IEC 61784-3-3:2021

Industrial communication networks - Profiles - Part 3-3: Functional safety fieldbuses - Additional specifications for CPF 3

IEC 61784-3-3:2021 specifies a safety communication layer (services and protocol) based on CPF 3 of IEC 61784-1, IEC 61784-2 (CP 3/1, CP 3/2, CP 3/4, CP 3/5 and CP 3/6) and IEC 61158 Types 3 and 10. It identifies the principles for functional safety communications defined in IEC 61784-3 that are relevant for this safety communication layer. This safety communication layer is intended for implementation in safety devices only.
NOTE 1 It does not cover electrical safety and intrinsic safety aspects. Electrical safety relates to hazards such as electrical shock. Intrinsic safety relates to hazards associated with potentially explosive atmospheres.
This document defines mechanisms for the transmission of safety-relevant messages among participants within a distributed network using fieldbus technology in accordance with the requirements of IEC 61508 (all parts) for functional safety. These mechanisms may be used in various industrial applications such as process control, manufacturing automation and machinery.
This document provides guidelines for both developers and assessors of compliant devices and systems.
NOTE 2 The resulting SIL claim of a system depends on the implementation of the selected functional safety communication profile within this system – implementation of a functional safety communication profile according to this document in a standard device is not sufficient to qualify it as a safety device.

Réseaux de communication industriels - Profils - Partie 3-3: Bus de terrain de sécurité fonctionnelle - Spécifications supplémentaires pour CPF 3

L'IEC 61784-3-3:2021 spécifie une couche de communication de sécurité (services et protocole) qui repose sur la CPF 3 de l'IEC 61784-1 et les Types 3 et 10 de l'IEC 61784-2 (CP 3/1, CP 3/2, CP 3/4, CP 3/5 et CP 3/6) et de l'IEC 61158. Elle identifie les principes applicables aux communications de sécurité fonctionnelle définies dans l'IEC 61784-3, qui correspondent à cette couche de communication de sécurité. Cette couche de communication de sécurité est destinée à être mise en œuvre uniquement sur les appareils de sécurité.
NOTE 1 Elle ne couvre pas les aspects relatifs à la sécurité électrique et à la sécurité intrinsèque. La sécurité électrique concerne les dangers tels que les chocs électriques. La sécurité intrinsèque concerne les dangers associés aux atmosphères explosibles.
Le présent document définit les mécanismes de transmission des messages relatifs à la sécurité entre les participants d'un réseau réparti, en utilisant la technologie de bus de terrain conformément aux exigences de la série IEC 61508 (toutes les parties) concernant la sécurité fonctionnelle. Ces mécanismes peuvent être utilisés dans différentes applications industrielles, par exemple la commande de processus, l'usinage automatique et les machines.
Le présent document fournit des lignes directrices aux développeurs, ainsi qu'aux évaluateurs d'appareils et de systèmes conformes.
NOTE 2 La revendication du SIL qui en résulte pour un système dépend de la mise en œuvre du profil de communication de sécurité fonctionnelle retenu au sein du système (la mise en œuvre d'un profil de communication de sécurité fonctionnelle conforme au présent document dans un appareil normal ne suffit pas à le qualifier d'appareil de sécurité).

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 04-May-2021
• ICS: 25.040.40 - Industrial process measurement and control
• ICS: 35.100.05 - Multilayer applications
• Technical Committee: SC 65C - Industrial networks
• Drafting Committee: WG 12 - TC 65/SC 65C/WG 12
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 14-May-2021
• Completion Date: 05-May-2021

Relations

• Revises: IEC 61784-3-3:2016 - Industrial communication networks - Profiles - Part 3-3: Functional safety fieldbuses - Additional specifications for CPF 3
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 61784-3-3 ®
Edition 4.0 2021-05
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Industrial communication networks – Profiles –
Part 3-3: Functional safety fieldbuses – Additional specifications for CPF 3

Réseaux de communication industriels – Profils –
Partie 3-3: Bus de terrain de sécurité fonctionnelle – Spécifications
supplémentaires pour CPF 3
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Partie 3-3: Bus de terrain de sécurité fonctionnelle – Spécifications

supplémentaires pour CPF 3
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 25.040.40; 35.100.05 ISBN 978-2-8322-9749-0

– 2 – IEC 61784-3-3:2021  IEC 2021
CONTENTS
FOREWORD . 9
0 Introduction . 11
0.1 General . 11
0.2 Patent declaration . 12
1 Scope . 14
2 Normative references . 14
3 Terms, definitions, symbols, abbreviated terms and conventions . 16
3.1 Terms and definitions . 16
3.1.1 Common terms and definitions . 16
3.1.2 CPF 3: Additional terms and definitions . 22
3.2 Symbols and abbreviated terms . 27
3.2.1 Common symbols and abbreviated terms . 27
3.2.2 CPF 3: Additional symbols and abbreviated terms . 28
3.3 Conventions . 29
4 Overview of FSCP 3/1 (PROFIsafe™). 29
5 General . 32
5.1 External documents providing specifications for the profile . 32
5.2 Safety functional requirements . 32
5.3 Safety measures . 32
5.4 Safety communication layer structure . 33
5.4.1 Principle of FSCP 3/1 safety communications . 33
5.4.2 CPF 3 communication structures . 35
5.5 Relationships with FAL (and DLL, PhL) . 37
5.5.1 Device model . 37
5.5.2 Application and communication relationships . 38
5.5.3 Data types . 38
6 Safety communication layer services . 39
6.1 F-Host driver services . 39
6.2 F-Device driver services . 43
6.3 Diagnosis . 45
6.3.1 Safety alarm generation . 45
6.3.2 F-(Sub)Module safety layer diagnosis . 45
7 Safety communication layer protocol . 46
7.1 Safety PDU format . 46
7.1.1 Safety PDU structure . 46
7.1.2 Safety IO data . 47
7.1.3 Status and Control Byte . 47
7.1.4 (Virtual) MonitoringNumber . 49
7.1.5 (Virtual) MNR mechanism (F_CRC_Seed=0) . 50
7.1.6 (Virtual) MNR mechanism (F_CRC_Seed=1) . 50
7.1.7 CRC2 Signature (F_CRC_Seed=0) . 52
7.1.8 CRC2 Signature (F_CRC_Seed=1) . 53
7.1.9 Non-safety IO data . 54
7.2 FSCP 3/1 behavior . 54
7.2.1 General . 54

7.2.2 F-Host driver state diagram . 55
7.2.3 F-Device driver state diagram . 58
7.2.4 F-Device driver restart . 62
7.2.5 Sequence diagrams . 62
7.2.6 Timing diagram for a MonitoringNumber reset . 69
7.2.7 Monitoring of safety times . 69
7.3 Reaction in the event of a malfunction . 72
7.3.1 Corruption of safety data . 72
7.3.2 Unintended repetition . 72
7.3.3 Incorrect sequence . 73
7.3.4 Loss . 73
7.3.5 Unacceptable delay . 73
7.3.6 Insertion . 73
7.3.7 Masquerade. 73
7.3.8 Addressing . 73
7.3.9 Out-of-sequence . 74
7.3.10 Loop-back. 74
7.3.11 Network boundaries and router . 74
7.4 F-Startup and parameter change at runtime . 75
7.4.1 Standard startup procedure . 75
8 Safety communication layer management . 75
8.1 F-Parameter. 75
8.1.1 Summary . 75
8.1.2 F_Source/Destination_Address (Codename) . 76
8.1.3 F_WD_Time (F-Watchdog time) . 77
8.1.4 F_WD_Time_2 (secondary F-Watchdog time) . 77
8.1.5 F_Prm_Flag1 (Parameters for the safety layer management) . 77
8.1.6 F_Prm_Flag2 (Parameters for the safety layer management) . 80
8.1.7 F_iPar_CRC (value of iPar_CRC across iParameters) . 81
8.1.8 F_Par_CRC calculation (across F-Parameters) .
...