Triconex

目录第一章TRICON概述1.1概述………………………………………………………………….………1-11.2系统配置……………………………………………..……………….……..1-41.3工作原理……………………………………………………………….……1-91.4Tricon系统中的各模件………………………………………………...…...1-11第二章硬件配置及项目配置2.1新建项目……………………………………………………………….…….2-12.2菜单介绍……………………………………………………………....……..2-22.3项目配置……………………………………………………………..………2-62.4TRICON硬件配置…………………………………………………………..2-102.5TRIDENT硬件配置…………………………………………….…...………2-14第三章控制组态3.1设置项目属性……………………………………………………….………..3-13.2配置Tagnames…………………………………………………….…...……..3-23.3建立程序…………………………………………………….………………..3-133.4构建程序…………………………………………………………..…………3-203.5本章实验………………………………………………………….………….3-22第四章通讯/SOE4.1Tricon通讯……..……………………………………………………..………4-14.2SOE分配……………………………………………………………………...4-54.3Tridengt通讯..……………………………………………………………...…4-7第五章仿真/运行与维护5.1仿真测试………………………………………………………………..…….5-15.2控制器测试…………………………………………………….……………..5-35.3维护……………………………………………………………………...……5-6前言感谢您使用INVENSYS集团IPS中国的TRICONEX控制系统。TRICONEX系统，完全遵循IEC61508/61511标准，采用当今最先进的TMR微处理器硬件技术，和成熟可靠的TRISTATION1131软件的三重化冗余容错控制系统。系统高可靠性和高利用率，被广泛应用于石化、炼油、石油天然气、化工、电力、轨道交通、航天、核工业等行业，在装置安全联锁系统ESD、蒸汽透平控制、燃汽透平控制、压缩机防喘振控制、海上石油平台、火气监测保护（F&G）、等方面有广泛的业绩。TRICONEX系统最大的特点是能同时满足高可靠性、高可用性的容错控制能力。为保证系统的高可靠性和高可用性，控制器、I/O模块、通讯均采用三重化设计。控制系统可以识别控制系统元件的故障，自动把故障的元件加以排除，并允许在继续完成指定任务的同时，对故障元件进行在线修复而不中断过程的操作。任何故障及相关数据被存储在NVRAM中，在I/O模块中任一通道故障，系统保证该模块能维持运行1500小时，仍能满足TUVAK6级。编写本教材的目的，主要是为初次接触TRICONEX系统的工程师学习使用的。考虑到使用本教材的人员基本上都是第一次接触TRICONEX系统，所以我们尽量将教材编写的简明易懂，并配上了大量的插图，以方便学员的查阅和学习。该教材改版过好几次，主要是由于原始资料都是英文资料，考虑到目前国内用户的现状，以及查阅资料的便捷，我们特别花费了大量时间，具有针对性的把部分常使用到的功能和信息翻译成中文，并编写进了本教材。不过我们并不会把TRICONEX系统的所有资料都统统翻译成中文并写进教材中，这样做没有什么意义，毕竟资料太过繁多。所以，用户在使用本教材中可能会发现某些信息并不能查阅到，不过这并没有关系，一般来说用户购买TRICONEX系统后都会有随机光盘，该光盘中就包含了所有需要的英文版原始资料了。另外，在安装好TriStation1131软件后，软件自带的Help文档也能够为用户解决许多问题。编写本教材的过程中虽然主要由我和另外一位同事姜薇进行编辑工作，不过，我们也得到了查方兴老师的大力支持，他有丰富的编写教材的经验，也有着几十年自动化系统的培训经验，对我们编写的这本教材提出了许多宝贵的意见和i建议，为我们编写教材提供了很多的帮助。由于我们是第一次编写教材，而且教材的内容也比较多，所以在编写过程中肯定存在错误、遗漏和不足之处，欢迎大家为我们提出宝贵的修改意见。我们会在下一版的教材中修改本版的不足之处。上海福克斯波罗有限公司2008-2-14ii概述第一章Triconex概述1.1Triconex的概述Triconex旗下有Tricon和Trident两套控制系统，其中Trident更适用于系统比较小的中/小型现场环境，而Tricon则多用在需要控制的设备比较多的大系统中。它们都是一种现代化的可编程逻辑与过程控制器，可以提供高水平的系统容错能力的控制器。下面说明容错的概念，并列出TRICON系统的主要特性。1.1.1什么是容错?容错是Triconex系统的昀为重要的能力，它是指对瞬态的和稳态的出错情况的探查发现的能力以及采取适当的相应的在线措施的能力。具有容错能力时，控制器及其控制的过程的安全性得以增强，利用率得以提高。Triconex通过三重组合式冗余结构(TMR)而给出其容错能力。此系统由三个完全相同的系统支路组成(电源模件除外，该模件是双重冗余的)。每个系统支路独立地执行控制程序，并与其它两个支路并行工作。硬件表决机制则对所有来自区域场的数字式输入和输出进行考核和验定。模拟输入则经受中值选择处理过程。因为每一个支路都是和其它两个隔离的，任一支路内的任何一个单点失效都不会传递给其它两支。如果在一支内有硬件故障发生，该失效的一支就能被其它两支所补偿。所以修理工作，包括拆卸和更换失效的支路内的失效模件都可以在Triconex在线情况下进行，不使过程中断。系统能自行重新配置而进行充分的TMR运作。对于各个支路、各模件和各功能电路的广泛的诊断工作能够及时地探查到运行中的故障，并用指示器或警报作出报告。诊断还可以把有关故障的信息存储在系统变量内。在发现有故障时，操作者可以利用诊断信息以修改控制动作，或者指导其维护过程。从用户的观点看，使用是简单的，因为此三重系统工作起来和一个控制系统一样。用户连接感应器和作动器于单一的接线端上，并且用一组应用逻辑为Triconex编程。其余的事都由Triconex自行管理。1-1第一章1.1.2Tricon的特点为了保证在任何时候系统都有昀高的完整性，TRICON有如下特点：----备有三重组合式冗余结构，三个完全相同的系统分支的每一个都能独立地执行控制程序。而且备有专用的硬件／软件机制，可对输入和输出进行“表决”。----能耐受严酷的工业环境。----能够现场安装，可以在控制器在线使用状态下进行模件一级的修理工作。I/O模件的更换不会打乱现场布线。----能支持多达118个I/O模件(模拟的和数字的)和选装的通讯模件，该模件可以与Modbus主机和从属机连接，或者和Foxboro与Honeywell分布控制系统(DCS)、其它在Peer—to—Peer网络内的各个TRICON、以及在802．3网络上的外部主机相连接。----备有组合的支持，可以支持位于远离主机架2公里(1.2英里)以内的远距I／O模件。----可以执行控制程序，该程序按继电器梯级逻辑写成并由一独立的称作TRISTATION的工作站进行演变和调试。----在输入和输出模件内备有智能功能，以使主处理器的工作负荷得以减轻。每个I/O模件都有三个微处理器。输入模件的微处理器对输入进行过滤和解调，并诊断模件上的硬件故障。输出模件微处理器为输出数据的表决提供信息、检查来自输出终端的环回数据以使输出能昀后有效、并能诊断现场线路的问题。----提供总体的在线诊断，并具有自适应修理能力。----可以在TRICON正常运行中进行常规维护而不干扰被控的过程。----可支持“热插备件”I/O模件在关键时候的使用，在不可能立即进行维修的情况下应急。1.1.3Trident的特点----所有部件采用SMT表面封装技术,密封安装,防腐能力强,可应用于更苛刻的工业环境1-2概述----适用于中等规模的应用----支持远程和分布式I/O----户外板式安装或导轨安装----支持连接22块安装模块底板----可以在3,2或者1个主处理器完好的情况下正常操作----完整的三重化结构----采用HDLC、AISC技术，提高控制器处理速度，改善I/O响应时间，提高系统响应能力----采用综合逻辑比较诊断技术，提高系统故障自诊断覆盖率----全系列的I/O模块----更高的可靠性和可用率----控制器在线时，也可进行模块现场安装和调试，现场端子接线----在线的组态和调试----可选冗余的MODBUS通讯和冗余的Ethernet通信1.1.4Triconex系统的典型应用a）ESD系统Triconex为精炼厂、石化/化工厂，以及其他工业过程中需要高安全级别的地方提供连续的保护。例如，在反应堆和压缩机单元，厂级的跳闸信号—压力，产品进料，膨胀机压力平衡和温度等进行监视，并在预设的条件出现后产生跳闸动作。传统的跳闸系统执行时多采用机械或电子继电器，但是这往往造成危险的误跳闸。Triconex提高了系统的安全性，提供自动检测和确认现场传感器的完整性，完全的跳闸和控制功能，与管理数据高速公路直接连接，以达到安全回路功能的连续监控。b）锅炉火焰安全在大多数的精炼厂中，过程蒸汽锅炉起一个循环回路部件的功能。为了保护锅炉，正常启动和停机的安全内锁系统以及锅炉火焰安全系统由Triconex系统整合为一体。传统应用中，这些功能由独立的，非整合的部件提供。但1-3第一章是在容错的失效-安全的Triconex控制器中，锅炉操作员可以在更有效地使用循环资源的同时保证锅炉的安全性在（或高于）一个机电保护系统级别上。c）汽轮机控制系统对于燃气/蒸汽轮机的控制和保护需要高度的完整性和安全性。Triconex的容错控制器的连续运行可以在保证汽轮机昀高安全性的同时提供昀高的工作性能。速度控制，和启动及停机一样，由一个单独的系统执行。热备模件的使用，减少了意料之外的损耗。如果模件发生了错误，系统自动更换为备用模件，并不对操作过程造成中断。d）海上火/气保护海上平台的火/气保护需要连续的可靠性及稳定性。Triconex通过在线更换错误模件的功能提供了该功能。模件错误，现场接线或传感器故障均自动地由内置诊断功能管理。模拟量的火/气传感器直接接至Triconex系统，消除了跳闸需要的安培。操作员界面监视火/气系统，诊断Triconex控制器和传感器。传统的火/气仪表均可用一个集成的控制系统来替换，节约宝贵的地面空间，并保持高安全性及可靠性。1.2系统配置Triconex系统共包括Tricon和Trident两套系统。其中，Tricon系统还分为Tricon高密度系统和低密度系统，其主要区别为系统组态的模件数量的多少。具体地说，一个基本的Triconex系统由下列备件组成：各个模件、容纳各模件的机架、现场布线接头、以及TRISTATIONMSW编程工作站。本节简要说明这些主要的单元并给出一般的规范。1.2.1TRICON模件及机架1.2.1.1模件TRICON模件是现场可更换的设备元件，它们由装在一金属骨架内的电子组件所构成。每个摸件有一保护盖，保证任何部分或电路都不暴露在外，即令当模件从机架上取下后也不暴露。偏置的背板接头使得各模件可以头朝下地被插入，各模件上的“键”又可避免模件被插入到错误的槽口内。1-4概述TRICON支持数字和模拟的输入与输出点，以及热电偶输入和多重通讯能力。1.2.1.2机架对于9型TRICON系统，有三种型式的机架：主机架、扩展机架、和远距延伸机架。一个TRICON系统可以昀多包含十五个机架，用以容纳各种输入、输出和热插备用模