TS3000介绍与控制方案

TS3000简介TRICONEX的TMR（三重冗余）系列产品广泛应用于我国石化、炼油、电力、石油天然气、化工等行业。在装置安全联锁系统（SIS）、压缩机防喘振控制、燃气轮机控制、锅炉监测保护、透平发电控制、海上石油钻井平台安全控制、火灾与有毒气体监测保护报警、铁路道岔信号控制等方面有广泛的业绩。产品在全球的TMR市场中占有65％的份额，TMR产品近9年连续被美国最权威的《控制》杂志评为全球控制系统第一名。目前我公司已有100多套TRICONEX的TMR系统在应用在国内外机组控制及装置SIS系统领域。65%35%世界范围TMR系统的运用比例TRICONEXTMR硬软件ISO9001认证连续9年世界冠军TUV认证对质量的承诺及取得的认证不断地用美国和国际的标准来验证产品：TUV,CSA,FM,IEC,UL,CEMarkTMR产品满足世界最高安全认证级别:TUV6级制造资质通过ISO9000验证Triconex容错控制器的定义:

容错控制系统可以识别和补偿控制系统元件的故障，并允许在继续完成指定任务的同时对故障元件进行修复，不中断过程控制。高安全性和高可用率：

——源于TMR的结构、诊断和在线维护。高可用率

：

——消除假（信号）跳机。TRICON-TMR容错控制器TS3000控制系统的特点通过TUV标准认证的TMR系统体系。输入表决错误的“自治愈功能”确保主处理器使用正确的输入表决值。从输入端子到输出端子(其中包括扫描输入、执行程序和驱动输出)所有的控制功能都是在独立的三冗余硬件体系中完成的。无易出故障的硬件继电器顺控逻辑

3、2、1的工作方式：只有一个主处理器时，系统也能工作。单点甚至多点故障时的功能完整性。TS3000控制系统的特点“热备份”卡件带电并时刻诊断，保证在需要的时候是可以运行。“无冲突”切换是自动地有保证的。在故障的情况下，主处理器和I/O模块可以在线更换而不影响运行。双重电源供电（每个都具有100%的机柜供电能力）对TMR电路提供完善充足的电源。电源中的任何一个掉电都不会影响三冗余硬件的性能。在线修改软件并下装到控制器中，不中断设备的正常运行。TS3000控制系统的特点全面的硬件诊断和系统诊断，诊断覆盖率达到90%以上。诊断对用户是透明的，诊断结果可以在工程师站（PC）上得到。开放的系统，应用程序由使用者掌握。在涡轮机组控制方面，具有丰富的经验和专家队伍。

世界范围的广泛使用。系统的统一完整性TS3000一体化控制系统可以：减少采购成本：与较少的供应商协调降低总系统的成本减少工程协调减少互连信号减少运行和维护的培训：一个硬件平台一个变编程软件使用TRICONEXTMR产品

意味着什么？提高设备的安全性减少设备生产过程中的意外和停工时间，增加产出用它可设计出一个容易维护并且在今后20年都可得到服务支持的系统可以容易集成到现存的系统和未来的系统中去TS3000系统的机架由主机架和扩展机架组成，两者之间通过I/O总线进行通讯，最多可以有14个主机架。I/O卡通过机架上的ELCO插头，由ELCO电缆连接到ETP端子上，由ETP与现场来的信号相连。双冗余供电。

每个输入信号进入端子后分成三个独立的电路，输入卡件的每个分电路读入过程数据并将此信息送到各个主处理器。三个主处理器可利用其专有的高速的三重化总线（TRIBUS）进行相互间的通讯。三重化总线可对其数字输入数据进行表决，把正确的表决结果送到每个处理器，主处理器执行各种控制算法，并将经TRIBUS表决后的正确运算输出值送到各个输出卡件，输出卡件的3个通道进行表决后最终送到输出端子。

工作原理

TRICON的结构从输入卡件、主处理器到输出卡件完全是三重化的。TimePLCinput-StuckOnFault!ProcessVariable/InputVariableHighPressureSetPointActualProcessVariableExampleofSinglePLCFailureDangerousProcessVariableHighPressureSetPoint?WhichSignalisCorrect?1oo2Config=ShutdownTimeDualSystemsTimeProcessVariableHighPressureSetPoint2oo3=ContinuetooperateHighCertaintythisisabadsignalTMRSystemsTimeProcessVariableHighPressureSetPoint2oo3=ShutDownHighCertaintythesearegoodsignalsHighCertaintythisisaBADsignalTMRSystemsInputLegAInputLegBInputLegCOutputLegAOutputLegBOutputLegCMainProcessorCMainProcessorBI/OBusI/OBusI/OBusTriBusTriBusTriBusVoterMainProcessorAInputTerminationOutputTerminationAutoSpareAutoSpareTS3000系统的TMR结构

ISAS84.013-------------------E-004to<E-003 10,000to1,0002-------------------E-003to<E-002 1,000to1001-------------------E-002to<E-001 100to10IEC615084------------------E-005to<E-004 100,000to10,000SafetyIntegrityLevelProbabilitytoFailonDemand SafetyIntegrityLevelTUVImpactofVotingSchemeson

Safety&AvailabilityAvailabilitySafety/AvailabilityTMRSafety1oo2/1oo2D2oo2Proof-testingIntervalIncreasedFrequencyTrident系统的TMR结构

另外一种TMR结构CInputModuleCMPCCOutputModuleAInputModuleAMPCAOutputModuleBInputModuleBMPCBOutputModule外部表决电路或表决器件TRICONVersion9底板OneLogicalSlotLeftI/OModuleRightI/OModule*I/OBusMainProcessorsA,B,&CTRIBUSDUALPOWERRAILSLegCLegBLegACommBusLegCLegBLegACommunicationModuleELCOConnectorsforI/OTerminationPowerTerminalStrip12346TerminalStrip#1TerminalStrip#2Eithertheleftmoduleorrightmodulefunctionsastheactiveorhotsparemoduleatanyparticulartime.*PowerSupply#15PowerSupply#2TRICON系统电源模块IndividualModuleAlarmFilterDC-DCConverterFaultDetect-+BridgeRectifierPowerSupply#1GroundVoltageRail2VoltageRail1FilterDC-DCConverterFaultDetect-+BridgeRectifierPowerSupply#2REGVccREGREGVccREGREGVccREGABCNONCCNONCC带自诊断的TMR开关量输入模块InputMuxBusXcvrProcmThresholdDetectOpto-Isolator-+AInputMuxBusXcvrProcm-+BInputMuxBusXcvrProcm-+CIndividualPointFieldTerminationBridgeRectifierOpticalIsolationAC/DCInputCircuitIndividualOpto-IsolationIntelligentI/OController(s)ACSmoothingThresholdDetectOpto-IsolatorThresholdDetectOpto-IsolatorLeg-to-LegIsolationControlSignalINTELLIGENTI/OCONTROLLER(S)TRIPLICATEDI/OBUSFIELDCIRCUITRY--TYPICALPOINT(1of32)DualPortRAMDualPortRAMDualPortRAMOpto-IsolatorOpto-IsolatorOpto-IsolatorTMR模拟量输入模块Proc

BusXcvrProc

BusXcvrProc

BusXcvrABCADCADCADCIndividualPointFieldTerminationsIsolation/FilteringINDIVIDUALADCFOREACHLEGINTELLIGENTI/OCONTROLLER(S)TRIPLICATEDI/OBUSSIGNALCONDITIONINGANALOGINPUTCIRCUITTYPICALPOINTAmpMuxAmpMuxAmpMuxHiRefLoRefHiRefLoRefHiRefLoRef增强型TMR数字量输出模块PointRegistermProcBusXcvrPointRegistermProcBusXcvrPointRegistermProcBusXcvrBusXcvrmProcPointRegisterBusXcvrmProcPointRegisterBusXcvrmProcPointRegisterOutputSwitchDriveCircuitryAA?BOutputSwitchDriveCircuitryOutputSwitchDriveCircuitryBOutputSwitchDriveCircuitryCABCA.BABC+VABCTRIPLICATEDI/OBUSFIELDCIRCUITRY--TYPICALPOINT(16)VoltageLoopbackDetectorLDRTNINTELLIGENTI/OCONTROLLER(S)*****Alloutputswitchesareopto-isolated.TMR模拟量输出模块SelectorLogicDACSelectorLogicDACSelectorLogicDACVoltageLoopbackVoltageLoopbackVoltageLoopbackCurrentLoopbackCurrentLoopbackCurrentLoopbackmProcAmProcBmProcCOutputTerminationABCTRIPLICATEDI/OBUSINTELLIGENTI/OCONTROLLERSSIGNALCONDITIONINGPERPOINTTMR脉冲输入模块+

-Proc

BusXcvrProc

BusXcvrProc

BusXcvrABCIndividualPointFieldTerminationsINTELLIGENTI/OCONTROLLER(S)TRIPLICATEDI/OBUSPULSEINPUTCIRCUIT--TYPICALPOINTCounter/TimerCounter/TimerCounter/TimerComparatorComparatorComparator+

-+

-ACCoupledACCoupledACCoupled