上述兩條規定決定了當前國內石油化工安全儀表系統只能采用模擬信號儀表作為輸入輸出設備。標準是實踐的總結，并且用來規范和指導實踐。這些規定反映了當時的技術水平。
與模擬信號儀表相比，現場總線儀表、工業以太網儀表等數字通信型儀表有著巨大的性能優勢。隨著技術進步，數字通信型儀表的可靠性不斷提高，具備了應用于安全儀表系統的可行性。
IEC61784-3-2021《工業通信網絡-行規-第3部分：功能安全現場總線-通用規則和行規定義》規定了工業通信網絡和系統中使用的數據傳輸協議和通信規范。
IEC61784-3主要涉及工業自動化領域中的實時現場總線和以太網通信，包括數據傳輸速率、數據傳輸方式、數據幀格式、數據傳輸控制以及網絡拓撲結構等方面的內容。該標準的目的是為工業自動化安全儀表系統領域提供一種可靠、高效的通信方式，以實現設備之間的數據交換和信息共享。
符合IEC61784-3的通信協議可以理解為具有功能安全特性同時又滿足工業現場總線要求的安全通信過程。滿足工業現場總線要求即意味著滿足整個IEC61784系列標準，具有功能安全特性即是具有相應的SIL能力。
對安全通信的基本要求是：通信過程的殘余差錯率應該小于要求SIL對應PFD或PFH的1%，例如某個安全回路要求實現SIL3，其整個回路的PFH要求應該小于10E-7，而其中安全通信的殘余差錯率應該小于10E-9。
從功能安全的角度，實現安全通信的方式主要為黑通道技術。黑通道的含義是兩端的設備(安全數據發送和安全數據最終接收)符合IEC61508，中間的通信過程符合IEC61784-3，中間的軟硬件不要求符合IEC61508要求。采用黑色通道實現安全通信的基本理念如下圖所示：
實現安全通信的關鍵是設計安全通信層(SCL)，對安全數據按照標準要求進行封裝。至于實現通信過程的其他層：物理、數據鏈路、會話、傳輸、應用等可以根據具體的應用自行設計，包括通信過程中的所有中間管道，包括網關、路由器、無線等都可以自行設計，這些設備的軟硬件沒有任何額外的要求。
安全通信層是位于黑通道之上的一層，它包含了所有必要的措施以確保數據安全傳輸，滿足IEC61508標準的功能安全要求。SCL負責實現數據的完整性、時間戳、連接認證、冗余校驗等安全措施。
SCL的關鍵技術細節包括：
1、數據完整性：通過使用如循環冗余校驗(CRC)等校驗方法，確保傳輸數據未被損壞。
2、時間戳：消息中包含時間戳，以確保數據在特定時間點的準確性。
3、連接認證：確保消息來源和目的地的正確性。
4、冗余與交叉檢查：通過發送多份相同消息并進行比對，以檢測和糾正錯誤。
5、不同數據完整性保證系統：如果通過同一總線傳輸安全相關(SR)和非安全相關(NSR)數據，可以使用不同的數據完整性保證系統或編碼原則，以確保NSR消息不會影響SR接收器中的任何安全功能。
在評估和測試安全通信系統時，需要驗證SCL的實現是否符合IEC 61508標準的要求，并確保所選的安全通信配置文件(FSCP)能夠在系統中實現所需的安全完整性等級(SIL)。
綜上所述，符合IEC61784-3的數字通信型儀表符合相關標準和安全等級要求，能夠有效保護裝置安全運行，可以用于安全儀表儀表系統。現行國標中不應使用現場總線或者其他通信方式儀表的規定與現有技術發展水平有差距，未能充分利用新技術發展帶來的能力，希望未來的標準修訂能夠有所改進。
作者：魏毅
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