安全仪表系统专题培训课件
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《仪表安全技术培训》课件
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安全管理体系建设与完善
安全管理制度
建立和完善仪表安全管理制度，明确各级职责和 工作流程，确保安全管理体系的有效运行。
安全监测与评估
加强仪表安全监测和评估工作，及时发现和解决 安全隐患，确保仪表设备的安全运行。
应急预案与演练
制定和实施仪表安全应急预案，定期进行演练和 培训，提高应对突发事件的能力和水平。
《仪表安全技术培训》ppt课 件
目录
CONTENTS
• 仪表安全概述 • 仪表安全技术基础 • 仪表安全运行管理 • 仪表安全事故案例分析 • 仪表安全培训与教育 • 仪表安全未来发展趋势
01
CHAPTER
仪表安全概述
仪表安全定义
仪表安全是指在工业生产过程中，通过采取一系列措施，确保仪表设备、控制系 统和相关设施在正常操作、异常情况和事故时都能保持安全稳定，从而降低事故 发生的风险。
随着自动化技术的不断发展，仪表安全技术将更加智能化和自主化 ，能够实现远程控制和实时监测，提高安全性和可靠性。
物联网技术
物联网技术的应用将促进仪表设备之间的互联互通，实现数据共享 和协同工作，提高工作效率和安全性。
人工智能技术
人工智能技术的应用将使仪表安全系统具备自主学习和决策能力，能 够自动识别和预防潜在的安全隐患，提高安全性和预防性。
培训效果评估与改进
评估方式
考试、问卷调查、实际操 作考核等。
评估内容
学员对仪表安全技术的掌 握程度、对安全操作规程 的遵守情况、对仪表维护 保养的掌握程度等。
改进措施
根据评估结果，对培训内 容、方式等进行调整和优 化，提高培训效果。
06
CHAPTER
仪表安全未来发展趋势
安全仪表系统及其功能安全 PPT
安全仪表功能SIF Safety Instrumented Function
--每个SIF针对特定的风险 --每套SIS可以执行多个SIF --安全功能和安全仪表功能 --危险出现时，要求SIS正确执行对应的SIF
（二）作用
监视生产过程的状态，在出现危险的条件时，自动执 行其规定的安全仪表功能，防止危险事件发生，或减轻危 险事件造成的影响。
工厂内部紧急应对计划 周边区域防灾计划
工厂内部的应急计划 周边居民、公共设施的应急计划
保护层模型 （洋葱模型）
1
LOPA
Layer of protection analysis
社区紧急响应 全厂紧急响应 物理防护(防护堤) 物理防护(释放设备) SIS自动动作
关键报警, 操作员监控, 人工干预
基本控制, 工艺报警, 操作员监控
Gellingen-比利时
2004.07.30
24 人死亡 132 人受伤
© HIMA 2008
• 安全系统已经发现泄漏，提示停 • 影响后续电厂，当地市区30%电力 • 坚持运转，七人一组寻找漏点 • 一组找到漏点，恰逢燃爆，当场全部死亡
仅有安全系统是不够的
2005年10月10日
英国Buncefield储油终端爆炸和火灾事故
SH/T 3018-2003石油化工安全仪表系统设计规范 用仪表实现安全功能的系统。系统包括传感器，逻辑运算器，最终 执行元件及相应软件等。
IEC 61511 （GB/T20119） Functionalsafety: safety instrumente d systems for the process industry sector 用来完成一个或多个安全仪表功能的仪表系统。安全仪表系统由传 感器，运算器和最终元件组合而成。
安全仪表系统SIS专题培训课件
2、冗余（用多个相同的模块或部件实现特定功能或数据处理） 2.1 元件冗余：具有指定的独立的N：1重元件，并且自动检测故障，切换到后备 设备上；
2.2 表决（用多数原则确定结论）结构：如三取二表决电路，排除由于元件故障而 出现的虚假动作，避免不应有的停车事故。
3、故障安全（安全仪表系统发生故障时，使被控制过程转入预定安全状态） 3.1 报警、联锁的检测元件接点采用正常时闭合，越限时断开； 3.2 执行元件在系统正常时应是励磁（带电）状态，非正常时应是非励磁（不带电） 状态，重要联锁电磁阀采用双三通电磁阀，即两个电磁阀并联运行，防止电磁阀 出故障；
安全仪表系统(Safety Instrumented System - SIS)包括传感器（Sensor）、逻辑 运算器（Logic solver) 和最终执行元件(Final element) 。 1.1 SIS传感器选用： 独立设置原则： 1级 SIS传感器可与DCS共用；
2级 SIS传感器宜与DCS分开； 3级 SIS传感器应与DCS分开； 冗余设置原则： 1级 SIS传感器可采用单一的传感器； 2级 SIS传感器宜采用冗余的传感器； 3级 SIS传感器应采用冗余的传感器； 冗余选择原则：保证系统的安全性时，采用“或”逻辑结构；
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；
2级SIS阀门宜于DCS分开；
3级SIS阀门宜于DCS分开；
2.2 表决（用多数原则确定结论）结构：如三取二表决电路，排除由于元件故障而 出现的虚假动作，避免不应有的停车事故。
3、故障安全（安全仪表系统发生故障时，使被控制过程转入预定安全状态） 3.1 报警、联锁的检测元件接点采用正常时闭合，越限时断开； 3.2 执行元件在系统正常时应是励磁（带电）状态，非正常时应是非励磁（不带电） 状态，重要联锁电磁阀采用双三通电磁阀，即两个电磁阀并联运行，防止电磁阀 出故障；
安全仪表系统(Safety Instrumented System - SIS)包括传感器（Sensor）、逻辑 运算器（Logic solver) 和最终执行元件(Final element) 。 1.1 SIS传感器选用： 独立设置原则： 1级 SIS传感器可与DCS共用；
2级 SIS传感器宜与DCS分开； 3级 SIS传感器应与DCS分开； 冗余设置原则： 1级 SIS传感器可采用单一的传感器； 2级 SIS传感器宜采用冗余的传感器； 3级 SIS传感器应采用冗余的传感器； 冗余选择原则：保证系统的安全性时，采用“或”逻辑结构；
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；
2级SIS阀门宜于DCS分开；
3级SIS阀门宜于DCS分开；
安全仪表系统优质课件专业知识讲座
事故总损失 请联系本人或网站删除。
单位:10亿美元
1.6 1.4 1.2
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 1959-63
1964-68
1969-73
1974-78
1979-83
1984-88
摘自美国 《石油和天然气》杂志 1990年8月27日刊
6
本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，
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什么是FSC系统
FSC－即故障安全控制系统 (Fail Safe Control) 在过程工业中起联锁保护作用，是在传统PLC基础
上发展起来的。
SMS － Safety Management System 安全管理系统机构
请联系本人或网站删除。
微处理器系统
模块化结构 微处理器/软件执行逻辑 通过软件重新编程
优点
灵活性 模块化结构 安装密度最高 测试与自诊断功能 串行通信 有报告文档
不足
基于软件(可靠性/保密性) 同原因故障 与其它设备的通信 费用
注：此处的不足是对一般的 微处理器系统而言。
12
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工作机理
传感器
输入模块
数字 输入
模拟 输 入
数字 输入
模拟 输入
数字 输入
逻辑模块
与门
计时
输出模块
输出
输出
或门
输出
13
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单位:10亿美元
1.6 1.4 1.2
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 1959-63
1964-68
1969-73
1974-78
1979-83
1984-88
摘自美国 《石油和天然气》杂志 1990年8月27日刊
6
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什么是FSC系统
FSC－即故障安全控制系统 (Fail Safe Control) 在过程工业中起联锁保护作用，是在传统PLC基础
上发展起来的。
SMS － Safety Management System 安全管理系统机构
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微处理器系统
模块化结构 微处理器/软件执行逻辑 通过软件重新编程
优点
灵活性 模块化结构 安装密度最高 测试与自诊断功能 串行通信 有报告文档
不足
基于软件(可靠性/保密性) 同原因故障 与其它设备的通信 费用
注：此处的不足是对一般的 微处理器系统而言。
12
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工作机理
传感器
输入模块
数字 输入
模拟 输 入
数字 输入
模拟 输入
数字 输入
逻辑模块
与门
计时
输出模块
输出
输出
或门
输出
13
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《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。
《安全仪表系统》课件
安全仪表系统的组成
传感器、逻辑控制器、执行器等部分 组成，各部分相互协作，共同实现安 全仪表系统的功能。
安全仪表系统的功能与作用
监工艺过程中的各种参数， 如温度、压力、流量等，及 时发现异常情况。
控制工艺参数
根据工艺要求和安全标准， 安全仪表系统能够控制和调 节工艺参数，确保生产过程 的安全稳定。
硬件升级
根据需要，对安全仪表系统的硬件进行升级，以提高其性能和可 靠性。
软件优化
对安全仪表系统的软件进行优化，提高其处理速度和稳定性。
配置调整
根据实际情况，对安全仪表系统的配置进行调整，以更好地满足 实际需求。
05
安全仪表系统的发展 趋势与展望
安全仪表系统的发展历程与现状
安全仪表系统的发展历程
从早期的机械式安全阀到现代的电子式安全控制系统，安全仪表系统经历了多 个阶段的演变。
集成化
随着企业生产规模的扩大和安全 标准的提高，安全仪表系统的集 成化程度也将越来越高，能够实 现多个子系统的统一监控和管理
。
安全仪表系统的发展展望
标准化
未来，安全仪表系统的设计、安 装、调试、维护等环节将逐步实 现标准化，以提高系统的可靠性 和安全性。
模块化
为了方便系统的扩展和维护，未 来的安全仪表系统将采用模块化 设计，使得各个模块能够独立工 作，降低系统的复杂性和风险。
安全仪表系统的现状
目前，安全仪表系统广泛应用于石油、化工、制药、食品等高危行业，成为保 障生产安全的重要手段。
安全仪表系统的发展趋势
智能化
随着物联网、大数据等技术的发 展，安全仪表系统正朝着智能化 方向发展，能够实现远程监控、
预警分析等功能。
冗余设计
为了提高系统的可靠性和安全性 ，未来的安全仪表系统将采用冗 余设计，确保在部分组件发生故 障时仍能保证系统的正常运行。
传感器、逻辑控制器、执行器等部分 组成，各部分相互协作，共同实现安 全仪表系统的功能。
安全仪表系统的功能与作用
监工艺过程中的各种参数， 如温度、压力、流量等，及 时发现异常情况。
控制工艺参数
根据工艺要求和安全标准， 安全仪表系统能够控制和调 节工艺参数，确保生产过程 的安全稳定。
硬件升级
根据需要，对安全仪表系统的硬件进行升级，以提高其性能和可 靠性。
软件优化
对安全仪表系统的软件进行优化，提高其处理速度和稳定性。
配置调整
根据实际情况，对安全仪表系统的配置进行调整，以更好地满足 实际需求。
05
安全仪表系统的发展 趋势与展望
安全仪表系统的发展历程与现状
安全仪表系统的发展历程
从早期的机械式安全阀到现代的电子式安全控制系统，安全仪表系统经历了多 个阶段的演变。
集成化
随着企业生产规模的扩大和安全 标准的提高，安全仪表系统的集 成化程度也将越来越高，能够实 现多个子系统的统一监控和管理
。
安全仪表系统的发展展望
标准化
未来，安全仪表系统的设计、安 装、调试、维护等环节将逐步实 现标准化，以提高系统的可靠性 和安全性。
模块化
为了方便系统的扩展和维护，未 来的安全仪表系统将采用模块化 设计，使得各个模块能够独立工 作，降低系统的复杂性和风险。
安全仪表系统的现状
目前，安全仪表系统广泛应用于石油、化工、制药、食品等高危行业，成为保 障生产安全的重要手段。
安全仪表系统的发展趋势
智能化
随着物联网、大数据等技术的发 展，安全仪表系统正朝着智能化 方向发展，能够实现远程监控、
预警分析等功能。
冗余设计
为了提高系统的可靠性和安全性 ，未来的安全仪表系统将采用冗 余设计，确保在部分组件发生故 障时仍能保证系统的正常运行。
安全仪表系统培训
一些小型SIS的响应时间更短。 • （7）可实现从传感器到执行元件所组成的整个回路的安全性设计，具有
I/O短路、断线等监测功能。
安全仪表系统组成
人机接口
逻辑子系 统（狭义 SIS系统）
测量元件和 执行元件
逻辑子系统_ TMR
• SIS的主流系统结构主要有TMR（三重化）、2oo4D（四重化）2种。
• （2）具有覆盖面广、安全性高、有自诊断功能，能够检测并预防潜在的危 险。
• （3）容错性的多重冗余系统，SIS一般采用多重冗余结构以提高系统的硬件 故障裕度，单一故障不会导致SIS安全功能丧失。
• （4）应用程序容易修改，可根据实际需要对软件进行修改。 • （5）自诊断覆盖率大，工人维修时需要检查的点数比较少。 • （6）响应速度快，从输入变化到输出变化的响应时间一般在10—50ms左右，
动作迅速，防爆相对来说价格比电动阀低，但如果配大品牌的附件
价格就会比电动阀贵。
•
动作元件类型_气动和电动优缺点
• 二、电动阀和气动阀优缺点 • 1、电动阀的优点：对液体介质和大管径气
体效果好，不受气候与空气压力影响。 • 缺点：成本高、不适用于潮湿环境。 • 2、气动阀的优点：对气体介质和小管径液
逻辑子系统相关模块
I/O模块实例-ET200M，是西门子现代自动化控制系统灵活、高效的分布
式自动化解决方案。ET 200M高效、多功能的 SIMATIC ET 200M 系列分布 式 I/O 可以帮助您发挥生产的潜力。您可以量身定制符合自己需求的分布式 自动化系统，ET 200M既可以安装在控制柜里，也可以直接安装在设备本身 上。ET 200M是西门子SIS系统S7-400F/FH专用I/O模块。
• TMR结构：它将三路隔离、并行的控制系统（每路称为一个分电路） 和广泛的诊断集成在一个系统中，用三取二表决提供高度完善、无 差错，不会中断的控制。TRICON、ICS、康吉森TSxPlus、HollySys等 均是采用TMR结构的系统。
I/O短路、断线等监测功能。
安全仪表系统组成
人机接口
逻辑子系 统（狭义 SIS系统）
测量元件和 执行元件
逻辑子系统_ TMR
• SIS的主流系统结构主要有TMR（三重化）、2oo4D（四重化）2种。
• （2）具有覆盖面广、安全性高、有自诊断功能，能够检测并预防潜在的危 险。
• （3）容错性的多重冗余系统，SIS一般采用多重冗余结构以提高系统的硬件 故障裕度，单一故障不会导致SIS安全功能丧失。
• （4）应用程序容易修改，可根据实际需要对软件进行修改。 • （5）自诊断覆盖率大，工人维修时需要检查的点数比较少。 • （6）响应速度快，从输入变化到输出变化的响应时间一般在10—50ms左右，
动作迅速，防爆相对来说价格比电动阀低，但如果配大品牌的附件
价格就会比电动阀贵。
•
动作元件类型_气动和电动优缺点
• 二、电动阀和气动阀优缺点 • 1、电动阀的优点：对液体介质和大管径气
体效果好，不受气候与空气压力影响。 • 缺点：成本高、不适用于潮湿环境。 • 2、气动阀的优点：对气体介质和小管径液
逻辑子系统相关模块
I/O模块实例-ET200M，是西门子现代自动化控制系统灵活、高效的分布
式自动化解决方案。ET 200M高效、多功能的 SIMATIC ET 200M 系列分布 式 I/O 可以帮助您发挥生产的潜力。您可以量身定制符合自己需求的分布式 自动化系统，ET 200M既可以安装在控制柜里，也可以直接安装在设备本身 上。ET 200M是西门子SIS系统S7-400F/FH专用I/O模块。
• TMR结构：它将三路隔离、并行的控制系统（每路称为一个分电路） 和广泛的诊断集成在一个系统中，用三取二表决提供高度完善、无 差错，不会中断的控制。TRICON、ICS、康吉森TSxPlus、HollySys等 均是采用TMR结构的系统。
仪表安全ppt课件
参数设置
根据实际需要设置仪表参数，并确保参数设 置正确无误。
运行监控
在仪表运行过程中，密切监控各项参数变化 ，确保仪表正常运行。
异常处理
如遇仪表异常或故障，应立即停机并联系专 业人员进行检修。
操作后检查与维护
01
数据记录
将仪表运行数据记录在案，以便后 续分析和处理。
定期校准
根据规定对仪表进行定期校准，确 保仪表测量精度。
03
02
清洁保养
定期对仪表进行清洁保养，保持仪 表的良好状态。
备件储备
储备一定数量的仪表备件，以备不 时之需。
04
CHAPTER 05
仪表安全事故案例分析
案例一：某化工厂爆炸事故
事故概述
某化工厂因仪表故障导致反应釜 内的化学物质失控，引发爆炸和 大火，造成严重人员伤亡和财产
损失。
事故原因
仪表故障导致温度和压力控制失 效，化学物质反应失控。
安全意识教育与宣传
安全意识教育
通过日常教育和宣传，提高员工对仪表安全的认 识和重视程度，增强安全意识。
安全宣传活动
组织安全宣传活动，如安全知识竞赛、安全文化 周等，营造关注安全的氛围。
宣传渠道建设
利用企业内部媒体、宣传栏、微信公众号等多种 渠道，广泛传播仪表安全知识和信息。
安全文化培育与建设
安全文化理念
CHAPTER 03
仪表安全防护措施
防爆安全措施
01
02
03
防爆电气设备选择
根据爆炸性气体环境，选 择合适的防爆电气设备， 如隔爆型、增安型等。
防爆设施安装
确保防爆电气设备安装规 范，紧固件齐全，通风口 、电缆入口密封良好。
防爆检查维护
《仪表安全技术培训》课件
展望仪表安全领域的未来发展趋势和创新。
流量计
解读流量计的原理和它在流 体传输中的作用。
液位计
深入了解液位计的种类以及其在各种类型容器 中的应用。
电力仪表
介绍电力仪表及其在电力系统中的重要性。
仪表安全的重要性
1 事故案例说明
通过事故案例展示仪表安全的重要性以及可 能的后果。
2 风险评估方法论
学习如何进行风险评估，以确保仪表的安全 性。
识别仪表问题
《仪表安全技术培训》 PPT课件
欢迎来到《仪表安全技术培训》课件！在这个课程中，我们将深入探讨仪表 安全的重要性以及如何识别和解决仪表问题。
安全介绍
什么是仪表安全？为什么要关注仪表安全？让我们一起来了解仪表安全的概念和由来。
常见仪表类型
压力表
了解压力表的工作原理和常 见应用场景。
温度计
探索温度计的多样性和在工 业中的重要性。
1 质量问题
了解仪表质量问题的常见迹象和如何识别。
2 安全问题
学习如何识别可能导致安全问题的仪表故障。
仪表检查与维护
1
定期检查
学习如何进行定期检查以确保仪表的准确性和安全性。
2
常见故障解Leabharlann 方法探索常见的仪表故障并学习如何解决。
总结
保证仪表安全的意义
总结仪表安全对工业生产和操作的意义。
未来发展趋势
流量计
解读流量计的原理和它在流 体传输中的作用。
液位计
深入了解液位计的种类以及其在各种类型容器 中的应用。
电力仪表
介绍电力仪表及其在电力系统中的重要性。
仪表安全的重要性
1 事故案例说明
通过事故案例展示仪表安全的重要性以及可 能的后果。
2 风险评估方法论
学习如何进行风险评估，以确保仪表的安全 性。
识别仪表问题
《仪表安全技术培训》 PPT课件
欢迎来到《仪表安全技术培训》课件！在这个课程中，我们将深入探讨仪表 安全的重要性以及如何识别和解决仪表问题。
安全介绍
什么是仪表安全？为什么要关注仪表安全？让我们一起来了解仪表安全的概念和由来。
常见仪表类型
压力表
了解压力表的工作原理和常 见应用场景。
温度计
探索温度计的多样性和在工 业中的重要性。
1 质量问题
了解仪表质量问题的常见迹象和如何识别。
2 安全问题
学习如何识别可能导致安全问题的仪表故障。
仪表检查与维护
1
定期检查
学习如何进行定期检查以确保仪表的准确性和安全性。
2
常见故障解Leabharlann 方法探索常见的仪表故障并学习如何解决。
总结
保证仪表安全的意义
总结仪表安全对工业生产和操作的意义。
未来发展趋势
安全仪表系统(SIS )培训讲义 PPT
17
SIS的相关标准及认证机构
在国内石化行业中应用的SIS产品中，经过TUV认证的主要 有：
Tricon、Triden，美国Triconex公司开发用于压缩机综合 控制（ITCC）和紧急停车系统。安全等级为AK6 （SIL3）。 FSC（Fail safe control），由荷兰P&F（Pepper&Fuchs） 公司开发，1994年被Honeywell公司收购。安全等级可达 AK6（SIL3）
20
SIS的相关标准及认证机构
Regent Trusted，美国ICS利用宇航技术开发的安全系统。 安全等级AK4~AK6（SIL2~SIL3）； GMR90-70，美国GE Fanuc公司开发。其中GMR90-70(模 块式冗余容错)的安全等级为class 5（2oo3），class 4 （1oo2）和class 5（2oo2）； TRIGUARD SC300E， AUGUST公司开发，1999年成为 ABB集团成员之一，安全等级为class 5和class 6，系统结 构为2oo3； Safeguard 400&300，ABB Industry公司开发，系统结构 1oo2D。
7
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。
你们好
安全仪表系统(SIS )
《安全仪表系统》课件
2 数字信号
3 无线信号
常用的传输方式有RS485、 MODBUS、PRi等。
报警和保护
安全仪表能够根据设定的规则和阈值，发出警报并采取相应的措施，以保护人员和设备。
事故预防
通过对生产过程中的安全性能进行监测和分析，可以预防事故的发生，提高生产效率。
安全仪表分类及其特点
分类
• 传感器类 • 控制类 • 显示类 • 报警类
特点
• 稳定性高 • 灵敏度高 • 精度高 • 可靠性强
《安全仪表系统》PPT课 件
本课件将系统地介绍安全仪表系统的知识，包括基础知识，概述，作用和重 要性，分类和特点，调试和校准，维护和保养，接口技术，信号处理和传输。
仪表系统基础知识
1 定义
仪表系统是指通过检测、测量、控制、记录等手段，监控和评估生产过程中各种参数的 一种设备。
2 组成
仪表系统通常由感知元件、传输元件、处理元件和显示元件等多个组成部分构成。
3 应用领域
广泛应用于化工、电力、能源、医疗等各个行业中的生产过程控制中。
安全仪表系统概述
安全仪表系统是指用于监测和保护生产过程中的安全性能的一种仪表系统。它可以帮助预防事故的发生，并保 障人员和设备的安全。
安全仪表的作用和重要性
安全监测
安全仪表可以对生产过程中的安全参数进行实时监测，及时发现异常情况。
安全仪表调试和校准
安全仪表调试和校准是保证其正常运行和准确性的重要环节。通过合理的调试和校准，可以保证安全仪表的精 度和可靠性。
安全仪表维护和保养
安全仪表的维护和保养是保证其长期正常运行的关键。包括定期检查、清洁、 保护和更换部件等工作。
仪表接口技术
1 模拟信号
常用的传输方式有电流信 号、电压信号等。
安全仪表系统PPT课件
析（PHASIL）
如何辨识SIF
根据工程文档确定SIF 安全完整性的选择从制定——安全仪表功能（SIF）的
列表开始。分析这些安全仪表功能，以确定它所需要达 到怎样的SIL，才能使过程风险降低到允许的水平。SIF 可以多种不同的信息源来确定。
什么是风险规律
将后果和可能性分别构成矩阵二维坐标（行*列） 中的一个，同时每一个矩阵元素为一个SIL。确定 了哪一个元素，对应于选择的后果和可能性分频， 该元素就是要增加的安全仪表功能必须达到的SIL 代表使一个具有相应后果和可能性的风险降低到可 容忍的范围所必要的风险降低总和。
可见事故发生概率是依于危险事件发生概率的，因 此说要求时失效概率可以反映安全仪表系统带来的 事故发生概率的降低。
要求时失效概率与SIL有着对应的关系，所以SIL反 映了安全功能对整体风险水平降低的作用程度。
SIL是什么
SIL是对安全仪表系统运行水平的一种衡量。 IEC61508中对安全完整性水平SIL的定义为：在一
定时间，一定条件下，安全相关系统执行其所规 定的安全功能的可能性。
选择安全完整性水平的目的是通过降低风险发生 的概率把系统的风险降低到一个可以接受的水平。
选择SIL是选择安全仪表功能SIF具备什么样的安全 完整性水平SIL(safety integrity level)
什么是安全仪表功能SIF IEC61508中定义安全功能为”由电子/电气/可 编程电子安全相关系统，其他技术安全相关系 统或外部风险降低设施执行的功能，该功能针 对某一特定危险事件使得或者维持受控设备处 于安全状态” IEC61511定义安全仪表功能为“达到功能安全所 必须的具有特定安全完整性水平的电子/电气/ 可编程电子安全功能。安全仪表功能既可以是 安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功 能。 安全仪表功能就是当潜在危险发生时安全仪表 系统为了整个过程的安全所采取的动作。
如何辨识SIF
根据工程文档确定SIF 安全完整性的选择从制定——安全仪表功能（SIF）的
列表开始。分析这些安全仪表功能，以确定它所需要达 到怎样的SIL，才能使过程风险降低到允许的水平。SIF 可以多种不同的信息源来确定。
什么是风险规律
将后果和可能性分别构成矩阵二维坐标（行*列） 中的一个，同时每一个矩阵元素为一个SIL。确定 了哪一个元素，对应于选择的后果和可能性分频， 该元素就是要增加的安全仪表功能必须达到的SIL 代表使一个具有相应后果和可能性的风险降低到可 容忍的范围所必要的风险降低总和。
可见事故发生概率是依于危险事件发生概率的，因 此说要求时失效概率可以反映安全仪表系统带来的 事故发生概率的降低。
要求时失效概率与SIL有着对应的关系，所以SIL反 映了安全功能对整体风险水平降低的作用程度。
SIL是什么
SIL是对安全仪表系统运行水平的一种衡量。 IEC61508中对安全完整性水平SIL的定义为：在一
定时间，一定条件下，安全相关系统执行其所规 定的安全功能的可能性。
选择安全完整性水平的目的是通过降低风险发生 的概率把系统的风险降低到一个可以接受的水平。
选择SIL是选择安全仪表功能SIF具备什么样的安全 完整性水平SIL(safety integrity level)
什么是安全仪表功能SIF IEC61508中定义安全功能为”由电子/电气/可 编程电子安全相关系统，其他技术安全相关系 统或外部风险降低设施执行的功能，该功能针 对某一特定危险事件使得或者维持受控设备处 于安全状态” IEC61511定义安全仪表功能为“达到功能安全所 必须的具有特定安全完整性水平的电子/电气/ 可编程电子安全功能。安全仪表功能既可以是 安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功 能。 安全仪表功能就是当潜在危险发生时安全仪表 系统为了整个过程的安全所采取的动作。
安全仪表系统SIS培训
3. 可探测的和不可探测的“安全失效”， 会导致误跳车，把工艺带回安全状态；
4. 可探测的“危险失效”，可转换信号为 为“安全失效”，把工艺带回安全状态；
5. 不可探测的“危险失效”，不能被系统 设别，会导致安全事故。
安全可探测 ( SD)
( SU) 安全不可探测
危险失效
60%
S D
40%
安全失效
危险不可探测 ( DU)
DCS Indicator/
AlarmaTI/来自 CardESD SYSTEM
S SOV
I-P S SOV
SIS基本概念
SIS基本概念
一． 安全仪表系统（SIS）：
① 由多个变送器，逻辑处理器和终端元 件组成;
② 工艺偏离正常值时，能把系统带回安 全状态；
SIS基本概念
二．安全仪表功能（SIF）
Pressure = X
Temp. = Y
Volume = Z
3. 针对性的（Specificity）; 4. 可审计的（Auditability）。
三、独立保护层
独立保护层，是能防止工艺系统隐患发生的装置、系统或行动。
1. 主动独立保护层
2. 被动独立保护层
• 基本工艺控制系统
• 围堰/围堤
• 报警人工干预
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）；
3. D为危险失效率，由仪表商提供； 4. TI为仪表调试频率，由业主定义；
• 全开的排气筒
• 安全泄放阀门
4. 可探测的“危险失效”，可转换信号为 为“安全失效”，把工艺带回安全状态；
5. 不可探测的“危险失效”，不能被系统 设别，会导致安全事故。
安全可探测 ( SD)
( SU) 安全不可探测
危险失效
60%
S D
40%
安全失效
危险不可探测 ( DU)
DCS Indicator/
AlarmaTI/来自 CardESD SYSTEM
S SOV
I-P S SOV
SIS基本概念
SIS基本概念
一． 安全仪表系统（SIS）：
① 由多个变送器，逻辑处理器和终端元 件组成;
② 工艺偏离正常值时，能把系统带回安 全状态；
SIS基本概念
二．安全仪表功能（SIF）
Pressure = X
Temp. = Y
Volume = Z
3. 针对性的（Specificity）; 4. 可审计的（Auditability）。
三、独立保护层
独立保护层，是能防止工艺系统隐患发生的装置、系统或行动。
1. 主动独立保护层
2. 被动独立保护层
• 基本工艺控制系统
• 围堰/围堤
• 报警人工干预
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）；
3. D为危险失效率，由仪表商提供； 4. TI为仪表调试频率，由业主定义；
• 全开的排气筒
• 安全泄放阀门
最新课件ge安全仪表培训讲义(ppt)
传感器故障
软件故障原因： 程序错误、病 毒入侵、数据
溢出
处理方法：定 期检查、维护、 更新，确保设
备正常运行
安全仪表故障处理流程及方法
故障识别： 及时发现并 记录故障现 象
故障分析： 分析故障原 因，确定故 障处理方案
安全措施： 采取必要的 安全措施， 保障人员安 全
修复故障： 根据故障处 理方案修复 故障，恢复 仪表正常运 行
添加标题
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添加标题
安全措施：穿戴防护用品，遵循 操作规程，确保安全可靠
仪表校准：定期校准，确保测量 准确可靠
04
安全仪表操作规程及管理制度
安全仪表操作规程及步骤
操作规程：按照规定步骤进 行操作，确保安全
管理制度：制定管理制度， 规范操作流程，确保安全
安全仪表管理制度及要求
建立安全仪表管理制 度
稻壳学院
安全仪表培训讲义
单击添加副标题
汇报人：
目录
01
安全仪表概述02安全仪表故障Fra bibliotek处理03
安全仪表维护及保养
04
安全仪表操作规程及管理制度
05
安全仪表发展趋势及未来展望
06
总结
01
安全仪表概述
安全仪表的定义和作用
安全仪表的定义 安全仪表的作用 安全仪表的组成 安全仪表的分类
安全仪表的分类和组成
验证修复： 验证故障是 否已完全修 复，确保仪 表正常运行
03
安全仪表维护及保养
安全仪表维护保养周期及内容
周期：根据使用频率和维护需求进行定期 检查
内容：清洁、检查、调整、更换部件等
安全仪表维护保养注意事项及安全措施
软件故障原因： 程序错误、病 毒入侵、数据
溢出
处理方法：定 期检查、维护、 更新，确保设
备正常运行
安全仪表故障处理流程及方法
故障识别： 及时发现并 记录故障现 象
故障分析： 分析故障原 因，确定故 障处理方案
安全措施： 采取必要的 安全措施， 保障人员安 全
修复故障： 根据故障处 理方案修复 故障，恢复 仪表正常运 行
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安全措施：穿戴防护用品，遵循 操作规程，确保安全可靠
仪表校准：定期校准，确保测量 准确可靠
04
安全仪表操作规程及管理制度
安全仪表操作规程及步骤
操作规程：按照规定步骤进 行操作，确保安全
管理制度：制定管理制度， 规范操作流程，确保安全
安全仪表管理制度及要求
建立安全仪表管理制 度
稻壳学院
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01
安全仪表概述02安全仪表故障Fra bibliotek处理03
安全仪表维护及保养
04
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05
安全仪表发展趋势及未来展望
06
总结
01
安全仪表概述
安全仪表的定义和作用
安全仪表的定义 安全仪表的作用 安全仪表的组成 安全仪表的分类
安全仪表的分类和组成
验证修复： 验证故障是 否已完全修 复，确保仪 表正常运行
03
安全仪表维护及保养
安全仪表维护保养周期及内容
周期：根据使用频率和维护需求进行定期 检查
内容：清洁、检查、调整、更换部件等
安全仪表维护保养注意事项及安全措施
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中石化川气东送管道、涪陵-王场页岩气管道等输气管道已设置独 立的安全仪表系统；仪长复线仪征至九江段是管道公司第一条独立设 置安全仪表系统的管道，目前正在建设中。
二、行业现状及发展趋势 2、发展趋势
◆输油管道安全仪表系统独立于过程控制系统，单独设置； ◆输油管道安全仪表系统与过程控制系统合并设计，提高过程控制系 统PLC安全完整性等级，满足安全仪表系统的安全完整性等级要求。
在安全仪表领域，IEC 61508，IEC61511提供了很好的国际通用技 术规范和参考。IEC于2000年5月发布了IEC 61508标准，2003年1月 颁布IEC61511标准。这两个标准有很密切的关系，IEC 61508标准是 综合性基础标准，主要为装置的制造商和使用，IEC 61511可以说是 IEC 61508的延续，主要针对具体的仪器仪表设计者和使用者。
当安全完整性等级为SIL2及以上时，安全仪表系统与基本过程控制 系统应分开设置；安全仪表系统与基本过程控制系统合用时，共用部 分应与安全完整性等级相适应。
独立设置包括三个方面：检测元件、执行元件、逻辑控制器等。 2、故障安全原则
三、术语及定义 3、危险与可操作性分析（HAZOP, hazard and operability study）
由有经验的多专业的专家小组对工艺装置的设计和操作提出有关安 全上的问题，共同讨论解决问题的方法。 4、故障安全 fail safe
安全仪表系统发生故障时，被控制过程将转入预定安全状态。
四、安全仪表系统基本原则 1、独立设置原则
“从2018年1月1日起，所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和 危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。其他新建化工 装置、危险化学品储存设施安全仪表系统，从2020年1月1日起，应执 行功能安全相关标准要求，设计符合要求的安全仪表系统。 ”
二、行业现状及发展趋势 1、行业现状
中石油西气东输、西部原油成品油管道、兰郑长成品油管道、 中缅油气管道等国内重点长输管道工程已设置独立的安全仪表系统。
用来实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统。 3、紧急停车系统 （ESD，emergency shutdown system）
当生产过程出现紧急情况时，应在允许的时间内做出响应，及时地 发出保护信号，对管道或现场设备进行安全保护的系统。
一、系统的定义 3、火灾及可燃气体报警系统（FGS，fire & gas alarm System）
安全仪表系统 基本概念介绍
一、系统的定义 1、基本过程控制系统（BPCS，basic process control system）
不执行任何SIL≥1以上的安全仪表功能，响应过程测量以及其它相 关设备、其它仪表、控制系统或操作员的输入信号，按过程控制规律 、算法、方式，产生输出信号实现过程控制及其相关设备运行的系统 。 2、安全仪表系统（SIS，safety instrumented system）
目录
一、输油管道安全仪表系统提出的背景 二、安全仪表系统基本概念介绍 三、输油管道安全仪表系统设计方案 四、主流安全仪表系统介绍
0
输油管道安全仪表系统 提出的背景
1
一、标准规范及法律法规 1、国际标准 ◆ IEC61508 《电气、电子、可编程电子安全相关系统的功能安全》 ◆ IEC61511 《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》
二、系统间相ห้องสมุดไป่ตู้关系
二、系统间相互关系
三、术语及定义 1、安全完整性等级（SIL，safety integrity level）
用来规定分配给安全仪表系统的仪表安全功能的安全完整性要求的 离散等级（4个等级中的一个）。SIL 4是安全完整性的最高等级，SIL 1为最低等级。 2、安全仪表功能 （SIF, safety instrumented function）
一、标准规范及法律法规 2、国标及行标 ◆ GB/T 20438《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》( 等同采用IEC 61508) ◆ GB/T 21109《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》（等同采 用IEC 61511 ） ◆ GB/T 50770-2013石油化工安全仪表系统设计规范（针对石油化工 厂或装置） ◆SY/T6966-2013《输油气管道工程安全仪表系统设计规范》（2014 年4月1日实施，适用于陆上原油、成品油和天然气管道）
能够检测到工艺装置区火灾及可燃气体泄漏并发出报警的系统。 4、消防控制系统
接收火灾信号，并按预设逻辑完成各项消防功能的控制系统。
二、系统间相互关系 站控制系统宜由基本过程控制系统、安全仪表系统和消 防控制系统组成。 1、未设置消防控制系统的站场，火灾和可燃气体报警系统 报警信号应引入安全仪表系统。 2、 设置消防控制系统的站场，火灾和可燃气体报警系统应 纳入消防控制系统。消防控制系统启动信号、报警信号引入安 全仪表系统，由安全仪表系统完成相关的联锁保护。
具有某个特定SIL等级，用以达到功能安全的安全功能。它既可以 是一个仪表安全保护功能，也可以是仪表安全控制功能。
三、术语及定义 IEC61508中对安全完整性等级SIL的定义为：在一定时间，一定 条件下，安全相关系统执行其所规定的安全功能的可能性。选择安全 完整性等级的目的是通过降低风险发生的概率把系统的风险降低到一 个可以接受的等级。 安全仪表功能就是当潜在危险发生时安全仪表系统为了整个过程 的安全所采取的动作。安全仪表功能要做的第一件事判别危险的出现 。接下来考虑安全仪表功能动作后要将过程带入什么样的安全状态。 最后安全仪表功能具体应该做什么才能使过程进入安全状态
3、法律法规
一、标准规范及法律法规
3、法律法规
一、标准规范及法律法规
◆ 国家安全监管总局关于 加强化工安全仪表系统管理的指导意见
（安监总管三〔2014〕116号）
“从2016年1月1日起，大型和外商独资合资等具备条件的化工企业新 建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施，要按照
本指导意见的要求设计符合相关标准规定的安全仪表系统。”
二、行业现状及发展趋势 2、发展趋势
◆输油管道安全仪表系统独立于过程控制系统，单独设置； ◆输油管道安全仪表系统与过程控制系统合并设计，提高过程控制系 统PLC安全完整性等级，满足安全仪表系统的安全完整性等级要求。
在安全仪表领域，IEC 61508，IEC61511提供了很好的国际通用技 术规范和参考。IEC于2000年5月发布了IEC 61508标准，2003年1月 颁布IEC61511标准。这两个标准有很密切的关系，IEC 61508标准是 综合性基础标准，主要为装置的制造商和使用，IEC 61511可以说是 IEC 61508的延续，主要针对具体的仪器仪表设计者和使用者。
当安全完整性等级为SIL2及以上时，安全仪表系统与基本过程控制 系统应分开设置；安全仪表系统与基本过程控制系统合用时，共用部 分应与安全完整性等级相适应。
独立设置包括三个方面：检测元件、执行元件、逻辑控制器等。 2、故障安全原则
三、术语及定义 3、危险与可操作性分析（HAZOP, hazard and operability study）
由有经验的多专业的专家小组对工艺装置的设计和操作提出有关安 全上的问题，共同讨论解决问题的方法。 4、故障安全 fail safe
安全仪表系统发生故障时，被控制过程将转入预定安全状态。
四、安全仪表系统基本原则 1、独立设置原则
“从2018年1月1日起，所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和 危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。其他新建化工 装置、危险化学品储存设施安全仪表系统，从2020年1月1日起，应执 行功能安全相关标准要求，设计符合要求的安全仪表系统。 ”
二、行业现状及发展趋势 1、行业现状
中石油西气东输、西部原油成品油管道、兰郑长成品油管道、 中缅油气管道等国内重点长输管道工程已设置独立的安全仪表系统。
用来实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统。 3、紧急停车系统 （ESD，emergency shutdown system）
当生产过程出现紧急情况时，应在允许的时间内做出响应，及时地 发出保护信号，对管道或现场设备进行安全保护的系统。
一、系统的定义 3、火灾及可燃气体报警系统（FGS，fire & gas alarm System）
安全仪表系统 基本概念介绍
一、系统的定义 1、基本过程控制系统（BPCS，basic process control system）
不执行任何SIL≥1以上的安全仪表功能，响应过程测量以及其它相 关设备、其它仪表、控制系统或操作员的输入信号，按过程控制规律 、算法、方式，产生输出信号实现过程控制及其相关设备运行的系统 。 2、安全仪表系统（SIS，safety instrumented system）
目录
一、输油管道安全仪表系统提出的背景 二、安全仪表系统基本概念介绍 三、输油管道安全仪表系统设计方案 四、主流安全仪表系统介绍
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输油管道安全仪表系统 提出的背景
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一、标准规范及法律法规 1、国际标准 ◆ IEC61508 《电气、电子、可编程电子安全相关系统的功能安全》 ◆ IEC61511 《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》
二、系统间相ห้องสมุดไป่ตู้关系
二、系统间相互关系
三、术语及定义 1、安全完整性等级（SIL，safety integrity level）
用来规定分配给安全仪表系统的仪表安全功能的安全完整性要求的 离散等级（4个等级中的一个）。SIL 4是安全完整性的最高等级，SIL 1为最低等级。 2、安全仪表功能 （SIF, safety instrumented function）
一、标准规范及法律法规 2、国标及行标 ◆ GB/T 20438《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》( 等同采用IEC 61508) ◆ GB/T 21109《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》（等同采 用IEC 61511 ） ◆ GB/T 50770-2013石油化工安全仪表系统设计规范（针对石油化工 厂或装置） ◆SY/T6966-2013《输油气管道工程安全仪表系统设计规范》（2014 年4月1日实施，适用于陆上原油、成品油和天然气管道）
能够检测到工艺装置区火灾及可燃气体泄漏并发出报警的系统。 4、消防控制系统
接收火灾信号，并按预设逻辑完成各项消防功能的控制系统。
二、系统间相互关系 站控制系统宜由基本过程控制系统、安全仪表系统和消 防控制系统组成。 1、未设置消防控制系统的站场，火灾和可燃气体报警系统 报警信号应引入安全仪表系统。 2、 设置消防控制系统的站场，火灾和可燃气体报警系统应 纳入消防控制系统。消防控制系统启动信号、报警信号引入安 全仪表系统，由安全仪表系统完成相关的联锁保护。
具有某个特定SIL等级，用以达到功能安全的安全功能。它既可以 是一个仪表安全保护功能，也可以是仪表安全控制功能。
三、术语及定义 IEC61508中对安全完整性等级SIL的定义为：在一定时间，一定 条件下，安全相关系统执行其所规定的安全功能的可能性。选择安全 完整性等级的目的是通过降低风险发生的概率把系统的风险降低到一 个可以接受的等级。 安全仪表功能就是当潜在危险发生时安全仪表系统为了整个过程 的安全所采取的动作。安全仪表功能要做的第一件事判别危险的出现 。接下来考虑安全仪表功能动作后要将过程带入什么样的安全状态。 最后安全仪表功能具体应该做什么才能使过程进入安全状态
3、法律法规
一、标准规范及法律法规
3、法律法规
一、标准规范及法律法规
◆ 国家安全监管总局关于 加强化工安全仪表系统管理的指导意见
（安监总管三〔2014〕116号）
“从2016年1月1日起，大型和外商独资合资等具备条件的化工企业新 建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施，要按照
本指导意见的要求设计符合相关标准规定的安全仪表系统。”