Tricon系统教学提纲课件

©InvensysInvensysproprietary&confidential1

Tricon/TriStation综合应用

Tricon/TriStationComprehensiveTRICONEXAnInvensysCompany©2009Invensys.AllRightsReserved.Thenames,logos,andtaglinesidentifyingtheproductsandservicesofInvensysareproprietarymarksofInvensysoritssubsidiaries.Allthirdpartytrademarksandservicemarksaretheproprietarymarksoftheirrespectiveowners.2©InvensysInvensysproprietary&confidential1

课程简介5©InvensysInvensysproprietary&confidential课程内容•Tricon运行原理•Tricon系统组件•Tricon可选的I/O模件•Tricon通讯模件•接线端子排（FTA’S）•TriStation组态软件

–TriStation1131,v4.0~v4.5•动态诊断

–DiagnosticMonitor4.1

–使用TriStation1131强制Tag•Tricon系统的维护6©InvensysInvensysproprietary&confidential

课程目标•描述了TMR的基本原理，以及容错的基本概念•识别Tricon系统及其模件•在线更换Tricon模件•识别系统报警，并对报警做出响应•使用TriStation1131软件强制Tag•使用DiagnosticPanel进行Troubleshoot•熟悉TriStation1131组态软件的基本使用7©InvensysInvensysproprietary&confidential2

Tricon系统运行原理8©InvensysInvensysproprietary&confidentialTricon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）9©InvensysInvensysproprietary&confidential

容错–FaultTolerance•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•MaskedControlsystemsfaultsfrom thefield.10©InvensysInvensysproprietary&confidentialTMR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11©InvensysInvensysproprietary&confidential

三重冗余结构

•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 输出表决器相互独立的输入支路 三重冗余主处理器如果有故障点，则故障点剔除，不参与控制运算。三个通道分别连续取三个信号，时间是毫秒级的。模拟量取中间值，如果有一路坏掉，则取另外两路的平均值；开关量是三取二。12©InvensysInvensysproprietary&confidentialTricon的扫描周期

MP同步执行Program

输出置位进行诊断 建立通讯Poll输入13©InvensysInvensysproprietary&confidential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14©InvensysInvensysproprietary&confidentialTricon的实际应用

•紧急停车系统（ESD）

•汽轮机控制系统

•锅炉火焰安全系统

•海上平台安全系统

•核级1E安全相关系统15©InvensysInvensysproprietary&confidential3

Tricon系统组件16©InvensysInvensysproprietary&confidential本节目标

•了解并熟悉Tricon背板上的3套总线系统

•了解并熟悉Tricon的三种不同机架

•了解Tricon的”Logical”和”Physical”机架槽位区别

•了解安全更换主机架背板电池的步骤

•了解主机架”KeySwitch”的作用

•了解Tricon机架上和模件上的槽位锁的作用

•了解Tricon模件上每个指示灯的意义

•了解电源模件的作用17©InvensysInvensysproprietary&confidential机架

•主机架–MainChassis

•扩展机架–ExpansionChassis

•远程机架–RemoteRXMChassis

•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©InvensysInvensysproprietary&confidential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”19©InvensysInvensysproprietary&confidential以及电源总线•热备模件连接与 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©InvensysInvensysproprietary&confidential机架外观21©InvensysInvensysproprietary&confidential基本组件

•主处理器(MP)

•机架背板(Backplane)

•电源模件©InvensysInvensysproprietary&confidential223.1主机架

1.主机架构成以

2.KeySwitch23©InvensysInvensysproprietary&confidential主处理器

•模件3006/3007

–适用版本：Version9.0–9.5.x

•模件3008

–适用版本：Version9.6–9.10.x/Version10

•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©InvensysInvensysproprietary&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©InvensysInvensysproprietary&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©InvensysInvensysproprietary&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118I/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©InvensysInvensysproprietary&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

–电池电压是3.6v

–电池可以累积使用六个月，存放8-10年

•一个专用的“COM”槽

•16个物理槽位，6个逻辑槽位28©InvensysInvensysproprietary&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©InvensysInvensysproprietary&confidential预置电缆接头

•ELCO接头

–FTA’s和Tricon背板30©InvensysInvensysproprietary&confidentialI/O扩展和电源

•I/OBUS扩展端口

–三重冗余(TMR)

•电源接线端子31©InvensysInvensysproprietary&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©InvensysInvensysproprietary&confidentialKeySwitch–“Remote”

•允许第三方“写”控制程序变量

–TriStation

–ModbusMasters

–ExternalHosts(DCS)

•不允许执行“DownloadAll”

•不允许执行“DownloadChanges”33©InvensysInvensysproprietary&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©InvensysInvensysproprietary&confidentialKeySwitch–“Program”

•允许TriStation的操作：

–“DownloadAll”

–“DownloadChanges”

–Start/Stop控制程序

•允许从ModbusMaster和其他第三方DCS“写”控制程序变量35©InvensysInvensysproprietary&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36©InvensysInvensysproprietary&confidential槽位锁

•为什么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

©InvensysInvensysproprietary&confidential373.2扩展机架及远程机架

1.扩展机架

2.远程机架38©InvensysInvensysproprietary&confidential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39©InvensysInvensysproprietary&confidential•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©InvensysInvensysproprietary&confidential典型Tricon系统

•I/O扩展总线

I/O总线端口41©InvensysInvensysproprietary&confidential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Invensysproprietaryconfidential©Invensys21July©2014一个NODE节点不够用的怎么办？43©InvensysInvensysproprietary&confidential4

Tricon可选I/O模件44©InvensysInvensysproprietary&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45©InvensysInvensysproprietary&confidential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！为什么不能在模件指示灯ACTIVE亮着的时候移除模件？ACTIVE灯亮着说明模件正在和MP或者现场设备通讯，进行数据交换，如果此时更换，很容易引起数据传输中断，可能引起机组跳闸等重大事故发生。注意事项1.MP和I/O同时故障时，先更换MP，然后再更换I/O；2.I/O卡故障时，先检查现场侧是否故障，然后再检查I/O卡件本身；3.推入模件前，检查模块背后pin针，不可将pin针歪曲或损坏的模件推入卡槽；4.任何情况下电源模件在拔出后，60秒内不能推回去；5.避免在整点附近更换卡件，因为此时主/备卡会自动切换；6.卡件ACTIVE灯闪烁时不能移出卡件；7.模件的固定螺栓不可拧得过紧；8.Tricon系统不允许两块模件一起推进去，待ACTIVE灯正常在推另外一块。46©InvensysInvensysproprietary&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47©InvensysInvensysproprietary&confidential主处理器

•V9~V9.5(3006,3007)

–3007–只在主机架上出现

•V9.6~V10(3008)

–向后兼容

–比老版本主处理器快两倍

–固件与老版本不同©InvensysInvensysproprietary&confidential484.1电源模件49©InvensysInvensysproprietary&confidential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

•为保证系统的安全性和完整性,分别独立地把每个电源模件接在不同的电源上，并在各自电路装设独立的电路断路器或开关。

•输入功率最小为240瓦

•包含有引线型缓动保险丝（熔断器）

–In-lineslowblowfuse

•各自使用独立的电源轨道51©InvensysInvensysproprietary&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“SYSTEMALARM”报警节点

–1个常开节点

–1个常闭节点52©InvensysInvensysproprietary&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©InvensysInvensysproprietary&confidential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（＞60oC）

•BATTLOW

–电池电量低54©InvensysInvensysproprietary&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“LOADFUSE”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–BATTLOW报警电源模件的超温报警：1.环境温度：>60摄氏度2.模件内部温度：>83摄氏度©InvensysInvensysproprietary&confidential554.2数字量输入模件（DI）56©InvensysInvensysproprietary&confidential数字量输入模件57©InvensysInvensysproprietary&confidential数字量输入模件58©InvensysInvensysproprietary&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©InvensysInvensysproprietary&confidentialDI模件的诊断

•执行Leg-to-Leg比较

•提供“StuckON”或“StuckOFF”自诊断

•模件的诊断结果送至MP

•MP相互表决，然后激活模件的“FAULT”报警为什么要对StuckON或“StuckOFF进行自诊断？检测是否有模件内的金属触点在长期带电、并且闭合的情况下粘死，不能分离，导致金属触点失效，不能正常工作©InvensysInvensysproprietary&confidential624.3数字量输出模件（DO）63©InvensysInvensysproprietary&confidential数字量输出模件64©InvensysInvensysproprietary&confidential数字量输出模件65©InvensysInvensysproprietary&confidential开关量输出模件

•获取从MP传达过来的输出指令

•QUADVOTER（四方）输出表决回路

•所有DO均有On-state检测

•所有DO均可以为每一点(表决回路中的节点)执行OVD测试

•点(表决回路中的节点)的状态由VoltageLoopbackDetector驱动

•LOADFUSE为“ON”

–MP指令与现场设备状态不匹配

–电源模件失效

•表示问题为现场设备问题，而不是模件问题

–模件“ACTIVE”灯仍然亮着©InvensysInvensysproprietary&confidential734.5端子排74©InvensysInvensysproprietary&confidential端子排75©InvensysInvensysproprietary&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

•Version9或更新–19英寸RETMA接线板

•Version8或更早Version9+Version8-76©InvensysInvensysproprietary&confidential电缆及底座接头•使用匹配型接口连接预置电缆与底座（端子排／机架）

端子排上的接口

ELCO电缆接口 机架背板上的ELCO接口77©InvensysInvensysproprietary&confidential端子排类型•标准端子排

–最大适应性

–高密度

–便于维护•Basic端子排

–低成本•特殊端子排

–外部继电器，旁路开关等等78©InvensysInvensysproprietary&confidential标准端子排•提供保险丝保护，带保险丝熔断指示器或限流电阻器•电源端子可以为现场回路提供电源（需另接24V电源）•Common端子选择（有源或无源）•冗余DC电源配置，使用OR’ing二极管79©InvensysInvensysproprietary&confidentialBasic端子排

•成本比标准端子排更低

•结构更简单

•保险丝和电阻保护必须外接©InvensysInvensysproprietary&confidential814.6模拟量输入模件82©InvensysInvensysproprietary&confidential模拟量输入模件83©InvensysInvensysproprietary&confidential模拟量输入模件

•模件型号：型号3700A37013703E3704E37203721电压0-5V0-10V0-5/0-10V0-5/0-10V0-5VDC0-5V,-5-+5VDC类型TMRTMRTMR,隔离TMR,高密度TMR,高密度TMR,Differential84©InvensysInvensysproprietary&confidential模拟量输入模件

•模拟量输入模件仅接受电压输入

•模拟量信号被转换为数字量整型（DINT）信号（819-4095）

•模件内每条支路均有专用微处理器来获取输入信号

•将整型值存储进数据表

•模件的数据通过I/OBus传输给MP

•TMR–三选中

•Dual–二取平均85©InvensysInvensysproprietary&confidential模拟量输入模件

•Openinput–超量程下限

–-32,767

•Openinput–超量程上限

–+32