TRICON系统硬件介绍及维护常识解析课件.ppt

1、TRICON系统硬件介绍及维护常识2014年7月1目录一 TRICON系统硬件介绍 全厂SIS系统网络结构二二 各类信号走向以及端子接线四四三 各机柜系统命名原则及配电 五 TRICON系统的基本维护 TRICON 系统在神达项目的应用：1、SIS 系统 11套：安全仪表系统 DMTO 3套、PP 1套、EVA 3套、EO及EO罐区3套、EOD 1套2、CCS系统 3套：压缩机组控制系统 主风机B1101A/B、反应气压缩机C1401、丙烯制冷压缩机C17013、PDS 1套：顺控系统 2一 TRICON系统硬件介绍 TRICON系统硬件介绍 Tricon System Major Featu

2、re Tricon 系统的主要特点 Tricon System Cofiguration Tricon 系统的构成 Tricon MODULES Tricon 模块3TRICON系统硬件介绍 Tricon 系统的主要特点：Tricon System Major Feature三重化、冗余、容错的PLC4Tricon-TMR 容错控制系统Definition of Tricon TMR Fault Tolerance Controller:Tricon-TMR 容错控制系统的定义:容错：允许同时存在多处非致命性错误。Identifies and compensates for failed co

3、ntrol system elements and allows on-line repair while continuing its assigned task without process interruption.识别并补偿控制系统的错误 并允许在不影响正常生产的情况下在线维修。High Safety Integrity-High Safety Availability due to TMR architecture,diagnostics,and on-line repair 高安全性和高可用性 它是通过三重模件冗余结构（）提供容错能力的。此系统由三个完全相同的系统通道组成,自诊断

4、以及在线维修。High Availability -Eliminates spurious(false)trips 高可用性 -消除因硬件故障造成的误停车。5Tricon控制器的三重化结构6TRICON系统主要特点Redundancy=No single point of failure 冗余=无单点故障Isolated Architecture 隔离结构On-line repair possible 在线维护Triplication-Fully implemented.三重化-遍布于整个系统Diagnostics-Embedded in the system 系统诊断-自诊断内置于Trico

5、n 的硬件内Direct communications to Supervisory Control Systems 与上位机系统直接通讯TV Class 6 certified(IEEE SIL 3)TV AK6 级证书(IEEE SIL 3)TriStation allows off-line Emulation TriStation 软件允许离线仿真Installation simplicity 安装简便7冗余 Three Main Processors 三重化主处理器 Process I/O modules with three independent legs 每一I/O模块都有三条

6、独立的分电路 Dual Power Supplies 双重电源供给 Dual Communication Modules 双重通讯模块8隔离 Three independent Main Processors 三重独立的主处理机 Two independent Power Supplies in each rack 每个组件箱内都配备两重冗余电源 No shared components on process I/O modules 在I/O组件内部，没有共享部件 Mechanical and Electrical isolation of all processing elements 系统

7、与现场之间隔离9在线维护 Replace faulty I/O module without disrupting operation 无需系统停车即可在线更换 I/O 组件 Replace faulty Main Processor without disrupting operation 无需系统停车即可在线更换 主处理机 Automatic switch-over to Hot Spare when I/O module is faulty 卡件故障时可自动切换到热备卡件 On-line Download software changes 无需系统停车即可在线更改系统组态、在线软件下载1

8、0故障检测Loopback on DO and AO Modules 在 DO 和 AO 组件内都具有反馈电路Comparison of Triplicated Input Data 三重化的输入数据比较Validation of each Main Processor Board 每一主处理机都具有 CPU and Memory 独立CPU 和 独立寄存器 Floating Point Unit 浮点运算单元 TRIBUS Communication 三重化通讯总线 Communication Microprocessors 通讯微处理器Fault indicator LED on all

9、modules每一主处理机都具有 错误信息指示灯11硬件表决 Digital inputs voted by TRIBUS 通过三重化总线对数字量输入信号进行表决 Digital outputs voted on DO Modules 在 DO 组件内实现数字量输出表决 Analog outputs selected on AO Modules 在 AO 组件内实现模拟量输出选择表决12软件表决 Mid-value selection of analog inputs 模拟量输入信号，选择中值 Diagnostic data on I/O modules 诊断数据保存在 I/O 组件内13 T

10、RICON SYSTEM CONFIGURATION Tricon 系统构成14Tricon 系统构成Tricon 主系统机柜(机架)工程师/SOE站 操作站 辅助操作台 报警器 通讯外设DCS BUSTricon 高密度主机架16Tricon 高密度主机架17Tricon 高密度扩展机架18Tricon 高密度扩展机架19I/O 扩展总线接口20I/O Bus PortsOUTINABCTricon Chassis Front ViewI/O Bus ConnectionsOUT AOUT BOUT CIN AIN BIN CLeg A output portLeg B output por

11、tLeg C output portLeg A input portLeg B input portLeg C input portTricon扩展机架的连接21 1 Main Chassis 1个主机架 More than 14 Expansions 最多14个扩展机架两种形式的扩展机架：1、扩展机架 与主机架的距离30米2、远程机架 与与主机架的距离12公里。连接电缆：9000和9001。TRICON主机架 1#TRICON扩展架 2#TRICON扩展架 3#TRICON扩展架 4#-14#编程站远程扩展模块(RXM)22Tricon远程机架的连接23TRICON主机架 TRICON扩展架

12、 TRICON本地 远程扩展架 TRICON扩展架 TRICON远程扩展架 光纤接线盒 Tricon主机架上的后备电池24电池的作用与寿命25电池的作用：1、保存用户程序。2、自诊断信息。寿命：1、连续使用6个月。2、寿命：5年。TRICON MODULESTricon 模块26Tricon机架的电源模块27容错供电系统28Dual Power Supplies-Each capable of powering entire chassis load(175 Watts Each)双电源供电每个电源模块可承担整个机架的负荷（175瓦）Dual Voltage Regulators-Two pe

13、r leg on each I/O module 双电压调整器每个I/O模块有两个通道Full noise isolation on inputs and outputs 良好的抗干扰能力Over-temperature alarm at 60 degree C 60摄氏度高温报警On-line replacement 在线更换Batteries for memory back-up(Maintains memory for accumulated time of 6 months)存储器后备电池（可维持存储器累计六个月的时间）主处理器模块29主处理器模块#30083032 Bit Centr

14、al Processor,MPC860,at 50 MHz 32 位微处理器,MPC860,50 MHz16 MB DRAM (with battery backup)16 Mb DRAM(带后备电池）Fault Tolerant inter-processor Bus(TRIBUS)at 25 MHz,32 bit CRC-protected,DMA fully isolated 容错的内部处理器总线(TRIBUS)，25MHZ,32位CRC保护,DMA,完全隔离32 Bit Communication processor MPC860,at 50 MHz 32位通讯 协处理器，MPC860

15、,50MHZHardware voting and comparison circuits 硬件表决 和 比较电路Supports(SOE)and time-stamping 支持SOE 数据的采集Extensive background diagnostics 强大的诊断功能TMR 数字输出模块31Independent triplicated signal conditioning,power sources and communications paths 独立的三重化的信号转换器、电源和通讯通道独立的三重化的信号转换器、电源和通讯通道 Per point series/parallel

16、 Fault Tolerant Quad Voter hardware circuitry 串串/并联容错的四方表决电路并联容错的四方表决电路 Field Loopback Sensing Diagnostics现场回路故障检测现场回路故障检测 No single point of failure 无单点故障无单点故障 Opto isolation between channels输出通道间光电隔离输出通道间光电隔离 Full noise immunity 抗干扰能力强抗干扰能力强 On-line replacement在线更换在线更换TMR 模拟输入模块32 Independent trip

17、licated leg signal conditioning,power sources,and communication paths 独立的三重化的信号转换器、电源和通讯通道独立的三重化的信号转换器、电源和通讯通道 Triplicated A/D converters 三重化的三重化的A/D转换器转换器 Automatic calibration using built-in reference voltages 通过内置参考电压进行自动电压校正通过内置参考电压进行自动电压校正 0.15%full scale range accuracy,12-bit resolution 0.15%满

18、量程精度，满量程精度，12位的分辨率位的分辨率 Available with+6%over-range measurement +6%超压测量范围超压测量范围 No single point of failure 无单点故障无单点故障 On-line replacement 在线更换在线更换TMR 模拟输出模块33Triplicated 12-bit D/A converters for each of the 8 analog output points 每个输出点都有相应的三重化每个输出点都有相应的三重化12位的位的D/A转换器转换器2oo3 selection circuit selec

19、ts correctly operating DAC for each point and periodically selects each DAC to check its correct operation 3取取2选择电路选取正确的输出电路，并周期性检测选择电路选取正确的输出电路，并周期性检测Loopback checking of all analog output channels 所有通道的回路检测所有通道的回路检测Automatic calibration using built-in reference voltages 通过内置参考电压进行自动电压校正通过内置参考电压进行自

20、动电压校正 No single point of failure 无单点故障无单点故障On-line replacement 在线更换在线更换TMR 脉冲输入模块34Independent triplicated leg signal conditioning,power sources,and communication paths 独立的信号转换器、电源和通讯通道独立的信号转换器、电源和通讯通道Triplicated pulse counter for each of the 8 input points 三重化脉冲计数器三重化脉冲计数器Accurate timers are used o

21、n each point to determine time required to accumulate the required number of pulses(1 microsecond accuracy)1 微秒的计数器精确度微秒的计数器精确度Measures speed(RPM)to an accuracy of 0.01%at Normal operating speeds 转速测量精度转速测量精度(RPM)可达可达 0.01%No single point of failure 无单点故障无单点故障On-line replacement 在线更换在线更换TMR 热电偶输入模块3

22、5 Triplicated A/D converters 三重化的三重化的A/D转换器转换器 Automatic calibration using built-in reference voltages 内置参考电压进行自动电压校正内置参考电压进行自动电压校正 Supports thermocouple types J,K,and T 热偶类型：热偶类型：J、K、T Cold Junction compensation is performed 冷端补偿冷端补偿 0.5%Standard Deviation from mid-value for 256 samples-Leg is faul

23、ted 采用取中值算法，偏差大于采用取中值算法，偏差大于0.5%则认为此通道故障则认为此通道故障 No single point of failure 无单点故障无单点故障 On-line replacementTricon 通讯模块36Tricon Communication Module(TCM)Tricon 通讯模块（TCM）TCM 4351BNET 1 专用接口，点对点互联或时钟同步NET 2 TRICON 局域网口，必用Port 14 可以用作基于Modbus协议的串连接口Port 5 并口 接线端子与I/O模块的连接37机械锁38Keyed I/O Cable Connectors

24、Keyed I/O Slots我公司我公司TRICON系统硬件配置情况系统硬件配置情况40全厂及各装置网络结构二二1、全厂网络结构图SIS节点地址分配节点号：PP SIS:1PP PDS:2EVA SIS:3，4，5EO SIS:6，7EOD SIS:8EO罐区 SIS：9DMTO SIS:10，11，1241机柜命名形式：机柜命名形式：WWW-SIS-XXX-YYZ序号代码代表含义1WWW装置代码2XXX功能类别代码3YY顺序号4Z辅助编号：F前面 R后面三 各类机柜系统命名原则及配电 序号序号机柜名称机柜名称功能代码功能代码示例示例1 1系统机柜系统机柜SYSSYS299-SIS1-SYS

25、-01F299-SIS1-SYS-01F2 2端子柜端子柜TBCTBC299-CCS1701-TBC-299-CCS1701-TBC-01R01R3 3模拟量辅助柜模拟量辅助柜AMCAMC299-SIS2-AMC-01F299-SIS2-AMC-01F4 4开关量辅助柜开关量辅助柜DMCDMC299-SIS3-DMC-01R299-SIS3-DMC-01R5 5网络柜网络柜NETNET710-SIS-NET-01F710-SIS-NET-01F6 6配电柜配电柜PDCPDC299-SIS3-PDC-01F299-SIS3-PDC-01F各类机柜命名原则各类机柜命名原则电源柜供电原理电源柜供电原

26、理 提供了两路220VAC，50Hz的不间断电源，和一路220VAC,50Hz的非UPS的电源。来自接线板的电源，连接到隔离开关。然后再通过适当额定功率的空开分配到机柜中每一个需要220VAC电源的元件。电源柜供电原理电源柜供电原理机柜中提供220VAC到24VDC供电设备PSU。然后再通过适当额定功率的空开分配到机柜中每一个需要24VDC电源的部件。.电源柜供电原理电源柜供电原理机柜中使用冗余UPS 220V AC的部件是：主机架上/下电源扩展机架上/下电源220VAC/24VDC 转换供电模块电源柜供电原理电源柜供电原理机柜中使用非UPS 220VAC的部件是：机柜风扇机柜照明维护插座电源

27、柜供电原理电源柜供电原理机柜中使用冗余24V直流的部件是：端子板 交换机(DCS使用220V电源）安全栅每个PSU的输出都被分接到一个汇流条，来给需要24V直流电源的部件供电。通过这样的配置，任何一个主要供电设备的电源故障和错误都不会干扰到对现场设备的供电。各类信号走向以及端子接线四四1、模拟量输入信号走向、模拟量输入信号走向有安全栅：现场有安全栅：现场-安全栅柜安全栅柜-系统柜系统柜无安全栅：现场无安全栅：现场-端子柜端子柜-系统柜系统柜2、模拟量输出信号走向、模拟量输出信号走向有安全栅：系统柜有安全栅：系统柜-安全栅柜安全栅柜-现场现场无安全栅：系统柜无安全栅：系统柜-端子柜端子柜-现场现

28、场3、开关量输入信号走向、开关量输入信号走向有继电器：现场有继电器：现场-继电器柜继电器柜-系统柜系统柜无继电器：现场无继电器：现场-端子柜端子柜-系统柜系统柜4、开关量输出信号走向、开关量输出信号走向有继电器：系统柜有继电器：系统柜-继电器柜继电器柜-现场现场无继电器：系统柜无继电器：系统柜-端子柜端子柜-现场现场各类信号走向以及端子接线四四1、TR-13-0068-3-SIS-4400-0001 REV B.xlsx五 TRICON系统的基本维护 系统的维护应该从系统出厂到现场开始而不是等系统开车正常以后1、开箱检验，上电恢复时维护的第 一步。五 TRICON系统的基本维护 系统的维护应该

29、从系统出厂到现场开始而不是等系统开车正常以后2、上电之前除了清点货物，需要检查的是安装与设计的偏差、所有接线是否牢固，每个物理槽位的Key及每个ELCO电缆接头的Key是不是正确、检查并记录下所有模件的系列号。后备电池是否被安装并充足。五 TRICON系统的基本维护 系统的维护应该从系统出厂到现场开始而不是等系统开车正常以后3、检查所有的空气开关、保险丝的规格和型号是否符合负载要求，能否起到保护设备的作用又不会造成误动作！检查所有的接地是否接好，到接地站的电阻不大于4欧姆。五 TRICON系统的基本维护 系统的维护应该从系统出厂到现场开始而不是等系统开车正常以后4、上电之前必须检查供电电源的质

30、量：电压稳定性和波形。检查安装环境的电气干扰的情况，做到心中有数。五 TRICON系统的基本维护1、不可以从机架上拔出任何“active”的卡件！IO卡退出会造成全部点变成“0”，MP（主处理器）拔出会降低等级。2、别忘了第一条！3、在往机架上插卡之前，确保卡件上所有的针是直的平行的，无断损无歪斜。4、在用的卡件的固定螺丝保证紧固不要松开。5、系统存在多个故障，其中包含了MP或远程通讯卡的故障，要记住首先要解决MP和通讯卡的故障。6、如果需要拔出热备的卡件，要保证在正点过了10分钟后，也不要靠近正点系统的维护必须记住的系统的维护必须记住的“要点要点”五 TRICON系统的基本维护每日巡检检查所

31、有的电源、机架卡件的指示灯目测检查接地螺丝的状况检查电源风扇，机柜风扇的状态照明、门控开关，温控开关检查机柜内各部位的温度检查环境温度湿度及振动等 日常维护日常维护五 TRICON系统的基本维护每周作一次SOE的采集。每周一次打开OVD检查DO卡件的输出表决器。打开诊断面板检查所有系统硬件的状态每周一次检查确认热备卡的正点切换填写周检报告 每周维护每周维护五 TRICON系统的基本维护在TRICON系统中，通常可以通过两 种手段来解读报警和故障信息：一是检查卡件的前面板上的指示灯；二是通过TRISTATION的诊断画面。五 TRICON系统的基本维护 怎样看系统的指示灯怎样看系统的指示灯电源模

32、件上的报警灯指示灯指示灯颜色颜色PASSPASS绿色绿色FAULTFAULT红色红色ALARMALARM红色红色TEMPTEMP温度报警温度报警黄色黄色BAT LOW BAT LOW 黄色黄色五 TRICON系统的基本维护针对电源模件上的报警 的维护建议PASSFAULTALARMBAT LOWTEMP说明和建议动作说明和建议动作ONOFFOFFOFFOFF模件运行正常，不需动作。模件运行正常，不需动作。ONOFFONOFFON模件运行正常，但是环境温度对模件运行正常，但是环境温度对TRICON系统来说太高，可系统来说太高，可能会提早使能会提早使TRICON 模件发生故障，建议改善环境温度模件

33、发生故障，建议改善环境温度。ONOFFONONOFF模件运行正常，但是保持数据和程序的电池如果在断电的情模件运行正常，但是保持数据和程序的电池如果在断电的情况下容量不够，建议更换电池。况下容量不够，建议更换电池。OFFONONEitherEither模件故障或电源输入丢失，如果是电源输入故障，修复输入模件故障或电源输入丢失，如果是电源输入故障，修复输入电源；如果是卡件故障了更换电源模件。电源；如果是卡件故障了更换电源模件。OFFOFFEitherEitherEither指示或信号的线路发生了故障，更换电源模件。指示或信号的线路发生了故障，更换电源模件。OFFOFFEitherEitherEit

34、her模件运行正常，模件运行正常，但是与它在同一个机架上的另外一个电源模但是与它在同一个机架上的另外一个电源模件发生了故障，可以通过另外的那个电源模件上的指示件发生了故障，可以通过另外的那个电源模件上的指示灯，或者灯，或者TRISTATION 的这段面板来识别故障。更换故的这段面板来识别故障。更换故障电源卡。障电源卡。五 TRICON系统的基本维护指示灯指示灯颜色颜色PASS通过通过绿色绿色FAULT故障故障红色红色ACTIVE激活激活黄色黄色MAINT1红色红色MAINT2红色红色NETWORK-LINK绿色绿色NETWORK-TX黄色黄色NETWORK-RX黄色黄色SERIAL1黄色黄色S

35、ERIAL1黄色黄色COM TX 黄色黄色COM RX黄色黄色IO TX 黄色黄色IO RX黄色黄色主處理器模件上的报警灯五 TRICON系统的基本维护PASSFAULTACTIVEMAINT 1MAINT 2说明和建议动作说明和建议动作ONOFFBLINKOFFOFF模件运行正常，模件运行正常，ACTIVE 灯在程序执行一个周期闪灯在程序执行一个周期闪烁一次。不需动作。烁一次。不需动作。ONOFFOFFEitherEither控制程序没有被控制程序没有被DOWNLOAD 到机器中，或者是已到机器中，或者是已经下载到机器但没有被启动，如果是新更换的经下载到机器但没有被启动，如果是新更换的MP从

36、别的从别的MP转载控制程序，在一定时间内不转载控制程序，在一定时间内不能激活能激活ACTIVE,就要更换该就要更换该MP模件。模件。ONOFFOFFBLINKOFF更换了新的更换了新的MP，在，在ACTIVE 激活后十分钟内，激活后十分钟内，PASS 灯会亮。灯会亮。不用动作。不用动作。OFFONOFF同步闪烁同步闪烁三个三个MP之间的版本不匹配，更换成统一版本的主之间的版本不匹配，更换成统一版本的主处理器模件。处理器模件。OFFONOFF交替闪烁交替闪烁MP 正在下载，需将节点的值设定为不是正在下载，需将节点的值设定为不是00 的其他的其他值。值。OFFONEitherONEitherMP模件故障，更换新的模件故障，更换新的MP模件。模件。OFFOFFEitherEitherEither指示或信号的线路发生了故障，更换指示或信号的线路发生了故障，更换MP模件。模件。ONOFFEitherOFFONMP 累计得软故障太多，建议尽早更换新的累计得软故障太多，建议尽早更换新的MP 模模件。件。针对主處理器模件上的报警 的维护建议五 TRICON系统的基本维护指示灯指示灯颜色颜色PASSPASS绿色绿色FAULTFAULT故障故障红色红色ACTIVEACTIVE黄色黄色LOAD/FUSELOAD/FUSE黄色黄色其他IO卡件上的指示灯比较简单，不再赘述Thank You!