tricon系统培训

1、71Tricon系统运行原理Tricon控制器 控制的艺术，监视控制现场过程 提供容错的控制功能 三重冗余结构（TMR）容错 Fault Tolerance 能够识别和补偿控制器失效因素 允许On-Line维护，不需要中断控制进程TMR三重冗余技术 模件“FAULT”灯亮并不代表模件失效，只代表一个Leg失效 Leg 失效不会对现场设备有影响 程序运行不会被中断 高可靠性和可操作性 降低误动作的可能性 三个主处理器（MP） 三个独立的支路（A,B,C） 完全独立，互不干扰 平行执行完全一样的程序 从输入到输出，完全三重冗余化 三重冗余结构（TMR）热备模件相互独立的输出支路输入端子输出端子输出

2、表决器相互独立的输入支路三重冗余主处理器12 InvensysInvensys proprietary & confidential MP同步执行Program输出置位Poll 输入Tricon的扫描周期建立通讯在线诊断表决机制 硬件表决 数字量输入表决在MP中进行 模拟量输入将被COPY至每一个MP 数字量输出表决在DO模件进行 模拟量输出选择在AO模件进行 软件表决 数字量输入：3取3 3取2比较流行和通用 模拟量输入：(TMR) 取中间值 模拟量输入：(Duplex) 取平均值 动态诊断I/O模件的数据Tricon的实际应用 紧急停车系统（ESD） 汽轮机控制系统 锅炉火焰安全系

3、统 海上平台安全系统 核级1E安全相关系统2Tricon系统组件17 InvensysInvensys proprietary & confidential机架 主机架 Main Chassis 扩展机架 Expansion Chassis 远程机架 Remote RXM Chassis 机架所能容纳的Tricon模件数量 主处理器 MP 电源模件 I/O模件 通讯模件18机架常规信息 Tricon系统必须有一个主机架 可以扩展0 14 个扩展机架 系统最多支持118块I/O模件 每一个机架都拥有其独立的编号 主机架编号永远为“1” 扩展机架编号可以为“2 15”以及电源总线 热备模件

4、连接与预置电缆端口 主处理器和通讯模件之间的通讯总线 主处理器和I/O模件之间的通讯总线Tricon背板 TriBus 冗余电源模件20 InvensysInvensys proprietary & confidential机架外观21 InvensysInvensys proprietary & confidential基本组件 主处理器(MP) 机架背板(Backplane) 电源模件2.1 主机架1.主机架构成以2.KeySwitch23 InvensysInvensys proprietary & confidential主处理器 模件3006/3007 适用版

5、本：Version 9.0 9.5.x 模件3008 适用版本：Version 9.6 9.10.x / Version 10 每个Tricon系统需要三个主处理器（MP） 每个MP独自操控一条支路24 InvensysInvensys proprietary & confidential主处理器功能 每个主处理器通过名为“TriBus”的总线与其他主处理器通讯 输入数据送入MP中进行表决（vote） 执行控制逻辑，并将运算结果输送至输出模件 程序文件通过主机架背板上的电池来保存，以防止意外失电而导致控制器数据丢失25 InvensysInvensys proprietary &

6、; confidential机架 主机架 扩展机架 远程机架 机架用来安置Tricon模件 主处理器，电源模件，I/O模件，通讯模件26 InvensysInvensys proprietary & confidential机架信息 Tricon系统中必须至少有一个主机架 最多拥有14个扩展机架 系统最多支持118 I/O模件 每一个机架都拥有独立编号 主机架编号永远为#1 扩展机架编号为#2#1527 InvensysInvensys proprietary & confidential主机架 三个主处理器 2个电源模件 主机架电池 用于保存主处理器内的数据 不可充电 一个专

7、用的“COM”槽 16个物理槽位，6个逻辑槽位28 InvensysInvensys proprietary & confidential主机架主视图 机架间连接端口 机架电源及报警/接地端子 带机架号的键开关 冗余电源模件 三个主处理器 通讯插槽 主机架上的通讯模件 主机架电池 预置电缆插槽 带热备的输入输出模件 空闲插槽 主机架支持：三块主处理器一个专用的COM插槽6块I/O模件 模件固定螺栓29 InvensysInvensys proprietary & confidential预置电缆接头 ELCO接头 端子排和Tricon背板30 InvensysInvensys

8、proprietary & confidentialI/O扩展和电源 I/O BUS扩展端口 三重冗余(TMR) 电源接线端子31 InvensysInvensys proprietary & confidential控制器的KeySwitch 主机架上有个带钥匙的锁，我们称之为：KeySwitch KeySwitch一共有四个键位： Remote Run Program Stop32 InvensysInvensys proprietary & confidentialKeySwitch “Remote” 允许第三方“写”控制程序变量 TriStation Modbu

9、s Masters External Hosts(DCS) 不允许执行“Download All” 不允许执行“Download Changes”33 InvensysInvensys proprietary & confidentialKeySwitch “Run” 常规运行中控制器都应处于“Run”模式 控制器变量 只读 可以执行控制程序（Program） 不允许修改控制程序34 InvensysInvensys proprietary & confidentialKeySwitch “Program” 允许TriStation的操作： “Download All” “Do

10、wnload Changes” Start/Stop控制程序 允许从Modbus Master和其他第三方DCS“写”控制程序变量35 InvensysInvensys proprietary & confidentialKeySwitch “Stop” Stop 停止程序的执行 Stop 停止获取输入数据 Stop 强制DO和AO输出为“0” 可以在TriStation中禁止该键位槽位锁 机架上的每一个物理槽上都有一个槽位锁 用于阻止错误的模件安装入该槽位2.2 扩展机架及远程机架1.扩展机架2.远程机架38 InvensysInvensys proprietary & co

11、nfidential扩展机架 允许安装更多的I/O模件 允许安装额外的通讯模件 双重冗余电源模件 16个物理槽位，8个逻辑槽位 与主机架的距离不能超过100英尺 1英尺=12英寸=0.3048米 预置电缆接口 带热备的模件插槽扩展机架主视图 机架间的连接端口 电源与机架报警端口 冗余电源模件 通讯模件 扩展机架支持：通讯模件（仅限#2扩展机架）8块I/O模件40 InvensysInvensys proprietary & confidential典型Tricon系统 I/O扩展总线I/O总线端口41 InvensysInvensys proprietary & confide

12、ntial远程机架 当与主机架距离超过100英尺的时候使用 最大距离为7.5英里 1英里=1.609344公里 双重冗余电源模件 16个物理槽位，6个逻辑槽位 必须包括一套（3个）RXM模件 光纤连接Invensys远程机架连接图& &典型Tricon远程机架布局需要注意的是，不管是否使用远程机架，Tricon系统的总机架数不能够超过15个。主机架远程主机架，必须位于主机架30米范围内远程机架远程机架的扩展机架主机架的扩展机架远程主机架与远程机架的连接，通过光纤进行连接42远程主机架扩展远程机架，最多同时支持三个不同位置的远程机架Invensys proprietary con

13、fidential Invensys 21 July 20143Tricon可选I/O模件44 InvensysInvensys proprietary & confidentialTricon模件的指示灯 模件拥有如下状态指示灯 PASS 模件通过了诊断，并且状态正常 FAULT 模件检测到了故障Leg故障，诊断调整至Leg层 FAULT灯亮并不意味着模件失效模件仍然可以处在“ACTIVE”模式 “PASS”指示灯将熄灭 ACTIVE 模件正在与MP和现场设备通讯更换模件永远 绝对 不要在模件指示灯ACTIVE亮着的情况下移除模件！46 InvensysInvensys propri

14、etary & confidential上电 所有模件“FAULT”灯亮，直到诊断结束，并且确认模件正常 I/O模件PASS灯亮 单层诊断 通讯模件PASS灯亮 双层诊断 主处理器PASS灯亮 五层诊断4.1 电源模件电源模件 将AC转换为DC以供Tricon模件使用 双重冗余配置 每一块电源模件就能够独自承担整个机架所有模件的负荷 共享输出负载为175瓦 两块电源模件应该各自接入独立电源 输入功率最小为240瓦 包含有引线型缓动保险丝（熔断器） In-line slow blow fuse 各自使用独立的电源轨道51 InvensysInvensys proprietary &

15、; confidential电源模件 拥有内置的诊断回路 能够诊断电压超量程报警 能够诊断超温报警 每个电源模件都有“SYSTEM ALARM”报警节点 1个常开节点 1个常闭节点52 InvensysInvensys proprietary & confidential电源接线端子 L N= 火线，或DC+= 零线，或DC-= 机架地 NO = 常开节点 C= 公共端 NC = 常闭节点53电源模件指示灯 PASS 模件/输入电源正常 FAIL 电源模件失效 ALARM 机架报警 TEMP 超温报警（60 oC） BATT LOW 电池电量低54 InvensysInvensys p

16、roprietary & confidential电源模件指示灯 “ALARM” 代表了Tricon “Chassis/System”（机架/系统）报警 并不是电源模件失效 “ALARM”并不会自动刷新 这意味着用户必须快速消除现有报警 机架实际安装的硬件与软件组态中的定义相冲突 系统中有模件缺失（不在其槽位中） DO模件产生“LOAD FUSE”报警 MP, I/O模件(主机架), 或通讯模件“FAULT” 扩展机架I/O模件“FAULT” I/O总线电缆安装错误 主电源失效（电源模件主电源失去） 电源模件“FAULT” TEMP报警 BATT LOW报警4.2 数字量输入模件（DI

17、）56 InvensysInvensys proprietary & confidential数字量输入模件58 InvensysInvensys proprietary & confidentialDI模件 3个Legs独立传输信号 每5-10ms扫描输入点 编译输入MP的数据表 在MP内进行信号表决(VOTE) 表决后的值才能被程序使用60 InvensysInvensys proprietary & confidentialDI模件的诊断 执行Leg-to-Leg比较 提供“Stuck ON”或“Stuck OFF”自诊断 模件的诊断结果送至MP MP相互表决，然

18、后激活模件的“FAULT”报警4.3 数字量输出模件（DO）63 InvensysInvensys proprietary & confidential数字量输出模件66 InvensysInvensys proprietary & confidentialOVD输出表决诊断 如果在OVD过程中发现了问题 模件“FAULT”灯亮 该模件的OVD功能将被禁用 OVD功能可以通过TriStation禁用 OVD禁用指禁用整块模件的OVD功能4.4 SUPERVISED DO模件70 InvensysInvensys proprietary & confidentialSUP

19、ERVISED DO模件 与其他DO模件的差别在于诊断 拥有电压和电流回路 提供“ON”和“OFF”双重错误检测 “Supervises”现场设备，检测故障 “Supervises”现场电路，检测： 失电或保险丝熔断 开路或丢失负载 现场短路导致的已激励负载出错 短路导致的负载失效状态（shorted load in the de-energized state）4.5 端子排74端子排75 InvensysInvensys proprietary & confidential端子排 无源回路底板，现场接线更容易 I/O模件更换便捷，不会影响到端子排接线 电缆最长为99英尺 FTA编号最后两位代表了预置电缆的长度（英尺） 设计为： DIN-Rail安装 Version 9或更新 19英寸RETMA（无线电 点电商协会）接线板 Version 8或更早Version 9+Version 8-76 InvensysInvensys proprieta