудование" и "функций безопасности", соответственно]

3.1.13

основная система управления процессом; ОСУП (basic process control system; BPCS): Система, которая реагирует на входные сигналы, поступающие от процесса, от его соответствующего оборудования, от других программируемых систем и/или от оператора, и вырабатывает выходные сигналы, заставляющие процесс и его соответствующее оборудование действовать желательным образом. [МЭК 61511-1:2003, 3.2.3]

3.1.14 мощность информационная (capacity): Число заданных преобразований информации, которое система в состоянии выполнить за определенный промежуток времени без изменения свойств системы.

Примечание - Мощностью может, например, являться:

1) количество информационных преобразований, некоторого типа в течение определенного периода времени;

2) количество информационных преобразований, некоторого типа;

3) количество информационных преобразований;

4) количество задач;

5) завершение задач в течение определенного периода времени.

3.1.15 класс (class): Обобщение ряда сходных объектов.

3.1.16 класс целевого назначения (миссия) (class of mission): Обобщение группы миссий, которые имеют общие требования.

3.1.17 полнота (coverage): Степень, с которой система обеспечивает выполнение функций по реализации задач измерения и управления промышленным процессом.

3.1.18 конфигурируемость (configurability): Степень, с которой система обеспечивает возможность выбора, настройки и схемы компоновки ее модулей для реализации заданных задач.

3.1.19 достоверность (credibility): Степень, с которой система обладает свойством распознавания отклонения в состоянии системы, и сигнализировать об этом, а также противостоять ошибочным входным сигналам или неправомочному доступу.

3.1.20

время цикла (cycle time): Промежуток времени между двумя последовательными циклически повторяющимися событиями. [МЭК 61800-7-1:2015, 3.3.5.5]

3.1.21

мертвая зона (dead band): Конечный диапазон значений, в пределах которого отклонения входной переменной не приводят к значимым изменениям выходной переменной. [МЭК 60050-351:2013, 351-45-15]

Примечание - Если такой тип признака является намеренным, его иногда называют нейтральной зоной.

3.1.22 надежность (dependability): Степень, с которой на систему можно полагаться в части полного и правильного выполнения задачи в данных условиях в данный момент времени или на данном интервале времени, в предположении доступности необходимых внешних ресурсов.

3.1.23 эффективность (efficiency): Степень, с которой способы управления, обеспеченные системой, минимизируют время и усилия оператора, требуемые для использования системы с тем, чтобы выполнять задачи в пределах установленных ограничений.

3.1.24 элемент (element): Часть системы, выполняющая одну функцию, которая является неделимой и которую можно отдельно анализировать и проверять, состоящая из технических средств и/или программного обеспечения.

3.1.25

определение свойства системы (evaluation of a system property): Систематическое определение степени, в которой свойство системы отвечает ее заданным критериям. [ИСО/МЭК 12207:2008, 4.12, с изменениями. Добавлено специальное использование термина ("<системы>") и слово "сущность" заменено на "свойство системы"]

3.1.26 исходный режим (fall-back): Функциональный исходный режим: способность возврата к известному функциональному уровню или режиму в случае сбоя или аномальной работы.

3.1.27 гибкость (flexibility): Степень, с которой система может быть адаптирована.

3.1.28 функция (function): Операция, выполняемая модулем, который позволяет системе выполнять задачу.

3.1.29 функциональность (functionality): Степень, с которой система обеспечивает комплекс функций для реализации задач, необходимых в соответствии с миссией системы.

3.1.30

функциональная безопасность (functional safety): Часть общей безопасности, которая зависит от функциональных и физических единиц, работающих правильно, как реакция на их вводы. [МЭК 60050-351:2013, 351-57-06]

Примечание 1 - См. МЭК TR 61508-0 [10] ¹⁾.

------------------------------

¹⁾_{Числа в квадратных скобках обозначают номер в списке библиографии.}

------------------------------

3.1.31

вред (harm): Физическое повреждение и/или ущерб здоровью, собственности или окружающей среде. [ИСО/МЭК Руководство 51:2014, 3.1]

3.1.32

опасность (hazard): Потенциальный источник вреда. [ИСО/МЭК Руководство 51:2014, 3.2]

3.1.33

гистерезис (hysteresis): Явление, выраженное в виде характеристической кривой, которая имеет ветвь, именуемую восходящей, для увеличения значения входной величины и другую ветвь, именуемую нисходящей, для уменьшения значения входной величины. [МЭК 60050-351:2013, 351-45-16]

3.1.34 влияющий фактор (influencing factor): Характерный качественный или измеримый количественный элемент, оказывающий воздействие на свойство системы.

3.1.35 передача информации (information translation): Преобразование или прохождение поступающей в систему или модуль информации на его границе в полученную информацию на выходе из системы или модуля на его границе.

Примечание 1 - Преобразование информации - это вид функции, которая представляет собой специфический аспект функции.

3.1.36 функция передачи информации (information translation function): Функция, которая выполняет передачу информации.

3.1.37 целостность (integrity): Гарантия того, что задачи, решаемые системой, будут выполнены правильно, если не поступит уведомления о том, что система находится в состоянии, которое может привести к обратному (т.е. к невыполнению).

3.1.38 интуитивность (intuitiveness): Степень, с которой способы управления, обеспеченные системой, моментально понимаются операторами.

3.1.39 ремонтопригодность (maintainability): Свойство системы в данных условиях использования, оставаться исправной или восстанавливаться в состояние, в котором она может выполнять требуемую функцию, при выполнении в данных условиях обслуживания и обеспечении установленных процедур и ресурсов.

3.1.40

измерение (measurement): Процесс экспериментального получения одного или более количественных значений, которые обоснованно могут быть отнесены к количеству. [ИСО/МЭК, Руководство 99:2007, 2.1. Изменено примечание 3]

Примечание 1 - Измерение не применяется к номинальным свойствам.

Примечание 2 - Измерение предполагает сравнение величин, в том числе подсчет сущностей.

Примечание 3 - Французское слово "mesure" имеет несколько значений в повседневном французском языке. Именно по этой причине было введено французское слово "mesurage" для описания действия измерения. Тем не менее, французское слово "mesure" возникает множество раз при образовании терминов с соблюдением текущего употребления, избегая двусмысленности толкования. Примерами могут служить: unite de mesure (единица измерения), methode de mesure (метод измерения), instrument de mesure (измерительный прибор). Это не означает, что использование французского слова "mesurage" вместо английского "mesure" в таких терминах является недопустимым в соответствующих случаях.

3.1.41 целевое назначение (миссия) системы (mission of a system): Совокупность задач, решаемых системой и направленных на достижение определенной цели в определенный период времени в определенных условиях.

3.1.42 модель (model): Математическое или физическое представление системы или процесса, на основе взятых с достаточной точностью известных законов, идентификационных или заданных предположений.

3.1.43 модуль (module): Отдельное устройство, состоящее из элементов, способное выполнять различные функции и которое может быть легко соединено или объединено с другими устройствами.

3.1.44

наблюдение (observation): Процесс мониторинга типовой реакции. [МЭК 62528:2007, 3.1.34]

3.1.45 эксплуатабельность (operability): Степень, с которой способы управления, обеспечиваемые системой, являются эффективными, интуитивно понятными, ясными и надежными для выполнения задач операторов.

3.1.46

условие эксплуатации (operating condition): условие, предназначенное для оценки эффективности работы измерительного прибора или измерительной системы или для сравнения результатов измерений с влияющим фактором на месте. [ИСО/МЭК, Руководство 99:2007, 4.11 с изменениями. Изменено определение (из определения удалено слово "исходный") и удалены примечания 1 и 2]

3.1.47 эксплуатационная нагрузка (operating load): Загрузка системы, созданная задачами, как это определено в Документе о требованиях к системе, когда такие задачи работают в соответствии с проектом.

3.1.48 оператор (operator): Человек, который использует систему для достижения ее целевого назначения.

Примечание 1 - В МЭК 61069, слово "оператор" используется в качестве обобщающего термина, который обозначает всех людей, которые могут выполнять любые задачи для достижения системой поставленной цели.

3.1.49 производительность системы (performance): Точность и скорость, с которой система выполняет свои задачи в определенных условиях.

3.1.50

безотказность (reliability): Свойство изделия выполнять требуемую функцию при данных условиях на данном интервале времени. [МЭК 60050-192:2015, 192-01-24]

3.1.51

погрешность повторяемости (repeatability error): Арифметическая разность между наибольшим и наименьшим значениями, полученными при помощи ряда последовательных измерений для выходных значений в течение короткого периода времени при неизменном входном значении и неизменных условиях эксплуатации в процессе последовательных измерений в одном направлении вдоль всего диапазона значений. [МЭК 61987-1:2006, 3.28, с изменениями. Из определения удалено слово "невоспроизводимость"]

Примечание 1 - Погрешность повторяемости, как правило, выражается в процентах интервала измерений и не включает в себя гистерезис и деривацию.

3.1.52

разрешающая способность (resolution): Наименьшее изменение измеряемой величины, вызывающее различимое изменение показания. [МЭК 60050-311:2001, 311-03-10]

3.1.53 время реакции (response time): Временной интервал между началом передачи информации и моментом, когда при определенных условиях происходит соответствующая реакция.

3.1.54 робастность (robustness): Степень, с которой система правильно интерпретирует и реагирует на выполненные действия оператора, используя однозначные методы и процедуры, удаляя двусмысленности и обеспечивая соответствующую обратную связь.

3.1.55

безопасность (safety): Отсутствие неприемлемого риска от рассматриваемых функциональных и физических единиц. [МЭК 60050-351:2013, 351-57-05]

Примечание 1 - Определение термина "безопасность" в комбинации с другими словами может быть постепенно (как в терминах "безопасность продукции" и "безопасность оборудования") или полностью (как в терминах "безопасность рабочих", "ремень безопасности" или "функциональная безопасность") изменено. Для получения информации об использовании слова "безопасность" см. Руководство 51:2014 ИСО/МЭК, раздел 4. [Руководство N 2 ИСО/МЭК, Стандартизация и смежные виды деятельности. Общий словарь]

Примечание 2 - В стандартизации безопасность продукции, процессов и услуг, как правило, рассматривается с целью достижения оптимального баланса ряда факторов, в том числе нетехнических факторов, таких как поведение человека, которые позволят устранить предотвратимые риски причинения вреда человеку и товарам в допустимой степени. [Руководство ИСО/МЭК 2]

Примечание 3 - В отличие от английского языка, во многих других языках есть только одно слово, обозначающее безопасность (safety) и защищенность (security).

3.1.56

уровень полноты безопасности; УПБ (safety integrity level; SIL): Дискретный уровень (принимающий одно из четырех возможных значений), соответствующий диапазону уровней полноты безопасности, где уровень полноты безопасности, равный 4, имеет наибольшую полноту безопасности, а уровень, равный 1, имеет наименьшую полноту безопасности. [МЭК 61508-4-2010, 3.5.8]

Примечание 1 - Меры Целевых отказов (см. МЭК 61508-4-2010, 3.5.17) для четырех УПБ указаны в таблицах 2 и 3 МЭК 61508-1-2010.

Примечание 2 - УПБ используются при определении требований полноты безопасности для функций безопасности, которые будут распределены по Э/Э/ПЭ систем, связанных с безопасностью.

Примечание 3 - УПБ не является свойством системы, подсистемы, элемента или компонента. Правильная интерпретация фразы "УПБ системы, связанной с безопасностью, равен n" (где n = 1, 2, 3 или 4) означает, что данная система потенциально способна к реализации функций безопасности с уровнем полноты безопасности до значения, равного n.

3.1.57

защищенность (security): Отсутствие неприемлемого риска для физических единиц, рассматриваемых извне. [МЭК 60050-351-07:2013, 351-57-06, с изменениями. Добавлено примечание 2]

Примечание 1 - В отличие от английского языка, во многих других языках есть только одно слово, обозначающее безопасность (safety) и защищенность (security).

Примечание 2 - Защищенность в контексте данного стандарта обозначает общий термин, охватывающий физическую защищенность, информационную безопасность, кибербезопасность и др.

3.1.58 резервная мощность (spare capacity): Остаточная мощность системы для запуска дополнительных задач.

3.1.59

конфигурация системы (system configuration): Организация элементов системы. [МЭК 82045-1:2001, 3.4.5, с изменениями. В термин добавлено слово "система"]

3.1.60

свойство системы (system property): Определенный параметр, подходящий для описания и дифференциации ОСУ. [Руководство ИСО/МЭК 77-2:2008, 2.18, с изменениями. В термин добавлено слово "система", слово "продукция" заменено на ОСУ, примечания удалены]

3.1.61 документ о требованиях к системе; ДТС (System Requirements Document; SRD): Описание целевого назначения (миссии) и потребностей ОСУ с точки зрения целевого применения.

3.1.62 документ спецификации системы; ДСС (System Specification Document; SSD): Описание выполнения ОСУ на основе потребностей, как это описано в ДТС.

3.1.63 безопасность системы (system safety): Степень, с которой сама система, как физический объект, не будет представлять опасности.

Примечание 1 - Безопасность системы не включает безопасность процесса или управляемого оборудования.

Примечание 2 - Безопасность системы не включает функциональную безопасность.

3.1.64 задача (task): Логически завершенное действие, формирующее часть целевого назначения системы.

3.1.65 испытание (test): Эмпирическая оценка.

3.1.66 ясность (transparency): Степень, с которой способы управления, обеспеченные системой, представляют оператору в наглядном виде прямую связь с его задачами.

3.2 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения, используемые в МЭК 61069-1-МЭК 61069-8:

TCP/IP - протокол управления передачей/протокол Интернета (Transmission Control Protocol/Internet Protocol);

ОСУ - основная система управления (BCS);

ОСДУ - основная система дискретного управления (BDCS);

ОСУП - основная система управления процессом (BPCS);

ЭЛТ - электронно-лучевая трубка (CRT);

ЭОД - электронный обмен данными (EDI);

Э/Э/ПЭ - электрические, электронные или программируемые электронные системы (Е/Е/РЕ);

ГСП - глобальная система позиционирования (GPS);

В/В - ввод и вывод (I/O);

МЭК - международная электротехническая комиссия (IEC);

ИСО - международная организация по стандартизации (ISO);

ПИД - пропорционально-интегрально-дифференциальный [регулятор] (PID);

ОК - обеспечение качества (QA);

УК - управление качеством (QM);

ПИМУ - приемочные испытания на месте установки (SAT);

УПБ - уровень полноты безопасности (SIL);

ДТС - документ о требованиях к системе (SRD);

ДСС - документ спецификации системы (SSD);

АПЭЭПГ - Ассоциация производителей электротехнической и электронной промышленности Германии (ZVEI).

3.3 Пояснение терминов концепции основной системы управления (ОСУ)

Графическое представление взаимосвязи между ДТС и ДСС ОСУ приведено на рисунке 2.

Показана иерархия требований и их реализации.

На рисунке 2 также отображены требования нижнего уровня и способ их реализации в системе.

В ДТС описывается целевое назначение (миссия) и потребности ОСУ с точки зрения целевого применения.

В ДСС описывается реализация на основе требований, описанных в ДТС.

Рисунок 2 - Взаимосвязь терминов ДТС и ДСС

На рисунке 3 отображено множество функций (требований) для нескольких модулей/элементов (реализация) в виде наложения, типичном для фактического применения/выполнения.

Обозначения:

М_n - модуль_n;

Е_n - элемент_n;

F_n - функция_n.

Рисунок 3 - Взаимосвязь между функцией, модулем и элементом

4 Основы оценки

Целью оценки системы является определение количественно и/или качественно возможности системы выполнить определенное целевое назначение.

Оценка системы - основанное на доказательстве суждение о соответствии системы определенному целевому назначению или классу целевых назначений.

Получение полного доказательства требовало бы полного (т.е. при всех влияющих факторах) определения соответствия всех свойств системы определенному целевому назначению или классу целевых назначений.

Так как такой уровень доказательства на практике требуется крайне редко, для оценки системы рационально:

- идентифицировать критичность наиболее существенных свойств системы, соответствующих целевому назначению;

- запланировать определение соответствующих свойств системы с учетом экономического принципа "цена - целесообразность" применительно к различным свойствам.

При проведении оценки системы следует стремиться к получению максимальной обоснованности оценки пригодности системы в пределах целесообразной стоимости и ограничений по времени.

Для соответствия целевому назначению система должна быть способна выполнять задачи, необходимые для поддержания соответствия целевому назначению, такому как регулирование давления или расходов, оптимизация состояния реактора и т.д.

В системе должны быть предусмотрены функции, обеспечивающие выполнение указанных задач. К таким функциям относятся, например, функции измерения расхода, хранения данных и отображения данных. Данные функции реализуются элементами системы. Элементом может быть часть технических средств, измерительный диафрагменный расходомер, аналогово-цифровой преобразователь или часть программного обеспечения, выполняющая текущие расчеты, хранение графических файлов и т.д. ОСУ выполняет требуемые задачи, применяя соответствующие функции, модули и элементы в различных конфигурациях. Такая характеристика системы затрудняет синтез ее возможностей выполнять определенную задачу путем оценки характеристик только лишь конкретных функций, компонентов и элементов.

При проведении оценки системы, в конкретных случаях должны применяться другие соответствующие стандарты и руководства.

Для упрощения оценки системы свойства системы следует распределить по группам, описанным в настоящем стандарте. Это особенно полезно в тех случаях, когда не все свойства должны быть, или могут быть, определены. Границы системы, подлежащей оценке, должны быть четко определены, а также проверены условия на этих границах. Эти условия могут влиять на поведение системы.

Полнота оценки системы в значительной степени зависит от назначения системы, ее границ, влияющих факторов и цели оценки.

Итоговая оценка системы может быть представлена в виде матрицы, в которой по одной оси приведен перечень свойств системы, а по другой - влияющие факторы, при которых следует рассматривать указанные свойства. Ячейки данной матрицы могут использоваться для того, чтобы обратить внимание, при каких влияющих факторах должно рассматриваться каждое конкретное свойство системы.

Примечание - Имеются другие признанные методы оценки, применяемые в настоящее время для систем, включая ОСУ, за исключением протокола, приведенного в МЭК 61069. С перечнем методологий можно ознакомиться в МЭК 60300-3-1.

5 Методологические положения по оценке

5.1 Основная система управления (ОСУ)

5.1.1 Общие положения

Система выполняет свое целевое назначение посредством взаимодействия ее модулей, каждый из которых обладает собственными свойствами. Данные модули расположены централизовано в одном месте или децентрализовано в нескольких местах.

Возможность системы выполнить целевое назначение не может быть оценена только путем синтеза данных, полученных в результате определения свойств отдельных модулей и элементов системы. Оценки и определения свойств отдельных модулей могут только обеспечивать полезные и, возможно, необходимые подходы к оценке системы.

Многие из свойств системы вытекают из взаимодействия модулей.

При структурировании системы функциональная модель является полезным инструментом для идентификации и классификации различных функций и подфункций системы, определение свойств которой необходимо провести для ее оценки.

В обобщенной модели системы могут быть идентифицированы следующие функции (см. рисунок 4):

- функции интерфейса с процессом/оборудованием;

- функции обработки данных;

- функции коммуникации (передачи данных);

- функции человеко-машинного интерфейса;

- функции интерфейса с внешним оборудованием.

Рисунок 4 - Модель основной системы управления

Каждая отдельная функция может быть распределена между отчетливо различаемыми физическими модулями.

Может быть предусмотрена динамическая передислокация физических модулей для выполнения другой функции в другой момент времени.

Например, функция управления может быть сосредоточена в одном месте или разделена между следующими частями:

- физическим модулем с собственной системой сбора данных и возможностью обработки в режиме реального времени;

- модулем управления процессом с модулями интерфейса с процессом, обработки данных и формирования выходных данных, передаваемых по каналам связи; или

- внешним компьютером для задач управления процессом, применяя при этом промышленные средства измерения и автоматики для получения входных данных, формирования выходных данных и выполнения задач человеко-машинного интерфейса.

Такая модель упрощает четкое описание границ системы, которая должна быть оценена, и служит для идентификации элементов системы, которые находятся в пределах или вне пределов оценки, а также показывает отношения между элементами и помогает сформулировать методы оценки эффективности функций в пределах системы.

5.1.2 Функции интерфейса с процессом/оборудованием

Функции интерфейса с процессом/оборудованием обеспечивают получение данных от процесса/машины или связанного с ними оборудования и передачу выходных сигналов на процесс/машину или связанное с ними оборудование.

5.1.3 Функции обработки данных

Функции обработки данных могут быть применены для непрерывного контроля, группового контроля, дискретного контроля, отчетности, архивирования и/или анализа тенденций и т.д. Они действуют для обработки и преобразования информации, представленной функциями интерфейса процесса/оборудования.

Функции обработки данных могут быть предназначены для отдельных задач или поддерживать комбинацию задач, необходимых для достижения миссии системы.

5.1.4 Функции коммуникации (передачи данных)

Функции коммуникации обеспечивают связь между модулями и элементами. Функция может быть распределена по всей системе, и реализовываться как специальными программируемыми аппаратными средствами, так и элементами программного обеспечения в каждом модуле.

5.1.5 Функции человеко-машинного интерфейса

Функции человеко-машинного интерфейса обеспечивают операторам процесса, инженерам, технологам, персоналу по обслуживанию и управлению доступ к ОСУ. Реализация функции может осуществляться одним элементом или быть распределена между несколькими элементами.

5.1.6 Функции интерфейса с внешним оборудованием

Функции интерфейса с внешним оборудованием обеспечивают доступ к данным внешнего оборудования и их преобразование из/во внешнее оборудование по определенному специальному протоколу и формату и наоборот.

5.2 Свойства системы

5.2.1 Общие положения

Свойства системы могут быть отнесены к группам, перечисленным в 5.2.2-5.2.7 (рисунок 5).

Каждая группа может быть разделена на подгруппы. Такое дополнительное распределение по подгруппам установлено в других частях МЭК 61069.

Оценка должна включать в себя оценку требований, установленных национальными и международными стандартами, а также правилами, в соответствующих случаях.

Метод оценки свойства системы и критерии его оценки во многом зависят от предполагаемой миссии системы, подлежащей оценке.

Рисунок 5 - Свойства системы

5.2.2 Функциональность СМ

Функциональность - это свойство системы, определяющее степень, с которой система обеспечивает и способствует выполнению комплекса функций по реализации задач измерения и управления промышленным процессом.

5.2.3 Производительность

Производительность - это свойство системы, которое указывает на точность и скорость, с которой система выполняет свои задачи при определенных эксплуатационных условиях.

5.2.4 Надежность

Надежность - это свойство системы, определяющее степень, с которой на систему можно полагаться для выполнения предусмотренных функций.

5.2.5 Эксплуатабельность

Эксплуатабельность - это свойство системы, определяющее степень, с которой способы управления, обеспечиваемые системой, являются эффективными, интуитивно понятными, ясными и надежными для выполнения задач операторов.

5.2.6 Безопасность системы

Безопасность системы - это свойство системы, определяющее степень, в которой система не содержит опасности.

5.2.7 Другие свойства системы

Другие свойств, не рассмотренные в МЭК 61069-3 - МЭК 61069-7, описаны в МЭК 61069-8.

Примеры других свойств системы включают в себя:

- гарантии качества и т.д.;

- поддержка системы, обеспечиваемая поставщиком и потребителем, в части документации, обучения, запасных частей и т.д.;

- совместимость технических средств и программного обеспечения, средств коммуникации и т.д.;

- физические свойства, такие как, рассеивание тепла, вес и т.д.

Каждое из представленных выше свойств может быть разделено на ряд соответствующих характеристик.

5.3 Влияющие факторы

До начала проведения оценки свойств системы, необходимо определить ряд рабочих условий, влияние которых система должна выдерживать в течение периода выполнения ее целевого назначения (миссии).

Такие влияющие факторы сгруппированы по следующим источникам: (см. рисунок 6):

- задачи/миссии, выполняемые системой;

- персонал, взаимодействующий с системой;

- процесс/оборудование, связанные с системой;

- средства поддержки функционирования системы;

- обстановка, в которой функционирует система;

- внешние системы, подсоединенные к системе.

Рисунок 6 - Источники влияющих факторов

Для каждого указанного выше источника существует ряд влияющих факторов, примеры которых показаны в таблице 1.

Таблица 1 - Влияющие факторы

Источник	Влияющие факторы
Миссии/задачи	- тип (например, непрерывные, прерывные, дискретные); - возможности (например, однофункциональные, многофункциональные); - режим работы (например, пуск, останов, нормальная эксплуатация, аварийный режим); - супервизорное управление (например, непрерывное, полунепрерывное, автоматическое)
Персонал	- команды (авторизованные, неавторизованные, ошибочные); - задача (определение); - тренинг; - наличие (постоянное); - угрозы внутренней безопасности; - техническое содействие; - техническое обслуживание; - знания и навыки
Процесс	- вход/выход; - шум; - материалы в процессе
Поддержка	- напряжение; - частота; - перерывы; - переходные процессы; - изоляция; - искажение; - шум
Обстановка	- климатические условия (например, температура, влажность, атмосферное давление, погода, обледенение); - время (например, дрейф, старение); - время работы (например, ожидаемый срок службы, рабочий цикл); - экстремальные климатические условия (например, погружением в воду, соленая вода, коррозионные вещества, пыль); - механические условия [например, физическое пространство, способ крепления, механическое усилие (удары, вибрация, ускорение)]; - электромагнитные помехи (например, электростатический разряд, радиочастотное электромагнитное поле); - механическое усилие (например, удары, вибрация, ускорение); - биологическая опасность (например, засорение паразитами, грибки)
Внешние системы	- команды (авторизованные, неавторизованные, ошибочные); - помехи (электрический шум); - угроза внешней безопасности

Кроме вышеупомянутого влияния внешних факторов на поведение системы могут также воздействовать:

- отказы или ошибки, существующие или возникающие непосредственно в пределах системы;

- ограничения системы и характеристики, например, лицензирование, монтаж, руководства по эксплуатации и т.д.

Эти формы поведения рассматриваются в рамках свойств надежности системы и других свойств системы.

Оценить влияние всех факторов экономически эффективно удается редко.

Поэтому необходимо определить полноту необходимой оценки. Такое определение должно учитывать ожидаемую чувствительность системы к различным влияющим факторам, критичность применения миссии системы и ресурсов, приемлемых для оценки. Примеры влияющих факторов приведены в приложении А.

Библиография

[1]	IEC 61069 (all parts), Industrial-process measurement, control and automation - Evaluation of system properties for the purpose of system assessment
[2]	IEC TS 62603-1, Industrial process control systems - Guideline for evaluating process control systems - Part 1: Specifications
[3]	ISO 15513:2000, Cranes - Competency requirements for crane drivers (operators), slingers, signallers and assessors
[4]	ISO/IEC Guide 2:2004, Standardization and related activities - General vocabulary
[5]	IEC 60050 (all parts), International Electrotechnical Vocabulary (available at http://www.electropedia.org)
[6]	IEC 60050-192:2015, International Electrotechnical Vocabulary - Part 192: Dependability
[7]	IEC 61800-7-1:2015, Adjustable speed electrical power drive systems - Part 7-1: Generic interface and use of profiles for power drive systems - Interface definition
[8]	IEC 60050-351:2013, International Electrotechnical Vocabulary - Part 351: Control technology
[9]	ISO/IEC 12207:2008, Systems and software engineering - Software life cycle processes
[10]	IEC TR 61508-0, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems - Part 0: Functional safety and IEC 61508
[11]	ISO/IEC Guide 51:2014, Safety aspects - Guidelines for their inclusion in standards
[12]	ISO/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology - Basic and general concepts and associated terms (VIM)
[13]	IEC 62528:2007, Standard Testability Method for Embedded Core-based Integrated Circuits
[14]	IEC 61987-1:2006, Industrial-process measurement and control - Data structures and elements in process equipment catalogues - Part 1: Measuring equipment with analogue and digital output
[15]	IEC 60050-311:2001, International Electrotechnical Vocabulary - Electrical and electronic measurements and measuring instruments - Part 311: General terms relating to measurements
[16]	IEC 61508-1:2010, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems - Part 1: General requirements
[17]	IEC 82045-1:2001, Document management - Part 1: Principles and methods
[18]	ISO/IEC Guide 77-2:2008, Guide for specification of product properties and classes - Part 2: Technical principles and guidance
[19]	IEC 60300-3-1, Dependability management - Part 3-1: Application guide - Analysis techniques for dependability - Guide on methodology
[20]	IEC TS 62603-1, Industrial process control systems - Guideline for evaluating process control systems - Part 1: Specifications
[21]	IEC 60654 (all parts), Industrial-process measurement, control and automation equipment - Operating conditions
[22]	IEC 60654-4, Operating conditions for industrial-process measurement and control equipment. Part 4: Corrosive and erosive influences
[23]	IEC TS 61149, Guide for safe handling and operation of mobile radio equipment
[24]	IEC 60038, IEC standard voltages
[25]	IEC 60654-2, Operating conditions for industrial-process measurement and control equipment. Part 2: Power
[26]	IEC 60721-3-1, Classification of environmental conditions - Part 3 Classification of groups of environmental parameters and their severities - Section 1: Storage
[27]	IEC 60721-3-2, Classification of environmental conditions - Part 3: Classification of groups of environmental parameters and their severities - Section 2: Transportation
[28]	IEC 60654-1, Industrial-process measurement and control equipment - Operating conditions - Part 1: Climatic conditions
[29]	IEC 60721-3-3, Classification of environmental conditions - Part 3: Classification of groups of environmental parameters and their severities - Section 3: Stationary use at weatherprotected locations
[30]	IEC 60721-3-4, Classification of environmental conditions - Part 3: Classification of groups of environmental parameters and their severities - Section 4: Stationary use at non-weatherprotected locations
[31]	IEC 61326-1:2012, Electrical equipment for measurement, control and laboratory use - EMC requirements - Part 1: General requirements
[32]	IEC 61000-4-3, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-3: Testing and measurement techniques - Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test
[33]	IEC 61000-4-4, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-4: Testing and measurement techniques - Electrical fast transient/burst immunity test
[34]	IEC 61000-4-5, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test
[35]	IEC 61000-4-6, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-6: Testing and measurement techniques - Immunity to conducted disturbances, induced by radiofrequency fields
[36]	EC 61000-4-8, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-8: Testing and measurement techniques - Power frequency magnetic field immunity test
[37]	IEC 61000-4-9, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement techniques - Section 9: Pulse magnetic field immunity test. Basic EMC Publication
[38]	IEC 61000-4-10, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement techniques - Section 10: Damped oscillatory magnetic field immunity test. Basic EMC Publication
[39]	IEC 61000-4-11, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-11: Testing and measurement techniques - Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity tests
[40]	IEC 61000-2-4, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2-4: Environment - Compatibility levels in industrial plants for low-frequency conducted disturbances
[41]	IEC 60654-3, Operating conditions for industrial-process measurement and control equipment - Part 3: Mechanical influences
[42]	ISO 9001:2015, Quality management systems - Requirements
[43]	IEC 60664-1, Insulation coordination for equipment within low-voltage systems - Part 1: Principles, requirements and tests
[44]	IEC 61010-1, Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and laboratory use - Part 1: General requirements
[45]	IEC 62381, Automation systems in the process industry - Factory acceptance test (FAT), site acceptance test (SAT), and site integration test (SIT)
[46]	IEC 62443 (all parts), Industrial communication networks - Network and system security
[47]	ISO/IEC 11581-1:2000, Information technology - User system interfaces and symbols - Icon symbols and functions - Part 1: Icons - General
[48]	ISO 18435-1:2009, Industrial automation systems and integration - Diagnostics, capability assessment and maintenance applications integration - Part 1: Overview and general requirements