本文以某开关量输入安全栅取得TUV功能安全认证为例，介绍基于IEC 61508标准的功能安全认证的过程，并对认证过程中各步骤顺序、各阶段主要工作、德国认证审核工程师最新要求变化等核心步骤进行了详细的介绍。为用于过程测试和控制装置等产品取得功能安全认证提供参考。
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大约2010年左右，很多中石油、中石化单位选用设备时，在标书中明确要求需要提供功能安全认证证书。若没有功能安全认证，仪表厂商错失了很多参与机会，大家逐渐认识到了功能安全认证的重要性，开始积极准备功能安全认证。相信有人也是一样，刚接触认证时很茫然，不知从哪做起。本文结合开关量输入安全栅功能安全认证实际经历，介绍认证要求、认证流程和注意事项。

功能安全认证对于现代工业的安全作用这里就不班门弄斧了，网上有许多专业文章阐述功能安全的作用。本文主要开关量输入安全栅为例，基于IEC 61508标准进行功能安全认证的过程介绍。

1、防爆认证安全栅作为防爆产品，若想进入国际市场，必须符合强制性国际防爆认证要求，在功能安全认证之前需取得相关防爆认证。很多认证机构都会提供IECEX防爆认证流程的介绍。
①申请单位向IECEX体系授权的认证机构以书面形式提出认证的申请，及相关产品文件资料。机构受理后，申请单位与认证机构签订委托认证合同。
②认证机构对申请认证产品进行防爆型式检验(包括图纸文件防爆审查和样机试验)；审核防爆检验报告。
③认证机构对申请认证的制造单位进行工厂质量条件检查。
④认证机构对型式检验结果和工厂检查结果进行评价，评价合格颁发IECEX认证证书。
⑤认证机构对申请单位实施年度监督。
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实际上，因功能安全认证审核需进行仪表安全完整性的评估，有可能改动电路，影响防爆参数；或防爆认证审核时要求电路调整，产品的安全完整性需重新评估，所以推荐防爆认证和功能安全认证同步进行，以免造成时间、人员、费用等不必要的浪费。根据大量公司取证经验，建议先行提交防爆认证原理图纸和功能安全认证概念阶段的审核，等防爆相关图纸审核通过后，可转向功能安全认证的FMEA分析、FIT测试、EMC/环境测试等工作。待以上完成，原理图和电路图可基本确定，可继续防爆认证后继的文件定稿、样机测试、工厂审核等工作。

2、功能安全认证
功能安全认证流程大致可分为概念阶段审核、主检阶段审核、工厂审核和德国复审及发证；再细分的话主要工作又可分为设计开发文档管理评估，硬件可靠性计算和评估、EMC电磁兼容性测试、环境测试等。本文介绍功能安全认证流程是以开关量输入安全栅为例的，开关量输入安全栅为纯硬件电路设计，无需软件安全完整性的审核评估，其他的仪表可能还需要进行软件安全完整性的审核评估。

①概念阶段
◆ 安全计划(SP)
安全计划中确定项目组织、项目人员及资质、安全生命周期划分、故障避免措施计划、变更处理程序、配置管理等信息。

图1  项目组织图
◆ 验证确认计划(VVP)
验证确认计划中确定安全生命周期各阶段验证活动、确认的输入、输出文件和验证人。
◆ 安全需求规范(SRS)
安全需求规范中确定安全功能、安全状态、输入/输出描述和参数、故障响应时间、SIL安全完整性等级、安全栅在整个安全回路中所占比例（TUV推荐值10%）、安全失效分数SFF、硬件故障裕度、检验测试间隔、操作模式、环境要求等。
◆ 安全概念(SC)
安全概念中确定可靠性框图，功能框图(功能安全部分用不同颜色区分)各功能块的功能、各功能块使用的诊断措施(满足对应SIL等级)各功能块诊断测试间隔、诊断后各功能块如何进入安全状态。
实际上，为确保安全失效分数满足SIL等级，减少后期文档调整，本司认证的安全栅首先进行简单降额和FMEA分析摸底，尽可能排除严重的设计缺陷。
◆ 需求追踪表(RT)
另外还有一非常重要文档贯穿整个认证周期，那就是需求追踪表：安全需求规范(SRS)、安全概念(SC)以及测试计划(TP)、测试报告(TR)等文档中每个安全相关项均使用序号(SR1、SC1、TP1、TR1等)行排序，体现各文档间安全相关项的关系，方便各个文档间的相互追踪。
认证机构的审核意见会以LOP文档形式发给申请单位，经过几轮修改，LOP中认证机构意见全部关闭，就表示安全栅通过了认证机构概念阶段的审核评估，认证进入了主检阶段。

② 主检阶段
主检阶段任务：进一步的功能、安全和环境测试，验证是否达到定义的安全功能和SIL等级。
◆ 降额报告
莱茵TUV要求器件降额，在2/3原则和GJB/Z 35-93中的2级降额中选择严酷的一种要求执行；本安器件保险丝、齐纳管等降额参照国标GB 3836要求执行。如有器件降额不满足降额要求，则需重新选择合适器件。
表1    降额

元件  名称   规格                            降额参数                       手册   要求降额             实际      实际降额                        结论

电容  C1      C2012N102N101T     工作电压(V)                  100      0.6                     29.       0.299                             pass
                                                 最高额定环境温度(℃)    125      TAM-10               60        小于TAM-10                   pass

◆ DC-诊断覆盖率
诊断覆盖率依赖于采取的措施，它的值约为60%、90%和99%。IEC 61508-2的表A.2-表A.15为诊断测试推荐的技术和措施。
开关量输入双路输出安全栅可靠性框图如图3所示。根据德国认证工程师最新要求，继电器需作为单独功能块进行考核，参与FMEA分析。电源和输入存在共因失效，对PFD和PFH进行计算。

图2   可靠性框图和PFD计算