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BS EN 61784-3:2016 Industrial communication networks. Profiles - Functional safety fieldbuses. General rules and profile definitions >
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BS EN 61784-3:2016 Industrial communication networks. Profiles - Functional safety fieldbuses. General rules and profile definitions, 2016
- EN61784-3{2016}e.pdf [Go to Page]
- European foreword
- Endorsement notice
- Annex ZA (normative) Normative references to international publications with their corresponding European publications
- 30294109-VOR.pdf [Go to Page]
- English [Go to Page]
- CONTENTS
- FOREWORD
- 0 Introduction [Go to Page]
- 0.1 General
- 0.2 Transition from Edition 2 to extended assessment methods in Edition 3
- 0.3 Patent declaration
- 1 Scope
- 2 Normative references
- 3 Terms, definitions, symbols, abbreviated terms and conventions [Go to Page]
- 3.1 Terms and definitions
- 3.2 Symbols and abbreviated terms
- 4 Conformance
- 5 Basics of safety-related fieldbus systems [Go to Page]
- 5.1 Safety function decomposition
- 5.2 Communication system [Go to Page]
- 5.2.1 General
- 5.2.2 IEC 61158 fieldbuses
- 5.2.3 Communication channel types
- 5.2.4 Safety function response time
- 5.3 Communication errors [Go to Page]
- 5.3.1 General
- 5.3.2 Corruption
- 5.3.3 Unintended repetition
- 5.3.4 Incorrect sequence
- 5.3.5 Loss
- 5.3.6 Unacceptable delay
- 5.3.7 Insertion
- 5.3.8 Masquerade
- 5.3.9 Addressing
- 5.4 Deterministic remedial measures [Go to Page]
- 5.4.1 General
- 5.4.2 Sequence number
- 5.4.3 Time stamp
- 5.4.4 Time expectation
- 5.4.5 Connection authentication
- 5.4.6 Feedback message
- 5.4.7 Data integrity assurance
- 5.4.8 Redundancy with cross checking
- 5.4.9 Different data integrity assurance systems
- 5.5 Typical relationships between errors and safety measures
- 5.6 Communication phases
- 5.7 FSCP implementation aspects
- 5.8 Data integrity considerations [Go to Page]
- 5.8.1 Calculation of the residual error rate
- 5.8.2 Total residual error rate and SIL
- 5.9 Relationship between functional safety and security
- 5.10 Boundary conditions and constraints [Go to Page]
- 5.10.1 Electrical safety
- 5.10.2 Electromagnetic compatibility (EMC)
- 5.11 Installation guidelines
- 5.12 Safety manual
- 5.13 Safety policy
- 6 Communication Profile Family 1 (Foundation™ Fieldbus) – Profiles for functional safety
- 7 Communication Profile Family 2 (CIP™) and Family 16 (SERCOS®) – Profiles for functional safety
- 8 Communication Profile Family 3 (PROFIBUS™, PROFINET™) – Profiles for functional safety
- 9 Communication Profile Family 6 (INTERBUS®) – Profiles for functional safety
- 10 Communication Profile Family 8 (CC-Link™) – Profiles for functional safety [Go to Page]
- 10.1 Functional Safety Communication Profile 8/1
- 10.2 Functional Safety Communication Profile 8/2
- 11 Communication Profile Family 12 (EtherCAT™) – Profiles for functional safety
- 12 Communication Profile Family 13 (Ethernet POWERLINK™) – Profiles for functional safety
- 13 Communication Profile Family 14 (EPA®) – Profiles for functional safety
- 14 Communication Profile Family 17 (RAPIEnet™) – Profiles for functional safety
- 15 Communication Profile Family 18 (SafetyNET p™ Fieldbus) – Profiles for functional safety
- Annex A (informative) Example functional safety communication models [Go to Page]
- A.1 General
- A.2 Model A (single message, channel and FAL, redundant SCLs)
- A.3 Model B (full redundancy)
- A.4 Model C (redundant messages, FALs and SCLs, single channel)
- A.5 Model D (redundant messages and SCLs, single channel and FAL)
- Annex B (normative) Safety communication channel model using CRC-based error checking [Go to Page]
- B.1 Overview
- B.2 Channel model for calculations
- B.3 Bit error probability Pe
- B.4 Cyclic redundancy checking [Go to Page]
- B.4.1 General
- B.4.2 Considerations concerning CRC polynomials
- Annex C (informative) Structure of technology-specific parts
- Annex D (informative) Assessment guideline [Go to Page]
- D.1 Overview
- D.2 Channel types [Go to Page]
- D.2.1 General
- D.2.2 Black channel
- D.2.3 White channel
- D.3 Data integrity considerations for white channel approaches [Go to Page]
- D.3.1 General
- D.3.2 Models B and C
- D.3.3 Models A and D
- D.4 Verification of safety measures [Go to Page]
- D.4.1 General
- D.4.2 Implementation
- D.4.3 "De-energize to trip" principle
- D.4.4 Safe state
- D.4.5 Transmission errors
- D.4.6 Safety reaction and response times
- D.4.7 Combination of measures
- D.4.8 Absence of interference
- D.4.9 Additional fault causes (white channel)
- D.4.10 Reference test beds and operational conditions
- D.4.11 Conformance tester
- Annex E (informative) Examples of implicit vs. explicit FSCP safety measures [Go to Page]
- E.1 General
- E.2 Example fieldbus message with safety PDUs
- E.3 Model with completely explicit safety measures
- E.4 Model with explicit A-code and implicit T-code safety measures
- E.5 Model with explicit T-code and implicit A-code safety measures
- E.6 Model with split explicit and implicit safety measures
- E.7 Model with completely implicit safety measures
- E.8 Addition to Annex B – impact of implicit codes on properness
- Annex F (informative) Extended models for estimation of the total residual error rate [Go to Page]
- F.1 Applicability
- F.2 General models for black channel communications
- F.3 Identification of generic safety properties
- F.4 Assumptions for residual error rate calculations
- F.5 Residual error rates [Go to Page]
- F.5.1 Explicit and implicit mechanisms
- F.5.2 Residual error rate calculations
- F.6 Data integrity [Go to Page]
- F.6.1 Probabilistic considerations
- F.6.2 Deterministic considerations
- F.7 Authenticity [Go to Page]
- F.7.1 General
- F.7.2 Residual error rate for authenticity (RRA)
- F.8 Timeliness [Go to Page]
- F.8.1 General
- F.8.2 Residual error rate for timeliness (RRT)
- F.9 Masquerade [Go to Page]
- F.9.1 General
- F.9.2 Other terms used to calculate residual error rate for masquerade rejection (RRM)
- F.10 Calculation of the total residual error rates [Go to Page]
- F.10.1 Based on the summation of the residual error rates
- F.10.2 Based on other quantitative proofs
- F.11 Total residual error rate and SIL
- F.12 Configuration and parameterization for an FSCP [Go to Page]
- F.12.1 General
- F.12.2 Configuration and parameterization change rate
- F.12.3 Residual error rate for configuration and parameterization
- Bibliography
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Relationships of IEC 61784-3 with other standards (machinery)
- Figure 2 – Relationships of IEC 61784-3 with other standards (process)
- Figure 3 – Transition from Edition 2 to Edition 3 assessment methods
- Figure 4 – Safety communication as a part of a safety function
- Figure 5 – Example model of a functional safety communication system
- Figure 6 – Example of safety function response time components
- Figure 7 – Conceptual FSCP protocol model
- Figure 8 – FSCP implementation aspects
- Figure 9 – Example application 1 (m=4)
- Figure 10 – Example application 2 (m = 2)
- Figure 11 – Zones and conduits concept for security according to IEC 62443
- Figure A.1 – Model A
- Figure A.2 – Model B
- Figure A.3 – Model C
- Figure A.4 – Model D
- Figure B.1 – Communication channel with perturbation
- Figure B.2 – Binary symmetric channel (BSC)
- Figure B.3 – Example of a block with a message part and a CRC signature
- Figure B.4 – Block codes for error detection
- Figure B.5 – Proper and improper CRC polynomials
- Figure D.1 – Basic Markov model
- Figure E.1 – Example safety PDUs embedded in a fieldbus message
- Figure E.2 – Model with completely explicit safety measures
- Figure E.3 – Model with explicit A-code and implicit T-code safety measures
- Figure E.4 – Model with explicit T-code and implicit A-code safety measures
- Figure E.5 – Model with split explicit and implicit safety measures
- Figure E.6 – Model with completely implicit safety measures
- Figure F.1 – Black channel from an FSCP perspective
- Figure F.2 – Model for authentication considerations
- Figure F.3 – Fieldbus and internal address errors
- Figure F.4 – Example of slowly increasing message latency
- Figure F.5 – Example of an active network element failure
- Figure F.6 – Example application 1 (m = 4)
- Figure F.7 – Example application 2 (m = 2)
- Figure F.8 – Example of configuration and parameterization procedures for FSCP
- Tables [Go to Page]
- Table 1 – Overview of the effectiveness ofthe various measures on the possible errors
- Table 2 – Definition of items used for calculation of the residual error rates
- Table 3 – Typical relationship of residual error rate to SIL
- Table 4 – Typical relationship of residual error on demand to SIL
- Table 5 – Overview of profile identifier usable for FSCP 6/7
- Table B.1 – Example dependency dmin and block bit length n
- Table C.1 – Common subclause structure for technology-specific parts
- Table F.1 – Typical relationship of residual error rate to SIL
- Table F.2 – Typical relationship of residual error on demand to SIL
- Français [Go to Page]
- SOMMAIRE
- AVANT-PROPOS
- 0 Introduction [Go to Page]
- 0.1 Généralités
- 0.2 Transition de l'édition 2 aux méthodes d'évaluation étendue de l'édition 3
- 0.3 Déclaration de brevet
- 1 Domaine d'application
- 2 Références normatives
- 3 Termes, définitions, symboles, abréviations et conventions [Go to Page]
- 3.1 Termes et définitions
- 3.2 Symboles et abréviations
- 4 Conformité
- 5 Principes des systèmes de bus de terrain relatifs à la sécurité [Go to Page]
- 5.1 Décomposition d'une fonction de sécurité
- 5.2 Système de communication [Go to Page]
- 5.2.1 Généralités
- 5.2.2 Bus de terrain définis dans l'IEC 61158
- 5.2.3 Types de canaux de communication
- 5.2.4 Temps de réponse de la fonction de sécurité
- 5.3 Erreurs de communication [Go to Page]
- 5.3.1 Généralités
- 5.3.2 Corruption
- 5.3.3 Répétition non prévue
- 5.3.4 Séquence incorrecte
- 5.3.5 Perte
- 5.3.6 Retard inacceptable
- 5.3.7 Insertion
- 5.3.8 Déguisement
- 5.3.9 Adressage
- 5.4 Mesures correctives déterministes [Go to Page]
- 5.4.1 Généralités
- 5.4.2 Numéro de séquence
- 5.4.3 Horodatage
- 5.4.4 Délai
- 5.4.5 Authentification de connexion
- 5.4.6 Message en retour
- 5.4.7 Assurance d'intégrité des données
- 5.4.8 Redondance avec contre-vérification
- 5.4.9 Différents systèmes d'assurance d'intégrité des données
- 5.5 Relations typiques entre les erreurs et les mesures de sécurité
- 5.6 Phases de communication
- 5.7 Aspects relatifs à la mise en œuvre du FSCP
- 5.8 Considérations relatives à l'intégrité des données [Go to Page]
- 5.8.1 Calcul du taux d'erreurs résiduelles
- 5.8.2 Taux total d'erreurs résiduelles et SIL
- 5.9 Relation entre sécurité fonctionnelle et sûreté
- 5.10 Conditions aux limites et contraintes [Go to Page]
- 5.10.1 Sécurité électrique
- 5.10.2 Compatibilité électromagnétique (CEM)
- 5.11 Guide d'installation
- 5.12 Manuel de sécurité
- 5.13 Politique de sécurité
- 6 Famille de profils de communication 1 (Fieldbus FOUNDATION™) – Profils de sécurité fonctionnelle
- 7 Famille de profils de communication 2 (CIP™) et Famille 16 (SERCOS®) – Profils de sécurité fonctionnelle
- 8 Famille de profils de communication 3 (PROFIBUS™, PROFINET™) – Profils de sécurité fonctionnelle
- 9 Famille de profils de communication 6 (INTERBUS®) – Profils de sécurité fonctionnelle
- 10 Famille de profils de communication 8 (CC-Link™) – Profils de sécurité fonctionnelle [Go to Page]
- 10.1 Profil de communication de sécurité fonctionnelle 8/1
- 10.2 Profil de communication de sécurité fonctionnelle 8/2
- 11 Famille de profils de communication 12 (EtherCAT™) – Profils de sécurité fonctionnelle
- 12 Famille de profils de communication 13 (Ethernet POWERLINK™) – Profils de sécurité fonctionnelle
- 13 Famille de profils de communication 14 (EPA®) – Profils de sécurité fonctionnelle
- 14 Famille de profils de communication 17 (RAPIEnet™) – Profils de sécurité fonctionnelle
- 15 Famille de profils de communication 18 (Fieldbus SafetyNET p™) – Profils de sécurité fonctionnelle
- Annexe A (informative) Exemple de modèles de communication de sécurité fonctionnelle [Go to Page]
- A.1 Généralités
- A.2 Modèle A (message unique, canal et FAL, SCL redondantes)
- A.3 Modèle B (redondance complète)
- A.4 Modèle C (messages redondants, FAL et SCL, canal unique)
- A.5 Modèle D (messages redondants et SCL, canal unique et FAL)
- Annexe B (normative) Modèle de canal de communication de sécurité qui utilise le contrôle d'erreurs CRC [Go to Page]
- B.1 Vue d'ensemble
- B.2 Modèle de canal pour calculs
- B.3 Probabilité d'erreurs sur les éléments binaires Pe
- B.4 Contrôle de redondance cyclique [Go to Page]
- B.4.1 Généralités
- B.4.2 Considérations relatives aux polynômes CRC
- Annexe C (informative) Structure des parties spécifiques à la technologie
- Annexe D (informative) Lignes directrices pour l'évaluation [Go to Page]
- D.1 Vue d'ensemble
- D.2 Types de canaux [Go to Page]
- D.2.1 Généralités
- D.2.2 Canal noir
- D.2.3 Canal blanc
- D.3 Considérations relatives à l'intégrité des données pour les méthodes du canal blanc [Go to Page]
- D.3.1 Généralités
- D.3.2 Modèles B et C
- D.3.3 Modèles A et D
- D.4 Vérification des mesures de sécurité [Go to Page]
- D.4.1 Généralités
- D.4.2 Mise en œuvre
- D.4.3 Principe de "mise hors tension pour déclenchement"
- D.4.4 Etat de sécurité
- D.4.5 Erreurs de transmission
- D.4.6 Réaction de sécurité et temps de réponse
- D.4.7 Combinaison des mesures
- D.4.8 Absence de perturbations
- D.4.9 Causes d'anomalies supplémentaires (canal blanc)
- D.4.10 Bancs d'essai de référence et conditions de fonctionnement
- D.4.11 Appareil de vérification de conformité
- Annexe E (informative) Exemples de mesures de sécurité de FSCP implicites et explicites [Go to Page]
- E.1 Généralités
- E.2 Exemple de message de bus de terrain avec PDU de sécurité
- E.3 Modèle avec mesures de sécurité totalement explicites
- E.4 Modèle avec mesures de sécurité explicites de code A et implicites de code T
- E.5 Modèle avec mesures de sécurité explicites de code T et implicites de code A
- E.6 Modèle avec mesures de sécurité explicites et implicites divisées
- E.7 Modèle avec mesures de sécurité totalement implicites
- E.8 Ajout à l'Annexe B – Influence des codes implicites sur l'exactitude
- Annexe F (informative) Modèles étendus pour l'estimation du taux total d'erreurs résiduelles [Go to Page]
- F.1 Applicabilité
- F.2 Modèles généraux pour les communications du canal noir
- F.3 Identification des propriétés de sécurité générique
- F.4 Hypothèses pour les calculs de taux d'erreurs résiduelles
- F.5 Taux d'erreurs résiduelles [Go to Page]
- F.5.1 Mécanismes explicites et implicites
- F.5.2 Calculs de taux d'erreurs résiduelles
- F.6 Intégrité des données [Go to Page]
- F.6.1 Considérations probabilistes
- F.6.2 Considérations déterministes
- F.7 Authenticité [Go to Page]
- F.7.1 Généralités
- F.7.2 Taux d'erreurs résiduelles pour l'authenticité (RRA)
- F.8 Opportunité [Go to Page]
- F.8.1 Généralités
- F.8.2 Taux d'erreurs résiduelles pour l'opportunité (RRT)
- F.9 Déguisement [Go to Page]
- F.9.1 Généralités
- F.9.2 Autres termes utilisés pour calculer le taux d'erreurs résiduelles pour le rejet de déguisement (RRM)
- F.10 Calcul du taux total d'erreurs résiduelles [Go to Page]
- F.10.1 Sur la base de la somme des taux d'erreurs résiduelles
- F.10.2 Sur la base d'autres preuves quantitatives
- F.11 Taux total d'erreurs résiduelles et SIL
- F.12 Configuration et paramétrage pour un FSCP [Go to Page]
- F.12.1 Généralités
- F.12.2 Fréquence de modification de la configuration et du paramétrage
- F.12.3 Taux d'erreurs résiduelles pour la configuration et le paramétrage
- Bibliographie
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Relations entre l'IEC 61784-3 et d'autres normes (machines)
- Figure 2 – Relations entre l'IEC 61784-3 et d'autres normes (transformation)
- Figure 3 – Transition de l'édition 2 aux méthodes d'évaluation de l'édition 3
- Figure 4 – Communication de sécurité comme partie intégranted'une fonction de sécurité
- Figure 5 – Exemple de modèle d'un système de communicationde sécurité fonctionnelle
- Figure 6 – Exemple des composantes du temps de réponse de la fonction de sécurité
- Figure 7 – Modèle de protocole FSCP conceptuel
- Figure 8 – Aspects relatifs à la mise en œuvre du FSCP
- Figure 9 – Exemple d'application 1 (m = 4)
- Figure 10 – Exemple d'application 2 (m = 2)
- Figure 11 – Concept de zones et conduits pour la sûreté conformément à l'IEC 62443
- Figure A.1 – Modèle A
- Figure A.2 – Modèle B
- Figure A.3 – Modèle C
- Figure A.4 – Modèle D
- Figure B.1 – Canal de communication avec perturbation
- Figure B.2 – Canal symétrique binaire (BSC)
- Figure B.3 – Exemple de bloc avec une partie message et une signature CRC
- Figure B.4 – Codes de blocs pour la détection d'erreurs
- Figure B.5 – Polynômes CRC appropriés et inappropriés
- Figure D.1 – Modèle de Markov de base
- Figure E.1 – Exemple de PDU de sécurité intégrés à un message de bus de terrain
- Figure E.2 – Modèle avec mesures de sécurité totalement explicites
- Figure E.3 – Modèle avec mesures de sécurité explicitesde code A et mesures de sécurité implicites de code T
- Figure E.4 – Modèle avec mesures de sécurité explicitesde code T et mesures de sécurité implicites de code A
- Figure E.5 – Modèle avec mesures de sécurité explicites et implicites divisées
- Figure E.6 – Modèle avec mesures de sécurité totalement implicites
- Figure F.1 – Canal noir du point de vue d'un FSCP
- Figure F.2 – Modèle pour la prise en compte de l’authentification
- Figure F.3 – Bus de terrain et erreurs d'adresse internes
- Figure F.4 – Exemple de latence de message en croissance progressive
- Figure F.5 – Exemple de défaillance d'un élément de réseau actif
- Figure F.6 – Exemple d'application 1 (m = 4)
- Figure F.7 – Exemple d'application 2 (m = 2)
- Figure F.8 – Exemple de procédures de configuration et de paramétrage pour FSCP
- Tableaux [Go to Page]
- Tableau 1 – Présentation générale de l'efficacitédes différentes mesures sur les erreurs possibles
- Tableau 2 – Définition des éléments utiliséspour le calcul des taux d'erreurs résiduelles
- Tableau 3 – Relation typique entre le taux d'erreurs résiduelles et le SIL
- Tableau 4 – Relation typique entre l'erreur résiduelle et le SIL
- Tableau 5 – Présentation générale de l'identifiantde profil applicable au protocole FSCP 6/7
- Tableau B.1 – Exemple de dépendance dmin et de longueur binaire de bloc n
- Tableau C.1 – Structure commune des paragraphespour les parties spécifiques à la technologie
- Tableau F.1 – Relation typique entre le taux d'erreurs résiduelles et le SIL
- Tableau F.2 – Relation typique entre l'erreur résiduelle et le SIL [Go to Page]
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