工业控制编程与安全实现：IEC61508标准与SafePLC规范解析

"这篇论文探讨了工业控制编程中的安全性实现，重点关注如何确保在高危行业中，仪表控制系统能够安全、可靠地工作，防止事故的发生。作者章宇提到了PLCopen组织的TC5技术委员会制定的Safety规范，这个规范是基于IEC61508标准，旨在规定软件的安全要求。该规范引入了安全数据类型，简化编程环境，并规定了开发安全相关功能块的准则。文章还讨论了符合IEC61131-3的安全应用程序结构模型，以确保工业控制编程遵循安全标准。安全的编程环境和通用的安全功能块是实现安全控制系统的基石。关键词包括工业控制编程、安全功能和安全完整性。" 详细说明： 1. **工业控制编程安全**：在高风险的工业环境中，如化工、能源等，工业控制编程的安全性至关重要。这涉及到对潜在危险的有效监控和预防，以保护人员安全和设备不受损害。 2. **IEC61508标准**：这是国际电工委员会制定的一项功能安全标准，规定了电气、电子和可编程电子系统在安全相关应用中的功能安全要求。它是许多特定行业安全标准的基础。 3. **PLCopen的Safety规范**：PLCopen是一个全球性的协会，其TC5技术委员会专门研究根据IEC61508制定的软件安全规范。这个规范提供了结合功能和安全的软件结构模型，强调安全数据类型，简化编程环境，并定义了创建安全相关功能块的方法。 4. **安全数据类型**：这些特殊的数据类型用于区分处理安全关键信号和非安全信号，确保在安全相关操作中的正确性和可靠性。 5. **安全完整性**：安全完整性是指系统在执行安全功能时保持其所需安全性能的能力。它是评估控制系统安全水平的重要指标。 6. **安全相关控制系统**：这类系统设计用于在出现故障或其他异常情况时，能够及时、准确地采取行动，防止事故的发生。 7. **安全应用程序结构模型**：按照IEC61131-3，这种模型指导开发人员如何构建程序，确保它们能够满足安全标准，降低系统失效的风险。 8. **安全编程环境**：提供了一个支持安全编程的平台，包括工具和环境，以减少编程错误并确保代码的稳健性。 9. **通用安全功能块**：这些预定义的功能模块可以被重复使用，帮助开发者快速构建安全控制系统，同时保证了标准的一致性。 10. **行业应用标准**：除了IEC61508，还有针对特定行业的安全标准，如石油天然气、汽车制造等领域，这些标准进一步细化了安全控制的要求。 通过理解这些知识点，工程师可以设计和实施更安全、更可靠的工业控制系统，以应对不断增长的工业安全需求。