在线安全监视监测与控制系统设计方案.docx
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在线安全监视监测与控制系统设计方案
在线安全监视监测及控制系统
解
决
方
案
单位名称：
时间：
第一章、系统概述3
1.1、工程背景3
1.2、工程需求3
1.3、工程简述4
第二章、执行的主要标准及规范6
第三章、设计原则与依据8
第四章、设计原则与依据10
第一章、系统概述
1.1、工程背景
随着现代化企业制度在我国的普及和深化发展，企业的信息化建设不断深入，各企业特别是大中型企业都加快了信息网络平台的建设；企业正逐步转向利用网络和计算机集中处理管理、生产、销售、物流、售后服务等重要环节的大量数据。
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目前，国内一些爆炸或火灾事件频繁发生，给国家、集体以及个人造成了不可估量的损失，而造成爆炸或火灾事件大多是其安防措施不到位，或者对安防监控系统不够重视造成的，因此，国家对易燃易爆场所的消防监控越来越重视，对其要求也越来越严格，特别是对中心城市的大型石化储罐库<以下称油库）的安防监控是指令下达，必须整改，做到万无一失。
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因此，油库的安防自动监测与信息管理自动化系统日益被人们所重视。
为了适应这一发展趋势，根据油库特殊的火灾危险性和易燃液体泄漏监测实际需要，应及时构建针对油库储罐的在线安全监视监测控制系统。
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1.2、工程需求
油库安全防范除了建立高高的围墙，铁栅栏外，还应对非法入侵和隐患故障等予以及时发现和处理，那么就需要有一套先进，科学，实用，性能稳定可靠的在线安全监视监控系统来实现，为了更好的保护财产及油库的安全，根据用户实际的监控需要，可在油库周边、大门、办公楼、油料车间、油库、机房等重点部位安装摄像机。
监控系统将视频图像监控，实时监视，多种画面切换，多画面分割显示，云台镜头控制，备份等功能有机结合的新一代监控系统，同时监控主机自动将移动侦测报警画面纪录，做到及时处理，提高了保卫人员的工作效率并能及时处理警情，能有效的保护油库财产和工作人员的安全，最大程度的防范各种入侵，提高处理各种突发事件的反映速度，给保卫人员提供一个良好的工作环境，确保整个油库的安全。
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为进一步满足社会经济发展与人们文明生活的高标准要求，创造一个安全、舒适、温馨、高效的生产与生活环境，并根据各种不同视频辖区的需要，从油库的具体实际出发，做到配置合理，留有扩展余地，技术先进，性能价格比高，确保系统性能高质量，高可靠性。
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1.3、工程简述
用户企业始终将安全生产工作放在各项工作首位，并制定了严格的考核制度，年初也与各基层单位签订了《安全环保责任书》，明确了安全环保责任。
但是安全形势不容乐观，小事故频发。
纠其原因主要是“人”的因素造成的。
立此工程的目的就是解决：
在加强员工安全知识和安全操作技能培训的同时，建立在线安全检测监视系统，减少因操作失误造成安全事故。
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通过在线安全检测监视系统的应用：
1、可减少安全环保事故的发生。
2、可减少环境污染的发生。
3、可提高经济效益。
4、可提高质量安全环保工作的标准，提高工作效率。
在线安全监视监测系统，是在危险区域和关键装置上安装检测监视装置，根据设定的检测和监视条件，实施监视和收集来自关键装置和危险区域的信息，分析和预测安全风险变动，显示分析和预测结果，从而准确、快速地发现险情及隐患，自动采取适当措施，预防和消除事故发生或控制事故进一步扩大。
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方案中所选用目前最为新型的、成熟的主流PLC控制系统，融合了当今最先进的软、硬件技术。
该系统是一个给前端智能I/O带来巨大革新的新型控制系统，也是智能化程度高度增强、功能强大的I/O控制系统。
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基于极高品质的I/O模件，系统在I/O处理能力、编程功能、通信功能、与应用层企业管理软件间的无缝连接等方面都取得飞跃式的改进与提高；在现场有两年以上使用经验，完全能满足建设方案中对数据采集控制系统提出的全部要求。
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第二章、执行的主要标准及规范
在线安全监视监测及控制系统执行的主要标准及规范如下：
1）、《石油设施电气装置场所分类》SY/T0025-95
2）、《油田地面建设规划设计规范》SY0049-2006
3）、《石油天然气建设工程施工质量验收规范》SY4206-2007
4）、《石油工业应用软件工程规范》SY/T5232-1999
5）、《油气管道仪表及自动化系统运行技术规范》SY6069-2005
6）、《石油工业数据库设计规范》SY/T6227-2005
7）、《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》SY/T6276-1997
8）、《输油输气管道仪表及自动化设施管理规定》SY/T6324-1997
9）、《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH3063-1999
10）、《自动化仪表选型设计规定》HG/T20507-2000
11）、《信号报警、安全联锁系统设计规定》HG/T20511-2000
12）、《分散型控制系统工程设计规定》HG/T20573-95
13）、《计算机站场地技术要求》GB2887-82
14）、《数据处理设备的安全》GB4943-85
15）、《电子设备雷击保护导则》GB7450-87
16）、《计算站场地安全要求》GB9361-88
17）、《石油与石油设施雷电安全规范》GB15599-95
18）、《建筑设计防火规范》GB50016-2006
19）、《低压配电设计规范》GB50054-95
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
20）、《爆炸和火灾危险电力装置设计规范》GB50058-92
21）、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92
22）、《电子计算机机房设计规范》GB50174-93
23）、《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004
24）、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
25）、《油气集输设计规范》GB 50350-2005
第三章、设计原则与依据
为了达到站区安全监视监测系统建设目标，并着眼于今后生产规模的扩大、系统完善以及保障安全的重要生产目标，在制定本方案时，考虑了生产的需求和特点，主要遵循了以下设计原则：
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<1）安全系统原则
通过对相关软硬件的选择、配置和配合，确保符合安全操作规程和行业安全防范规则；
<2）开放系统原则
确保符合信息系统的统一标准和满足目前的要求和长远的发展,该系统采用了以下国际标准:
操作系统接口符合IEEE国际标准、数据库接口符合结构化查询语言标准、人机界面符合Windows标准；
<3）可扩展性原则
主站系统的规模，容量，处理速度，CPU在考虑到现状和远景规划上，应有充足的裕度，不会使系统的性能因站区的变化有明显的下降，即系统随着功能和规模的扩展可以进行线性无缝扩充。
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<4）实时性原则
在数据操作方面采用了独特的快速算法，确保在大数据量、高变化率的前提下能够完全满足要求。
<5）可维护性原则
采用面向对象语言设计，提供功能组态工具和在线修改能力，确保系统操作员和维护人员可以安全方便地根据工作需要而进行的必要的系统使用和维护工作，从而提高系统可利用率。
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<6）先进性原则
选用具有当今国际先进水平的软硬件平台，采用流行的系统总体架构，使用最先进的应用功能算法，保证整个系统的水平，使系统能够实现实时监测，及时发现险情，自动实现连锁，自动采取应急措施多的需要。
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<7）可靠性原则
通过对相关硬件设备和软件系统的严格选择和配置，系统运行架构采用主/备冗余热备份方式，实现系统在出现故障时不丢失数据，还能够完成正常的、完整的主站功能。
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第四章、系统设置
在线安全监视监测及控制系统设置主要分为以下五个方面：
4.1、工况检测
1）、接转站、联合站的罐区静电接地电阻阻值检测
接转站、联合站产生静电的主要因素有：
接卸过程中储油罐产生静电；油品在输油管线中流动产生静电；油品流经过滤器、泵和计量器时产生静电；作业人员人体产生静电等。
因此在输油管线与储油罐都会安装有静电接地装置，通过对静电接地电阻阻值检测可及时发现危情和排除危情。
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一般情况下：
1、油罐、站房和罩棚的接地电阻不得超过10欧姆；2、所有加油机和油枪必须确保良好的等电位连接，接地电阻不大于4欧姆；3、配电箱要有良好的防雷接地线，金属屏蔽两端要良好接地，接地电阻值不大于4欧姆；4、输油管线的电阻值不超过30欧姆；5、卸油时静电接地夹电阻值不超过4欧姆。
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2）、储油罐压力与温度检测
对储油罐备来说，连续的压力和温度监测十分重要。
操作员可从中央控制室综合监测和调节每个油泵的进口和出口压力，操作员也可在运行期间监测油泵的主轴温度以防止主轴过热，保护整个系统处在较高的安全水平上。
除了对压力和温度进行监测外，在温度和压力偏离可接收的范围时，系统也会发送信号通知操作员采取纠正措施。
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3）、可燃气体浓度检测
配备智能气体报警控制装置可对多个监控点集中控制。
各通道自动显示，液晶背光，各通道自动设定，当环境中探测气体的浓度达到或超过预置报警值时，报警器立即发出声光报警，以提醒用户采取安全措施，并驱动排风、切断、喷淋联动系统，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产。
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4.2、故障报警
1）、接转站储油罐温度超限报警
2）、静电接地超限报警
3）、联合站储油罐静电接地超限报警。
4.3、控制保护
1）、接转站：
消防系统：
储油罐上安装温度感应器或火焰探测器，在泡沫消防系统上安装手\自一体的快开蝶形阀门，当超过设定值时，自动控制系统启动，启动泡沫消防泵，打开相关手\自一体快开蝶形阀。
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静电接地在线监测：
在储油罐静电接地上安装电阻检测变送器，实现实时监测。
2）、联合站：
静电接地在线监测：
在储油罐静电接地上安装电阻检测变送器，实现实时监测。
可燃气体报警仪联动：
实时监控操作间及泵房内可燃气体浓度，当浓度超过设定值时自动启动轴流通风机。
消防系统：
更换联合站消防系统阀门更换成快开阀门。
4.4、静电释放器
在联合站、接转站罐区入口处增设静电释放器来及时释放静电。
4.5、网络查询
通过IE浏览器和专用的视频播放软件，在厂内部信息网或工业控制计算机上可随时浏览各个监控画面、实时监测数据、PID闭环控制等结果，并接入QHSE管理网络系统中。
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第五章、系统配置
方案按照在线安全监视监测系统技术要求，实现接转站、联合站储油罐静电接地系统实时在线监测；实时在线监测原油储罐温度，实现火灾预防报警并对站内消防设备进行联动控制；实时监控联合站的操作间及泵房内可燃气体浓度，实现与轴流通风机联动控制；同时预留管理网标准OPC接口，配套光缆网络。
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5.1、系统配置
1>、接转站
序号
信号类型
信号点数
总计
备注
配置
余量（%>
1
防静电接地
RS485
8
10
9
2接地/罐，8座罐
2
模拟量输入
4～20mA
6
10
7
6座原油储罐温控
3
开关量输入
DC24V
2
10
3
2台消防泵状态检测
4
开关量输出
DC24V
12
10
13
现场12座阀门开关
总计
32
2>、联合站
序号
信号类型
信号点数
总计
备注
配置
余量（%>
1
防静电接地
RS485
16
10
17
16座原油储罐接地
2
模拟量输入
4～20mA
8
10
9
8套可燃气体探测
3
开关量输出
DC24V
10
10
11
10台轴流风机
总计
5.2、现场仪表
1>、接转站
序号
名称
规格型号
数量
备注
1
电阻检测变送器
YDCR5500E
8台
2
中间继电器
UMK-SE11.25-2
8组
3
交流接触器
CJX2
2台
4
电量采集模块
YDE9033
2块
5
感温电缆
PHSC
6条
6
控制电缆
R2×2×1.0
6000
7
智能电动控制阀
ZSB
12台
8
通讯电缆
R2×2×1.0
8400m
9
防爆绕性连接管
G3/4〞
20根
10
DN20镀锌钢管
DN20
500m
11
进入罐区静电释放器
高90cm
4个
铜球、不锈钢管与静电接地网连接
2>、联合站
序号
名称
规格型号
数量
备注
1
电阻检测变送器
YDCR5500E
16台
2
中间继电器
UMK-SE11.25-2
10组
3
交流接触器
CJX2
10台
4
电量采集模块
YDE9033
10块
5
可燃气体探测变送器
YDIC-100
10台
6
控制电缆
R2×2×1.0
6000
7
通讯电缆
R2×2×1.0
8400m
8
防爆绕性连接管
G3/4〞
27根
9
DN20镀锌钢管
DN20
500m
10
进入罐区静电释放器
90cm
12个
铜球、不锈钢管与静电接地网连接
5.3、PLC系统配置
序号
名称
规格型号
数量
备注
1
控制器
YDU6-2001
2台
2
液晶触摸屏
TP07S7寸彩色液晶触摸屏
2台
3
CC-108通讯转换器
SR1141
2台
4
实时数据软件
网络版支持多客户端浏览
1套
5
工业控制计算机
P42.8/80G/512MB19"液晶显示器
2套
6
多串口通讯卡
CI1602B
2块
7
交换机
DES-1016D
2台
8
RS485通讯线
SR1132L1000
2000M
9
机柜
SG-2201600*600*400mm
2套
10
操作台
SX-2221118*750*800mm
2套
注：
以上是两座站PLC系统
5.4、操作站配置
序号
名称
规格型号
数量
备注
1
IPC工作站
研华ACP-4001
1台
2
移动工作站
ThinkPadT500
3台
3
打印机
HPLJ5200LX
1台
4
网络硬件
中控交换机、网卡、平面式操作台
1套
5
系统操作平台
YDServer
1套
5.5数据处理中心配置
序号
名称
规格型号
数量
备注
1
服务器
DellTM PowerEdgeTM R900
1台
6核Intel®Xeon®处理器
2
控制单元
Dell
1套
3
服务器机柜
Dell
1台
4
QHSE管理系统平台
YDQS2.1
1套
第六章、系统配置
1QHSE管理体系现状
目前，我厂的QHSE管理还未形成系统网络化，各种信息、资料的收集、传递、共享未形成一体化，各环节之间的联接不通畅；各种台帐未形成网络系统，更新困难且不及时。
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建立QHSE管理网络系统，该管理网络系统包括了全部与QHSE与关的管理事项，使各种QHSE管理系统化、网络化，实现无纸化办公，便于各种台帐、数据的及时更新，便于全厂各单位的查询与使用；建立安全网络监视系统，监视数据通过厂局域网进行网上监视，可以提高我厂的事故前期预防能力，提高事故预防能力，减少事故的发生。
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2工程需求要点
<1）QHSE管理体系文件：
厂QHSE手册、程序文件、职责、管理规定、操作规程、风险评价报告、一书一表、应急计划、记录；油田公司体系文件等；lzq7IGf02E
<2）标准化管理：
国家标准、行业标准、法律法规、公司标准、QHSE体系标准；
<3）计量管理：
计量设备台帐、计量检定人员台帐、计量人员台帐；
<4）QHSE通知：
<5）体系运行公告：
<6）安全设施管理：
安全设施台帐、报警装置、安全设施）、安全监视网络；
<7）事故管理：
事故通报及处理、案例分析；
<8）宣传与教育：
安全警示录、QHSE知识园地、QHSE优秀论文；
<9）施工方管理：
安全教育、安全合同；
<10）职业健康管理：
员工健康档案、疗养档案、有毒有害场所监测记录；
<11）特种设备管理：
特种设备台帐、特种作业人员台帐；
<12）交通安全管理：
驾驶员台帐、驾驶员培训、行车记录仪数据；
<13）消防管理：
消防设施台帐、消防档案、消防演习资料；
<14）重大危险源管理：
重大危险源清单、重大环境因素清单、管理方案；
<15）职工培训：
操作规程可视化教育、违章行为和风险识别Flash动画片等。
3.系统架构设计
3.1开发平台
针对本系统方案的需求，选取微软的.net平台
.NET框架是一种新的计算平台，它简化了在高度分布式Internet环境中的应用程序的开发．Microsoft.NET平台提供创建XMLWebService服务，并将这些服务集成在一起．对个人用户的好处是无缝的、吸引人的。
XMLWebService允许应用程序通过Internet进行通讯和共享数据，而不管所采用的是哪种操作系统、设备或编程语言。
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.NET将使开发人员能够比任何Microsoft早期平台更为有效地利用各种技术．具体来讲，．NET将真正实现代码的重复利用、代码专用化，资源管理、多语言开发、安全性、部署以及管理方面的好处．在设计这种新型平台的同时Microsoft还改进了当前Windows平台的一些功能。
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.NET的开发工具是VisualStudio．NET是一套完整的开发工具，用于生成ASPWeb应用程序、XMLWebservice、桌面应用程序和移动应用程序。
VisualBasic．NET、Visualc++．NET和VisualC#．NET全都使用相同的集成开发环境（IDE>该环境允许它们共享工具，并有助于创建混合语言解决方案。
另外，这些语言利用了．NETFramework的功能。
此框架提供对简化ASPWeb应用程序和XMLWebService开发的关键技术的访问。
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3.2系统架构
服务器：
数据库服务器和组件服务器。
数据库服务器安装windows2003server操作系统，安装oracle9i数据库存放数据。
组件服务器主要部署本系统的业务逻辑以及其他相关组件。
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浏览器：
各部分办公计算机，安装浏览器即可。
4.系统模型设计
4.1设计概述
结合业务需求，确定系统设计的范围，并完成QHSE管理网络系统设计，包括：
组织机构，业务流程，系统应用技术架构，系统功能，界面与报表，数据转换，系统接口，客户化内容与设计等八方面的设计。
整合归纳后分为四大部分：
系统门户、业务管理、综合查询、知识管理。
功能模块需要满足以下需求：
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<1）实现用户身份验证功能，判断用户权限，并将权限信息提供给所有模块；实现用户登录日志，包括登录成功和登录失败的信息，供系统管理员使用。
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<2）完成系统主页面的设计，提供各模块标准统一的显示界面，并提供系统各个子模块的接口。
<3）完成页面基类的设计，提供了每个页面所必需的公用信息，继承了此基类的页面可以直接调用这些信息和服务，而不用关心实现的方法，这样可以大大提高开发效率，另外可以从整体上控制系统的稳定性，提高系统的灵活性，在公用信息需要修改时，只要直接修改基类即可，而无需修改每个WEB页面。
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4.2核心类图设计
在本系统中，为了清晰地抽取出系统的核心架构，采取的是分层设计类图的方式。
首先设计整个模块的类图，其次设计每个子系统（包>的类图，最后设计每个用例的类图。
这样逐级化精化的过程中，还可以再返回到优化上一层的类设计，整体过程如下图所示：
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4.3数据库设计
为了减少实施人员的工作量，防止系统建成后成为信息孤岛，系统在建设过程中充分考虑和已有系统的接口问题。
例如，作业风险库与生产MIS系统设备台帐数据库接口获取输配变电设备的基础资料信息，与生产MIS系统运行数据库接口以实现运行、检修、缺陷等数据的互连互通；人员管理，与人事系统的接口获取人事基本资料用于系统中的系统登录等。
同时考虑以OLE接口方式导入Word,Excel,图片，视频等信息。
考虑到数据的庞大性以及安全性，数据库系统选用oracle9i。
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5.系统模块设计
根据上述系统模型设计，特将系统整体框架图设计如下：
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5.1QHSE管理体系文件
QHSE管理体系审核是企业建立和保持QHSE管理体系的重要组成部分，是评价企业QHSE管理体系实施效果的手段，也是改善企业健康、安全与环境管理工作的有效工具。
通过审核可以不断发现问题，纠正和改进QHSE管理体系，提高企业健康、安全与环境表现水平。
因此，QHSE管理体系审核对企业说是一项非常重要的工作。
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按SY/T6276-1997标准对QHSE管理体系审核有如下定义：
“客观地获取可验证证据并予以评价及独立、系统地形成文件的过程，以确定：
健康、安全与环境管理体系及其结果是否符合审核准则；该体系是否有效地实施；该体系是否适用于实现健康、安全与环境的方针和目标。
”
QHSE体系审核强调客观性，审核证据必须真实可靠，具有可追溯性。
任何审核结论都必须以客观事实为基础，而不能主观臆断。
QHSE审核是一个独立的过程，审核员应独立于受审核部门或企业之外，即审核应由与审核对象无直接关系的人员进行。
QHSE审核是一个系统化、文件化的验证过程。
系统化是指审核活动必须是一项正式、有序而又全面的验证活动。
“正式”主要是指外部审核是按合同进行，内部审核是由管理者授权。
“有序”是指审核必须是有组织、有计划并按规定程序进行。
“全面”是指要对与审核对象有关的各方面都要进行审核，以便得出完整的结论。
文件化是指审核过程均应形成文件，这是审核的基本要求，包括审核前应准备的审核计划、检查表，审核中的不符合报告和审核记录，审核后提交的审核报告等。
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审核主要目的是检查QHSE管理体系是否按规定要求运行，是否有效地实施，是否符合健康安全与环境管理体系的方针和目标。
<1）通过审核确定受审核方QHSE管理体系与审核准则的符合性。
符合性包括两个方面，第一是确定受审核方是否建立了文件化的QHSE管理体系，其QHSE管理体系文件是否符合审核准则要求。
第二是确定受审核方QHSE现状是否符合审核准则的要求。
<2）判断受审核方QHSE管理体系是否得到了实施与保持。
判断QHSE管理体系是否按照体系文件的要求有效运行并得到保持。
<3）发现受审核方QHSE管理体系中可予以改进的领域。
通过审核，指出受审核方QHSE管理体系可以改善和提高的方面，即使是这些方面可能已经符合审核准则的要求。
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