石油化工安全仪表SIS系统培训(高端培训)
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安全仪表系统(SIS)
评定及方法
低要求操作模式（平均失效概率） 安全完整性等级 （SIL） 4 3 2 要求时的目标平均失 效概率 （PFD) ≥10-5～<10-4 ≥10-4～<10-3 ≥10-3～<10-2
目标风险降低
>10000～≤100000 >1000～≤10000 >100～≤1000
1
≥10-2～<10-1
韩杰
唐蓉
安全仪表控制系统(sis)
王立奉
老师上课风采
1、SIS、SIF定义及相关专业术语
2、SIS的相关标准及认证机构
3、SIS与DCS区别 4、SIS等级的评定、计算与分配
• SIS的定义： • 用于执行一个或多个安全仪表功能（Safety Instrumented Function,SIF）的仪表系统。SIS由 传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、
以及最终元件（如电磁阀、电动门等）的组合组
成,如下图所示。
• SIF的定义： • 具有特定安全完整性等级（Safety Integrity Level， SIL)的安全功能，对取得功能安全是必需的，它可以 是安全仪表防护功能，也可以是安全仪表控制功能。 即“安全仪表回路”。
气液分离容器A液位控制SIF图
名词解释 受控设备 硬件故障裕度，即N+1故障出现会失效 N中取M通道结构（如1OO2是2取1结构，两 个通道中任一通道都可执行安全功能） 平均失效间隔时间 平均恢复时间 平均修复时间 要求时的危险失效概率，PFD=MTTR/MTBF 安全失效分数，SFF= (λSD+λSU+λDD) / (λSD+λSU+λDD+λDu)
3
4 5 6 7
石化SIL定级培训
基本控制 过程设计
安全联锁系 统SIS
报警
工艺控制 BPCS
保护层LOPA
保护层layer of protection
应急，疏散，急救 物理保护 泄放
SIS
联锁：边界管理 操作人员
报警系统：非正常工况管理 设备状况监控：资产完整性管理
控制系统
人员定位与追踪ERP 人员集合与清点
SIL classification定级 SIL Verify 校验
SIL定级/验算输入资料
工艺管道仪表流程图（PID）； 危害分析报告； 联锁逻辑图及因果表； 工艺说明； 联锁逻辑说明； 仪表联锁值及报警值； SIS工艺事件及变更台账； 仪表数据表及牌号； 仪表阀门规格书； SIS系统安全要求规格书（SRS）、ESD/SIS规格书； 计划检验测试周期 SIF回路设计生命周期；
SIL研究的目的
SIL的作用：SIL是检验安全联锁回路满足安全保护的要求 （是否够用，是否过度的）
SIL的好处： 根据风险来确定安全联锁系统（削减风险的措施）的可靠 性 提高安全性 相当多的时候能节省不必要的仪表投资（联锁过度） 明确检维修要求（测试间隔，方式）
构成
SIS和DCS的区别
为防止危险事件的发生，或保持过程安全状态，用测量仪表、 逻辑解算器、最终元件及相关软件实现安全保护功能或控制功 能。
SIS概念
SIS系统通常包括： 紧急关断系统（ESD）； 透平压缩机集成控制系统（ITCC） 火灾及气体检测系统（FGS） 列车自动防护系统（ATP）
SIS认证单位
中石油宁夏石化催化裂化置 SIL定级培训
中石油安全技术研究所 王刚 魏振强 张雪 2016.5.31
安全联锁系 统SIS
报警
工艺控制 BPCS
保护层LOPA
保护层layer of protection
应急，疏散，急救 物理保护 泄放
SIS
联锁：边界管理 操作人员
报警系统：非正常工况管理 设备状况监控：资产完整性管理
控制系统
人员定位与追踪ERP 人员集合与清点
SIL classification定级 SIL Verify 校验
SIL定级/验算输入资料
工艺管道仪表流程图（PID）； 危害分析报告； 联锁逻辑图及因果表； 工艺说明； 联锁逻辑说明； 仪表联锁值及报警值； SIS工艺事件及变更台账； 仪表数据表及牌号； 仪表阀门规格书； SIS系统安全要求规格书（SRS）、ESD/SIS规格书； 计划检验测试周期 SIF回路设计生命周期；
SIL研究的目的
SIL的作用：SIL是检验安全联锁回路满足安全保护的要求 （是否够用，是否过度的）
SIL的好处： 根据风险来确定安全联锁系统（削减风险的措施）的可靠 性 提高安全性 相当多的时候能节省不必要的仪表投资（联锁过度） 明确检维修要求（测试间隔，方式）
构成
SIS和DCS的区别
为防止危险事件的发生，或保持过程安全状态，用测量仪表、 逻辑解算器、最终元件及相关软件实现安全保护功能或控制功 能。
SIS概念
SIS系统通常包括： 紧急关断系统（ESD）； 透平压缩机集成控制系统（ITCC） 火灾及气体检测系统（FGS） 列车自动防护系统（ATP）
SIS认证单位
中石油宁夏石化催化裂化置 SIL定级培训
中石油安全技术研究所 王刚 魏振强 张雪 2016.5.31
ESIS系统培训心得杨松柏
E S I S系统培训心得杨松柏集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]E S D/S I S系统培训心得2010年4月24日至4月30日，我有幸参加了由中国石油和化学工业协会培训中心主办的“安全仪表系统SIS应用技术”培训班，本次培训主要进行了以下四方面的内容：1、ESD/SIS系统安全等级判断与配置；2、综合透平压缩机控制系统应用；3、ESD系统结构、诊断及维护；4安全仪表系统SIS应用技术。
期间我仔细聆听了各位老师的精心讲解，与其他学员一同认真分析案例，多方面讨论问题，结合本单位的仪表安全系统与授课老师充分沟通。
下面就本次培训，谈谈我的一些感想和体会。
一、安全仪表系统（SIS）基础知识安全系统的设计是为了响应工厂本身发生的危险情况，或，如果不采取行动就会最终导致风险增加，在这些情况下，安全系统必须产生及时、正确的输出，来防止任何危险发生或减轻后果。
全仪表系统包括了测量单元、逻辑控制单元和执行单元，其故障失效率的计算方法如下：PFDsis=PFDsensor+PFDlogic+PFDactuator二、SIS的作用及与DCS区别和联系DCS用于生产过程的连续测量、常规控制（连续、顺序、间歇等）、操作控制管理，保证生产装置的平稳运行；SIS用于监视生产装置的运行状况，对出现异常工况迅速进行处理，使危害降到最低，使人员和生产装置处于安全状态。
DCS是“动态”系统，它始终对过程变量连续进行检测、运算和控制，对生产过程进行动态控制，确保产品的质量和产量。
SIS是“静态”系统，正常工况时，它始终监视生产装置的运行，系统输出不变，对生产过程不产生影响，非正常工况下时，它将按照预先的设计进行逻辑运算，使生产装置安全联锁或停车。
SIS比DCS在可靠性、可用性上要求更严格，IEC61508、IEC61511、ISAS84.01、SH/T3018强烈推荐SIS与DCS硬件独立设置。
石油化工安全仪表SIS系统培训(高端培训)
② 2006年、2007年等同采用IEC61508、IEC61511的中国 国家标准GB/T20438、GB/T21109相继发布，中国的 功能安全标准开始规范我国的功能安全工作。
SIS的相关标准及认证机构
③ 国际电工委员会1997年制定的IEC 61508/61511标准， 对用机电设备（继电器）、固态电子设备、可编程电 子设备（PLC）构成的安全联锁系统的硬件、软件及 应用作出了明确规定。
超限安全停车 静态、间断
安全级别
低、不需认证
高、需认证
SIS和DCS的比较
• 系统的组成：DCS一般是由人机界面操作站、通信总线及 现场控制站组成；而SIS系统是由传感器、逻辑解算器和 最终元件三部分组成。及DCS不含检测执行部分。
• 实现功能：DCS用于过程连续测量、常规控制（连续、顺 序、间歇等）操作控制管理使生产过程在正常情况下运行 至最佳工况；而SIS是超越极限安全即将工艺、设备转至 安全状态。
④ 作为控制装置（如PLC）“故障安全”意味着当其自 身出现故障而不是工艺或设备超过极限工作范围时， 至少应该联锁动作，以便按预定的顺序安全停车（这 对工艺和设备而言是安全的）；进而应通过硬件和软 件的冗余和容错技术，在过程安全时间（PST-Process Safety Time）内检测到故障，自动执行纠错程序，排 除故障。
2 SIS的相关标准及认证机构
SIS的相关标准及认证机构
鉴于SIS涉及到人员、设备、环境的安全，因此各国均 制定了相关的标准、规范，使得SIS的设计、制造、使 用均有章可循。并有权威的认证机构对产品能达到的 安全等级进行确认。这些标准、规范及认证机构主要 有：
① 我国石化集团制定的行业标准SHB-Z06-1999《石油化 工紧急停车及安全联锁系统设计导则》。
SIS的相关标准及认证机构
③ 国际电工委员会1997年制定的IEC 61508/61511标准， 对用机电设备（继电器）、固态电子设备、可编程电 子设备（PLC）构成的安全联锁系统的硬件、软件及 应用作出了明确规定。
超限安全停车 静态、间断
安全级别
低、不需认证
高、需认证
SIS和DCS的比较
• 系统的组成：DCS一般是由人机界面操作站、通信总线及 现场控制站组成；而SIS系统是由传感器、逻辑解算器和 最终元件三部分组成。及DCS不含检测执行部分。
• 实现功能：DCS用于过程连续测量、常规控制（连续、顺 序、间歇等）操作控制管理使生产过程在正常情况下运行 至最佳工况；而SIS是超越极限安全即将工艺、设备转至 安全状态。
④ 作为控制装置（如PLC）“故障安全”意味着当其自 身出现故障而不是工艺或设备超过极限工作范围时， 至少应该联锁动作，以便按预定的顺序安全停车（这 对工艺和设备而言是安全的）；进而应通过硬件和软 件的冗余和容错技术，在过程安全时间（PST-Process Safety Time）内检测到故障，自动执行纠错程序，排 除故障。
2 SIS的相关标准及认证机构
SIS的相关标准及认证机构
鉴于SIS涉及到人员、设备、环境的安全，因此各国均 制定了相关的标准、规范，使得SIS的设计、制造、使 用均有章可循。并有权威的认证机构对产品能达到的 安全等级进行确认。这些标准、规范及认证机构主要 有：
① 我国石化集团制定的行业标准SHB-Z06-1999《石油化 工紧急停车及安全联锁系统设计导则》。
安全仪表系统SIS ppt课件
保证系统的可用性时，采用“与”逻辑结构；当系统的安全性和可用性均需保证 时，采用“三取二”逻辑结构；
传感器宜采用隔爆型的变送器（压力、差压、差压流量、差压液位、温度），不 宜采用开关型传感器；传感器由SIS系统供电。
ppt课件
6
1.2 SIS逻辑运算器选用：
SIS逻辑运算器：继电器系统，可编程序电子系统，混合系统三种；
继电器用于I/O点较少,逻辑功能简单的场合；
可编程电子系统用于I/O点较多,逻辑功能复杂，与DCS、MES通信等场合；
可编程电子系统可以是经TUV认证的PLC系统，也可是DCS和其他专用系统；
独立设置原则：1级SIS逻辑运算器宜与DCS分开；
2级SIS逻辑运算器应与DCS分开；
3级SIS逻辑运算器必须与DCS分开；
题目：安全仪表系统（SIS） 主讲人：
ppt课件
1
概述
随着大型石化装置的发展，生产产品多样化、控制工程越趋复杂，安全保护越来 越被重视。安全保护在石化生产过程中的表现形式是逐级上升的，即生产中使控 制参数在正常范围内时使用的仪表调节系统；当调节系统不及时或出现干扰等异 常，控制参数超出正常范围时使用报警联锁系统，此时需要采取手动或自动措施 使生产恢复到正常状态上去；当情况进一步恶化达到临界状态时使用紧急停车系 统，即ESD系统，按照预先设定的程序，包括紧急放空、仪表的选用事故状态、 动设备停止运行等等措施，通过局部或整体停车方式消除危险；当事故已经出现， 包括可燃气体泄漏、火灾等形成时采用火气消防系统来补救；对特殊场所，火气 消防系统不能彻底消除事故时，采用物理防爆措施，即使用防爆墙等；物理防爆 无法彻底消除灾害时采取最后一项措施时紧急疏散撤离。
ppt课件
2
在工艺生产过程中，存在各种各样的工艺参数和工艺设备状态，这些参数和状态 被检测出来就是过程信号。生产中当这些参数控制在规定的范围内时，说明生产 过程处于正常状态；超出这个范围说明出现异常，要求以声光形式提醒操作者采 取调节措施（参数调整或设备适当操作）或者通过预定的程序使其恢复到正常值 范围内，这个声光表现形式称为报警，根据预定程序的操作就是联锁；如果异常 进一步扩大，为防止事故发生而采取的局部或整体生产装置停车的仪表系统，称 为安全仪表系统（SIS），或紧急停车系统（ESD），它是生产过程中的一种自动 安全保护系统，能对石油化工等生产过程中可能发生的危险（超出安全限定）及 不采取措施而继续恶化的状态进行及时地响应和保护，使其进入预定的安全停车 状态，从而保证人员、设备、生产和装置的安全。
传感器宜采用隔爆型的变送器（压力、差压、差压流量、差压液位、温度），不 宜采用开关型传感器；传感器由SIS系统供电。
ppt课件
6
1.2 SIS逻辑运算器选用：
SIS逻辑运算器：继电器系统，可编程序电子系统，混合系统三种；
继电器用于I/O点较少,逻辑功能简单的场合；
可编程电子系统用于I/O点较多,逻辑功能复杂，与DCS、MES通信等场合；
可编程电子系统可以是经TUV认证的PLC系统，也可是DCS和其他专用系统；
独立设置原则：1级SIS逻辑运算器宜与DCS分开；
2级SIS逻辑运算器应与DCS分开；
3级SIS逻辑运算器必须与DCS分开；
题目：安全仪表系统（SIS） 主讲人：
ppt课件
1
概述
随着大型石化装置的发展，生产产品多样化、控制工程越趋复杂，安全保护越来 越被重视。安全保护在石化生产过程中的表现形式是逐级上升的，即生产中使控 制参数在正常范围内时使用的仪表调节系统；当调节系统不及时或出现干扰等异 常，控制参数超出正常范围时使用报警联锁系统，此时需要采取手动或自动措施 使生产恢复到正常状态上去；当情况进一步恶化达到临界状态时使用紧急停车系 统，即ESD系统，按照预先设定的程序，包括紧急放空、仪表的选用事故状态、 动设备停止运行等等措施，通过局部或整体停车方式消除危险；当事故已经出现， 包括可燃气体泄漏、火灾等形成时采用火气消防系统来补救；对特殊场所，火气 消防系统不能彻底消除事故时，采用物理防爆措施，即使用防爆墙等；物理防爆 无法彻底消除灾害时采取最后一项措施时紧急疏散撤离。
ppt课件
2
在工艺生产过程中，存在各种各样的工艺参数和工艺设备状态，这些参数和状态 被检测出来就是过程信号。生产中当这些参数控制在规定的范围内时，说明生产 过程处于正常状态；超出这个范围说明出现异常，要求以声光形式提醒操作者采 取调节措施（参数调整或设备适当操作）或者通过预定的程序使其恢复到正常值 范围内，这个声光表现形式称为报警，根据预定程序的操作就是联锁；如果异常 进一步扩大，为防止事故发生而采取的局部或整体生产装置停车的仪表系统，称 为安全仪表系统（SIS），或紧急停车系统（ESD），它是生产过程中的一种自动 安全保护系统，能对石油化工等生产过程中可能发生的危险（超出安全限定）及 不采取措施而继续恶化的状态进行及时地响应和保护，使其进入预定的安全停车 状态，从而保证人员、设备、生产和装置的安全。
SIS系统培训(工程师培训)PPT
SIS的应用
不可控耗差有： 再热器压损、燃料发热量、高压缸效率、 中压缸效率、辅汽用汽量、机组补水率、 凝结水过冷度、轴封漏汽量。
SIS的应用
• 对耗差分析结果，有直观的棒图和饼图 形式显示。例如，两图的设计界面如下：
a、耗差分析捧图 以耗差分析数据表格和直观的各系统耗 差分布棒图两种形式显示。
SIS关键技术
服务器A
服务器B
心跳连接
磁盘阵列（Z盘）
去冗余核心交换机
SIS关键技术
双机与磁盘阵列柜互联结构可以有效的避免由 于应用程序自身的缺陷导致系统全部停机的情 况，同时由于所有的数据全部存贮在外置的磁 盘阵列柜中，当工作机出现故障时，备份机接 替工作机，从磁盘阵列中读取数据，切换时间 30秒左右，这种操作也可以人为手动进行。
1. #3单元机组分散控制系统(I/A Series DCS控制系统)、 2. #4组单元机组分散控制系统(I/A Series DCS控制系统)、 3. 辅助生产系统控制网（煤、灰、水等系统的控制）、 4. 电气网络控制系统（NCS）、 5. 烟气脱硫分散控制系统（FGD_DCS）、 6. 炉管泄漏自动警系统、 7. 汽机振动监测与故障诊断系统（TDM）， 8. 备用接口机。
是由SVCDIR 服务自动创建的，它将添加到 系统的各项服务的信息保存下来。 Svcdir.db 将与添加到系统中的每一个 eDNA 服务相关的重要信息都保存下来，这 些信息有，服务名，描述，类型，创建日 期等等。
SIS的应用
5 SIS的应用
SIS的应用
目前，我厂SIS系统的主要应用有：全厂生 产流程监视、全厂生产数据存储、全厂生 产数据趋势查询、机组级及厂级性能计算、 机组经济性指标分析、过程信息统计和分 析、机组优化运行及操作指导等
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
安全仪表系统(SIS )
中海石油建滔化工有限公司 电仪技术部
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
1 什么是安全仪表系统?
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
SIS可以包括或不包括软件 SIS的一部分也可能是人的动作
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
SIS安全仪表系统
如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安 全仪表功能回路图。对这个安全仪表功能完整的描述 是：当容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器 （图3）使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号， 使调节阀切断容器A进料，这个动作要在3秒内完成， 安全等级必须达到SIL2。这是一个安全仪表功能的 完整描述，而所谓的安全仪表系统，则是类似一个或 多个这样的安全仪表功能的集合。
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
图1 SIS的构成
下图为由PES构成的SIS
检测单元
输入模块
PES 控制模块
输出模块
执行单元
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页) 化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
1 什么是安全仪表系统?
在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。
IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪 表功能（Safety Instrumented Function,SIF）的仪表系统。SIS是由 传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最终元件 （如电磁阀、电动门等）的组合组成,如图1所示。
安全仪表系统(SIS )
中海石油建滔化工有限公司 电仪技术部
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1 什么是安全仪表系统?
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SIS可以包括或不包括软件 SIS的一部分也可能是人的动作
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
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SIS安全仪表系统
如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安 全仪表功能回路图。对这个安全仪表功能完整的描述 是：当容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器 （图3）使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号， 使调节阀切断容器A进料，这个动作要在3秒内完成， 安全等级必须达到SIL2。这是一个安全仪表功能的 完整描述，而所谓的安全仪表系统，则是类似一个或 多个这样的安全仪表功能的集合。
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图1 SIS的构成
下图为由PES构成的SIS
检测单元
输入模块
PES 控制模块
输出模块
执行单元
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1 什么是安全仪表系统?
在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。
IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪 表功能（Safety Instrumented Function,SIF）的仪表系统。SIS是由 传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最终元件 （如电磁阀、电动门等）的组合组成,如图1所示。
安全仪表系统SIS培训
安全仪表系统SIS培训安全仪表系统（Safety Instrumented System，简称SIS）是一种用于工业过程控制系统中的关键安全系统，旨在保护人员、设备和环境免受过程异常和事故的影响。
SIS培训是为了让从事工艺控制和操作的工程师、技术人员和操作人员了解SIS的原理、功能和操作方法，以确保安全仪表系统能够有效地应对可能发生的危险情况。
SIS培训的内容通常包括以下几个方面：1. 安全仪表系统的原理和功能：培训课程会介绍SIS的基本原理，包括如何监测过程状态、如何判断危险情况、如何触发紧急停机等。
同时，还会介绍SIS的功能，比如如何控制和维护安全仪表系统。
2. 安全仪表系统的组成和配置：培训将介绍SIS的组成部分，包括传感器、执行器、控制器等，并详细解释它们之间的工作原理和联系。
此外，还将讨论不同工艺过程中SIS的常见配置，以及如何根据具体情况选择合适的配置方案。
3. 安全仪表系统的操作和维护：培训还将教授SIS的操作和维护方法，比如如何进行系统配置、如何进行故障排除、如何进行定期检查和维护等。
同时，培训还将介绍SIS的监测和记录方法，以及安全仪表系统的备份和恢复措施。
4. 安全仪表系统的应用案例：为了帮助学员更好地理解SIS的应用，培训还将提供一些实际案例，展示SIS在不同工艺过程中的应用和效果。
通过分析这些案例，学员可以更好地掌握SIS的应用原则和技巧。
在SIS培训结束后，学员应该能够：- 理解安全仪表系统的原理和功能，并能够根据具体情况选择合适的SIS配置方案。
- 熟悉安全仪表系统的操作和维护方法，能够对系统进行配置、故障排除和定期检查。
- 能够根据SIS的监测和记录数据，及时识别和处理危险情况，以保护人员、设备和环境的安全。
总之，SIS培训是为了提高工程师、技术人员和操作人员对安全仪表系统的理解和掌握程度，以确保安全仪表系统在工业过程控制中的有效应用，最大限度地保障人员和设备的安全。
SIS系统培训讲义
SIS系统培训讲义SIS系统共分为以下五个部分：一、SIS与DCS区别Sis用于监视生产装置的运行状况,对出现异常工况迅速进行处理,使危害降到最低,使人员和生产装置处于安全状态;DCS是动态系统,它始终对过程变量进行检测、运算和控制，对生产过程进行动态控制，确保产品的质量和产量；正常工况时,它始终监视生产装置的运行,系统输出不变,对生产过程不产生影响，非正常工况下时，它将按照预先的设计进行逻辑运算，使生产装置安全联锁或停车；sis比DCS在可靠性、可用性上要求更严格。
DCS是动态控制，SIS是静态控制。
DCS是在线冗余，在线定期切换，若其中有一个坏掉，系统将自动切换好的通道。
SIS是三重化冗余。
二、TRICON系统硬件介绍1、TRICON主系统机架主系统机架包括（1）高密度主机架（2）高密度扩展机架（3）I/O扩展总线接口一个主机架最多有14个扩展机架（a扩展机架：与主机架的距离30米，b远程机架：与主机架的距离12公里。
连接电缆#9000和#9001）2、TRICON系统硬件介绍主机架前三个物理机架装主处理器，每个机架均是三重化的，第四个物理机架是通讯卡的专用槽位。
在机架中一个逻辑槽位要占用两个物理槽位，逻辑槽位是IO点所占用的槽位，若是点数多就放在C2-C15的十四个扩展机架中，扩展机架离开主机架将毫无意义。
在主机架中有一钥匙开关分为四个档位（1）RUN(运行)通常为只读操作方式，主处理器正在工作，这时不允许对程序变量进行修改。
（2）PROGRAM(程序)用于程序下载和检查，这时允许对程序变量进行修改和软件的上传下载。
（3）STOP(停止)停止输入和输出，停止控制程序。
（4）REMOTE(遥控)允许对程序变量进行修改，但不允许下装。
但在现场操作中最好用软开关进行控制硬开关容易将旋钮拨至停止开关状态，造成现场控制程序停止。
在主机架的卡件上有几个指示灯，当系统送电时瞬间下件红灯亮（若出现自检测则说明插件已插好等待一会绿灯亮）。
《安全仪表系统SIS》课件
SIS的应用场景
预防性安全
通过监测工艺设备的状态和参数 ，及时发现潜在的安全隐患，采 取预防措施避免事故发生。
紧急安全
在发生紧急情况时，自动执行预 设的安全操作，如紧急停车、切 断物料供应等，以最大程度地降 低事故的影响。
恢复安全
事故发生后，SIS可以协助操作人 员进行事故分析和恢复工作，如 启动备用设备、恢复工艺流程等 。
应用拓展
SIS的应用领域将不断拓展，从石油、化工等传统领域向制药、生物技术、食品 加工等新兴领域延伸，满足更广泛的安全需求。
法规标准与安全要求
法规更新
随着工业安全法规的不断完善，SIS 的设计、安装、调试和使用将更加规 范，确保系统的合规性和可靠性。
安全标准
制定和实施更高安全标准，推动SIS在 工业领域的应用和发展，提高工业生 产的安全性和稳定性。
对安装和调试过程中的关键步骤进行 记录，并提供相应的报告。
培训与指导
为操作和维护人员提供培训和指导， 确保他们能够正确使用和维护SIS。
05
SIS的维护与管理
日常检查与维护
定期检查
对SIS系统进行定期检查，确保其正常运行，及时 发现潜在问题。
清洁与保养
对SIS系统进行清洁和保养，保持其良好的工作状 态。
。
校准与调整
02
对SIS系统的关键元件进行校准和调整，确保其准确性和可靠性
。
验证与确认
03
对性能检测和校准结果进行验证和确认，确保SIS系统性能达标
。
06
SIS的发展趋势与展望
技术创新与应用拓展
创新技术
随着传感器技术、通信技术和数据处理技术的不断进步，安全仪表系统（SIS ）将采用更先进的检测、控制和自动化技术，提高系统的可靠性和性能。
SIS系统培训(高端培训)
（一）重大危险源配备温度、压力、液位、流量、组份等信息的不间断采
集和监测系统以及可燃气体和有毒有害气体泄漏检测报警装置，并具备信
息远传、连续记录、事故预警、信息存储等功能；
。记录的电子数据的保存时间不少于30天；
（二）重大危险源的化工生产装置装备
；
；
（三）对重大危险源中的毒性气体、剧毒液体和易燃气体等重点设施，设
确定。
• 浙江中控TCS-900安全系统获德国莱茵TUV SIL3认证证书
防爆证书
防爆证书
新的欧洲防爆标准ATEX ATEX认证是防爆电气产品在欧洲市场的强制认证，其严格规定了防爆产品的特性和使
用操作规范，自2003年7月1日起，只有拥有ATEX认证的产品，才可以在欧盟国家内被生产、 制造、销售、并应用于易燃易爆危险区域。也就是说，任何在欧盟国家内销售同时在易燃 易爆危险区域内应用的防爆产品必须通过ATEX的认证。
GB3836.9 火源
Zone1,Zone2
10 气密型
h
GB3836.10
Zone1,Zone2
最高表面 温度 温度（℃）组别
常见爆 炸性气 体
防爆等级
450℃ 300℃ 200℃ 135℃
IEC79- GB3836
8
-1
T1 T1
氢气、丙烯 腈等46 种
T2 T2
乙炔、乙烯 等47 种
10~1000小时/每年的区域；
一般情形事故状态下存在的危险性
（Zone 2） 0.1~10小时/每年的区域；不存在易燃气
体且即使偶尔发生，其存在时间亦很短；
粉尘 20区 21区 22区
（Zone
20）
连续出现或长期出现爆炸性粉尘的环 境
安全仪表系统SIS培训(工程师培训)
aT
三．能否设计一个100%可靠和不会误跳车
的联锁？
aT
四．SIF什么情况可以删除/增加？
五．SIF/DCS分开和共享原则是什么？ 六．SIL会不会增加成本？
Individual Process Connections
aT
七．SIS仪表如何采购，验证和维护？
八．SIF在天然气/原油长距离输送，和石化
10-4 到 10-5 10-3 到 10-4 10-2 到 10-3 10-1 到 10-2
SIS基本概念
五． SIL定义
1. 一个SIF回路的PFD（失效率），是 SIF三个子系统PFD加和。即变送器、 逻辑处理器、终端元件的加和；
2. 单个仪表PFD = 1 - e - DU*TI/2的，约等 于D *TI/2（参见IEC61508）；
2oo3
可能性
误跳车率 (降低生产连续性)
危险率 (降低安全可靠性)
0.0048
0.0012
可避免频繁跳车，也可确保安全性
14
SIS基本概率运算
冗余 1oo1 1oo2 2oo2 2oo3 比较
可能性
误跳车率 (降低生产连续性)
0.04
危险率 (降低安全可靠性)
0.02
0.08
0.0004
0.0016
0.04
0.0048
0.0012
安全性：1oo2 > 2oo3 > 1oo1 > 2oo2 连续性：2oo2 > 2oo3 > 1oo1 > 1oo2
SIS基本概率运算
一． PFD计算基本公式
冗余 1oo1 1oo2 2oo2 2oo3 1oo2D
PFD D (MTTR+TI/2) 2D2 (MTTR+TI/2)2 2D (MTTR+TI/2) 6D2 (MTTR+TI/2)2 2D2 (MTTR+TI/2)2
三．能否设计一个100%可靠和不会误跳车
的联锁？
aT
四．SIF什么情况可以删除/增加？
五．SIF/DCS分开和共享原则是什么？ 六．SIL会不会增加成本？
Individual Process Connections
aT
七．SIS仪表如何采购，验证和维护？
八．SIF在天然气/原油长距离输送，和石化
10-4 到 10-5 10-3 到 10-4 10-2 到 10-3 10-1 到 10-2
SIS基本概念
五． SIL定义
1. 一个SIF回路的PFD（失效率），是 SIF三个子系统PFD加和。即变送器、 逻辑处理器、终端元件的加和；
2. 单个仪表PFD = 1 - e - DU*TI/2的，约等 于D *TI/2（参见IEC61508）；
2oo3
可能性
误跳车率 (降低生产连续性)
危险率 (降低安全可靠性)
0.0048
0.0012
可避免频繁跳车，也可确保安全性
14
SIS基本概率运算
冗余 1oo1 1oo2 2oo2 2oo3 比较
可能性
误跳车率 (降低生产连续性)
0.04
危险率 (降低安全可靠性)
0.02
0.08
0.0004
0.0016
0.04
0.0048
0.0012
安全性：1oo2 > 2oo3 > 1oo1 > 2oo2 连续性：2oo2 > 2oo3 > 1oo1 > 1oo2
SIS基本概率运算
一． PFD计算基本公式
冗余 1oo1 1oo2 2oo2 2oo3 1oo2D
PFD D (MTTR+TI/2) 2D2 (MTTR+TI/2)2 2D (MTTR+TI/2) 6D2 (MTTR+TI/2)2 2D2 (MTTR+TI/2)2
化工生产安全-紧急停车联锁-SIS系统PPT演示文稿
（一）重大危险源配备温度、压力、液位、流量、组份等信息的不间断采集和监测系统以及 可燃气体和有毒有害气体泄漏检测报警装置，并具备信息远传、连续记录、事故预警、信息 存储等功能；一级或者二级重大危险源，具备紧急停车功能。记录的电子数据的保存时间不 少于30天；
（二）重大危险源的化工生产装置装备满足安全生产要求的自动化控制系统；一级或者二级 重大危险源，装备紧急停车系统；
选）。
8
防爆证书
9
防爆证书
新的欧洲防爆标准ATEX ATEX认证是防爆电气产品在欧洲市场的强制认证，其严格规定了防爆产品的特性和使
用操作规范，自2003年7月1日起，只有拥有ATEX认证的产品，才可以在欧盟国家内被生产、 制造、销售、并应用于易燃易爆危险区域。也就是说，任何在欧盟国家内销售同时在易燃 易爆危险区域内应用的防爆产品必须通过ATEX的认证。 列举一台符合ATEX 95安全标准的，恩德斯豪斯公司的杆式雷达液位计铭牌上的安全标示如 下： ATEX II 2 (1) G EEx d [ia] IIC T6
粉尘 20区
21区 22区
（Zone 20） 连续出现或长期出现爆炸性粉尘的环境 （Zone 21） 有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境；
（Zone 22）
3
防爆等级 防爆方法对危险场
国家标准
防爆措施
适用区域
1
隔爆型
d
2
增安型
e
GB3836.2 GB3836.3
化工生产安全
SIS系统&紧急停车联锁 电仪部内部培训资料
电仪部：李恒超
1
监督管理总局
第三章安全管理
第40号令 危险化学品重大危险源监督管理暂行规定
安全仪表系统功能安全培训
证书
考试合格者，将获得由BV颁发的“IEC 61511功能安全工程师”证书
必维检验认证部联系方式： 联系人：刘畅 女士 电话：+86 21 2319 0109； +86 18017501670 邮件：chang.liu@
培训收益
为过程工业工程师或功能安全相关工作人员提供技术知识 帮助学员在IEC 61511标准的基础上提高开发安全产品的能力，深化专业知识 让从事功能安全的工程师获得证明其能力的专业证书
培训时长
3.5天培训+0.5天考试
培训及考试内容
规范及内容 规范的重要性 术语解读/安全事故历史 风险分析 风险分析及SIL分配 安全需求说明 SIS 设计 SIS的确认、操作及维护 SIS的设计修改及报废审核 管理体系、认证结论及问答
级） 2. 安全联锁报警（对于一般的工艺操作参数都会有设定的报警值和联锁值） 3. 联锁动作和投运显示
安全联锁系统的附加功能： 1.安全联锁的预报警功能 2.安全联锁延时 3.第一事故原因区别 4.安全联锁系统的投入和切换 5.分级安全联锁 6.手动紧急停车 7.安全联锁复位
必维检验认证部联系方式： 联系人：刘畅 女士9； +86 18017501670 邮件：chang.liu@
必维国际检验集团
目标对象
本课程适合过程工业(石化厂、化学工厂、火力发电厂等)中从事自动控制安全仪表系统应用的工 程人员参加，包括但不限于： 需了解 IEC 61508 & IEC 61511概念及准则的企业管理人员 企业中负责风险评估的人员及主管 负责安全仪表系统设计的主管 从事安全仪表系统设计、风险分析与风险减轻的工程师 涉及安全仪表系统的安全生命周期中任何部分的工程师
考试合格者，将获得由BV颁发的“IEC 61511功能安全工程师”证书
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培训收益
为过程工业工程师或功能安全相关工作人员提供技术知识 帮助学员在IEC 61511标准的基础上提高开发安全产品的能力，深化专业知识 让从事功能安全的工程师获得证明其能力的专业证书
培训时长
3.5天培训+0.5天考试
培训及考试内容
规范及内容 规范的重要性 术语解读/安全事故历史 风险分析 风险分析及SIL分配 安全需求说明 SIS 设计 SIS的确认、操作及维护 SIS的设计修改及报废审核 管理体系、认证结论及问答
级） 2. 安全联锁报警（对于一般的工艺操作参数都会有设定的报警值和联锁值） 3. 联锁动作和投运显示
安全联锁系统的附加功能： 1.安全联锁的预报警功能 2.安全联锁延时 3.第一事故原因区别 4.安全联锁系统的投入和切换 5.分级安全联锁 6.手动紧急停车 7.安全联锁复位
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必维国际检验集团
目标对象
本课程适合过程工业(石化厂、化学工厂、火力发电厂等)中从事自动控制安全仪表系统应用的工 程人员参加，包括但不限于： 需了解 IEC 61508 & IEC 61511概念及准则的企业管理人员 企业中负责风险评估的人员及主管 负责安全仪表系统设计的主管 从事安全仪表系统设计、风险分析与风险减轻的工程师 涉及安全仪表系统的安全生命周期中任何部分的工程师
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IEC61511又进一步指出，SIS可以包括，也可以不包括软件。 另外，当操作人员的手动操作被视为SIS的有机组成部分时， 必须在安全规格书（Safety Requirement Specification,SRS)中 对人员操作动作的有效性和可靠性做出明确规定，并包括在 SIS的绩效计算中。
从SIS的发展过程看，其控制单元部分经历了电气继电器 （Electrical）、电子固态电路（Electronic）和可编程电子系 统（Programmable Electronic System），即E/E/PES三个阶段。
② 2006年、2007年等同采用IEC61508、IEC61511的中国 国家标准GB/T20438、GB/T21109相继发布，中国的 功能安全标准开始规范我国的功能安全工作。
SIS的相关标准及认证机构
③ 国际电工委员会1997年制定的IEC 61508/61511标准， 对用机电设备（继电器）、固态电子设备、可编程电 子设备（PLC）构成的安全联锁系统的硬件、软件及 应用作出了明确规定。
2 SIS的相关标准及认证机构
SIS的相关标准及认证机构
鉴于SIS涉及到人员、设备、环境的安全，因此各国均 制定了相关的标准、规范，使得SIS的设计、制造、使 用均有章可循。并有权威的认证机构对产品能达到的 安全等级进行确认。这些标准、规范及认证机构主要 有：
① 我国石化集团制定的行业标准SHB-Z06-1999《石油化 工紧急停车及安全联锁系统设计导则》。
图1 SIS的构成
下图为由PES构成的SIS
检测单元
输入模块
PES 控制模块
输出模块
执行单元
SIS安全仪表系统
• SIS仪表安包含全控制功能，也可包含仪表安全保护功 能，或包含这两者。
• 需要说明的是，这里所说的仪表控制功能，是指以连 续模式（Continuous Mode）操作并具有特定的SIL,用 于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果，与常规 的PID控制功能是完全不同的概念。
SIS安全仪表系统
按照SIS的定义，下述系统均属于安全仪表系统： • 安全联锁系统（Safety Interlock System—SIS） • 安全关联系统（Safety Related System—SRS） • 仪表保护系统（Instrument Protective System—IPS） • 透平压缩机集成控制系统（Integrated Turbo &
工程师培训资料
• 标题：石油化工安全仪表SIS系统培训（高端培训） • 培训人：xx
SIS安全仪表系统
1 安全仪表系统概述
2 SIS的相关标准及认证机构 3 SIS和DCS的比较 4 SIS设计应遵循的原则 5 故障安全原则
6 隐故障与显故障
7 安全性及响应失效率
8 可用性及可用度 9 冗余和容错 10 普通PLC和安全PLC的区别 11 逻辑运算的基本规则
图2 安全仪表回路图
图2 说明
1. L液面超高-L1接点闭合-Z带电。 2. Z1常闭接点打开，S线圈断电。 3. S电磁阀切断，往调节阀膜头的控制信号调节阀切断
工艺进料，完成联锁保护作用。
4. K起：按钮开关：起动联锁保护回路兼有复位作用。 5. K停：起人工强制起动联锁保护作用。 6. K旁：旁路联锁保护作用，用于开车或检修联锁信号
④ 美国仪表学会制定的ISA-S84.01-1996《安全仪表系统 在过程工业中的应用》。
⑤ 美国化学工程学会制定的AICHE（ccps）-1993， 《化学过程的安全自动化导则》。
⑥ 英国健康与安全执行委员会制定的Байду номын сангаасSE PES-1987， 《可编程电子系统在安全领域的应用》。
SIS的相关标准及认证机构
• SIS可以包括或不包括软件 • SIS的一部分也可能是人的动作
SIS安全仪表系统
如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安 全仪表功能。对这个安全仪表功能完整的描述是：当 容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器（图3） 使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号，使调节 阀切断容器A进料，这个动作要在3秒内完成，安全 等级必须达到SIL2。这是一个安全仪表功能的完整 描述，而所谓的安全仪表系统，则是类似一个或多个 这样的安全仪表功能的集合。
1 安全仪表系统概述
在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。
IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安 全仪表功能（Safety Instrumented System）的仪表系统。SIS 是由传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最 终元件（如电磁阀、电动门等）的组合组成。
仪表。
图3 SIS逻辑图
SIS安全仪表系统
大多石油和化工生产过程具有高温、高压、易燃、易爆、 有毒等危险。当某些工艺参数超出安全极限，未及时处 理或处理不当时，便有可能造成人员伤亡、设备损坏、 周边环境污染等恶性事故。这就是说，从安全的角度出 发，石油和化工生产过程自身存在着固有的风险。
总之，SIS是一种经专门机构认证，具有一定安全完整性 水平，用于降低生产过程风险的仪表安全保护系统。它 不仅能响应生产过程因超过安全极限而带来的风险，而 且能检测和处理自身的故障，从而按预定条件或程序使 生产过程处于安全状态，以确保人员、设备及工厂周边 环境的安全。
⑦ 德国国家标准中有安全系统制造厂商标准-DIN V VDE 0801、过程操作用户标准-DIN V 19250和DIN V 19251、燃烧管理系统标准-DIN VDE 0116等。
⑧ 德国技术监督协会（TÜV）是一个独立的、权威的认 证机构，它按照德国国家标准（DIN），将ESD所达 到的安全等级分为AK1～AK8，AK8安全级别最高。 其中AK4、AK5、AK6为适用于石油和化学工业 取得 TUV认证的SIS产品
Compressor Control System—ITCC） • 火灾及气体检测系统（Fire and gas systems—F&G） • 紧急停车系统（Emergency Shutdown Device—ESD） • 燃烧管理系统（Burner Management System） • 列车自动防护系统（ATP）
从SIS的发展过程看，其控制单元部分经历了电气继电器 （Electrical）、电子固态电路（Electronic）和可编程电子系 统（Programmable Electronic System），即E/E/PES三个阶段。
② 2006年、2007年等同采用IEC61508、IEC61511的中国 国家标准GB/T20438、GB/T21109相继发布，中国的 功能安全标准开始规范我国的功能安全工作。
SIS的相关标准及认证机构
③ 国际电工委员会1997年制定的IEC 61508/61511标准， 对用机电设备（继电器）、固态电子设备、可编程电 子设备（PLC）构成的安全联锁系统的硬件、软件及 应用作出了明确规定。
2 SIS的相关标准及认证机构
SIS的相关标准及认证机构
鉴于SIS涉及到人员、设备、环境的安全，因此各国均 制定了相关的标准、规范，使得SIS的设计、制造、使 用均有章可循。并有权威的认证机构对产品能达到的 安全等级进行确认。这些标准、规范及认证机构主要 有：
① 我国石化集团制定的行业标准SHB-Z06-1999《石油化 工紧急停车及安全联锁系统设计导则》。
图1 SIS的构成
下图为由PES构成的SIS
检测单元
输入模块
PES 控制模块
输出模块
执行单元
SIS安全仪表系统
• SIS仪表安包含全控制功能，也可包含仪表安全保护功 能，或包含这两者。
• 需要说明的是，这里所说的仪表控制功能，是指以连 续模式（Continuous Mode）操作并具有特定的SIL,用 于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果，与常规 的PID控制功能是完全不同的概念。
SIS安全仪表系统
按照SIS的定义，下述系统均属于安全仪表系统： • 安全联锁系统（Safety Interlock System—SIS） • 安全关联系统（Safety Related System—SRS） • 仪表保护系统（Instrument Protective System—IPS） • 透平压缩机集成控制系统（Integrated Turbo &
工程师培训资料
• 标题：石油化工安全仪表SIS系统培训（高端培训） • 培训人：xx
SIS安全仪表系统
1 安全仪表系统概述
2 SIS的相关标准及认证机构 3 SIS和DCS的比较 4 SIS设计应遵循的原则 5 故障安全原则
6 隐故障与显故障
7 安全性及响应失效率
8 可用性及可用度 9 冗余和容错 10 普通PLC和安全PLC的区别 11 逻辑运算的基本规则
图2 安全仪表回路图
图2 说明
1. L液面超高-L1接点闭合-Z带电。 2. Z1常闭接点打开，S线圈断电。 3. S电磁阀切断，往调节阀膜头的控制信号调节阀切断
工艺进料，完成联锁保护作用。
4. K起：按钮开关：起动联锁保护回路兼有复位作用。 5. K停：起人工强制起动联锁保护作用。 6. K旁：旁路联锁保护作用，用于开车或检修联锁信号
④ 美国仪表学会制定的ISA-S84.01-1996《安全仪表系统 在过程工业中的应用》。
⑤ 美国化学工程学会制定的AICHE（ccps）-1993， 《化学过程的安全自动化导则》。
⑥ 英国健康与安全执行委员会制定的Байду номын сангаасSE PES-1987， 《可编程电子系统在安全领域的应用》。
SIS的相关标准及认证机构
• SIS可以包括或不包括软件 • SIS的一部分也可能是人的动作
SIS安全仪表系统
如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安 全仪表功能。对这个安全仪表功能完整的描述是：当 容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器（图3） 使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号，使调节 阀切断容器A进料，这个动作要在3秒内完成，安全 等级必须达到SIL2。这是一个安全仪表功能的完整 描述，而所谓的安全仪表系统，则是类似一个或多个 这样的安全仪表功能的集合。
1 安全仪表系统概述
在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。
IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安 全仪表功能（Safety Instrumented System）的仪表系统。SIS 是由传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最 终元件（如电磁阀、电动门等）的组合组成。
仪表。
图3 SIS逻辑图
SIS安全仪表系统
大多石油和化工生产过程具有高温、高压、易燃、易爆、 有毒等危险。当某些工艺参数超出安全极限，未及时处 理或处理不当时，便有可能造成人员伤亡、设备损坏、 周边环境污染等恶性事故。这就是说，从安全的角度出 发，石油和化工生产过程自身存在着固有的风险。
总之，SIS是一种经专门机构认证，具有一定安全完整性 水平，用于降低生产过程风险的仪表安全保护系统。它 不仅能响应生产过程因超过安全极限而带来的风险，而 且能检测和处理自身的故障，从而按预定条件或程序使 生产过程处于安全状态，以确保人员、设备及工厂周边 环境的安全。
⑦ 德国国家标准中有安全系统制造厂商标准-DIN V VDE 0801、过程操作用户标准-DIN V 19250和DIN V 19251、燃烧管理系统标准-DIN VDE 0116等。
⑧ 德国技术监督协会（TÜV）是一个独立的、权威的认 证机构，它按照德国国家标准（DIN），将ESD所达 到的安全等级分为AK1～AK8，AK8安全级别最高。 其中AK4、AK5、AK6为适用于石油和化学工业 取得 TUV认证的SIS产品
Compressor Control System—ITCC） • 火灾及气体检测系统（Fire and gas systems—F&G） • 紧急停车系统（Emergency Shutdown Device—ESD） • 燃烧管理系统（Burner Management System） • 列车自动防护系统（ATP）