TRICON讲课YSC.ppt

ESD系统应用及工作原理 TRICON系统在乙烯装置应用 一 什么叫ESD ESD是英文EmergencyShutdownDevice紧急停车系统的缩写这种专用的安全保护系统是90年代发展起来的 以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评 二 ESD系统特点 ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求 独立于DCS集散控制系统 其安全级别高于DCS 在正常情况下 ESD系统是处于静态的 不需要人为干预 作为安全保护系统 凌驾于生产过程控制之上 实时在线监测装置的安全性 只有当生产装置出现紧急情况时 不需要经过DCS系统 而直接由ESD发出保护联锁信号 对现场设备进行安全保护 避免危险扩散造成巨大损失 三 ESD主要作用 增加设备的安全性减少误停车次数和停车时间提供故障冗余和高可靠性工作能力故障报警系统 四 TRICON系统 TRICON系统是TRICONEX公司的产品TRICONEX公司公司成立于1983年总部位于Irvine California隶属于Invensys集团 80个办事处和42个技术服务中心 集团遍布全球的销售和服务网络 TRICON系统是三重冗余 容错控制系统 冗余就是当系统某一个处理器故障时 其余两个处理器仍然可以维持系统正常工作 容错控制系统是可以识别和补偿控制系统元件的故障 并允许在完成指定任务的同时 对故障元件进行修复 不用中断过程控制 TRICON系统应用 安全紧急停车系统 ESD 锅炉火焰保护透平压缩机控制系统海上平台火气保护 Tricon控制器三重化结构 TRICON的容错功能是通过三重化冗余结 TMR 来完成的 其结构从输入模件 主处理器到输出模件完全是三重化的 TRICON系统模件 一 主处理器模件执行用户的控制程序 进行系统诊断型号 3006 3007 3008 二 电源模件 作用 为主机架 扩展机架 远程扩展机架内模件提供电源型号 8310 110VAC DC8311 24VDC 8312 220VAC 三 数字输入模件 接受115VAC DC 48VAC DC 24VAC DC及脉冲的电压离散信号 型号 3501E T 32点 115VAC DC 隔离3502E 32点 48VAC DC 自诊断 3503E 32点 24VAC DC 自诊断3504E 64点 24V或48VDC3505E 32点 24VDC 四 数字输出模件 输出115VAC 120VDC 48VAC DC 24VDc的电压离散信号 监督型可对现场回路和负载设备进行诊断 型号 3623 3624 3627 16点 监督3611E 3613E 3614E 3615E 3617E 8点 监督3601E 3603E 3604E 3607E 3608E 16点 三重化 TMR 隔离3663 3664 3667 32点 双重输出3636R 32点 继电器输出 非三重化 五 模拟输入模件 接受0 5VDC 0 10VDC 4 20mADC及J K T E型热偶的模拟信号 型号 3700 3700A 3701 32点 0 5V 0 10VDC3703E 16点 0 5V或0 10VDC 隔离3704E 64点 0 5V或0 10VDC3706E 32点 J K T型3708E 16点 J K T E型 六 模拟输出模件 输出4 20mADC的模拟信号 型号 3805E 8路4 20mADC输出3806 6路4 20mADC输出 2路8 320mADC输出 七 通讯模件 增强型智能通信模件 EICM4119 RS232和RS485 与Modbus设备和Tristation串行通信 网络通信模件 NCM4329 支持802 3网络和TCP IP UDP IP协议 专用通信模件 SMM4409 与TDC3000的UCN网络通信HIM4509 与TDC3000Hiway通路及LCN通信ACM4609 与I A和Tristation通信 八 专用端子板 数字输入板 9563 810数字输出板 9662 610模拟输入板 9761 210我们所用的都是24V 16通道 三重化数字输入模块 带自检测 TRICON TMR容错控制系统 识别并补偿控制系统的错误 允许在线维修高度安全性 来自TMR的硬件结构 自诊断以及在线维修高可用性 消除误停车 TriconexTMR系统与其它PLC的比较 没有因单点故障造成停车自诊断在线维修 32Bit微处理器50MHz 16MRam浮点处理器I O及通讯处理器容错内部总线 Tribus 硬件表决和比较线路事件顺序纪录SOE广泛的自诊断在线更换 主处理器模块 TRICONV9主机架背板结构 TRICONV9高密度主机架我们用的型号有 8110 主机架 8111 扩展机架 TRICONV9高密度主机架钥匙开关 1 RUN 运行 通常为只读操作方式 主处理器正在工作 这时不允许对程序变量进行修改 2 PROGRAM 程序 用于程序下装和检查 这时允许对程序变量进行修改和软件的上传下载 3 STOP 停止 停止输入和输出 停止控制程序 4 REMOTE 遥控 允许对程序变量进行修改 但不允许下装 主处理器会对机架的布局和实际安装的卡件进行检测所有下载命令都会产生一个检测询问应用程序会对安装的硬件进行比较 如果安装的硬件缺损或不符 主处理器会发出报警 自诊断 硬件 冗余电源系统 DI模块 带自检测 独立 隔离的信号转换器 电源和通讯通道无单点故障Stuck On测试功能通道间完全隔离抗干扰能力强在线更换 增强型TMRDIModule Stuck On 连续 周期性的测试 每个输入点的三条电路都会周期检测 Stuck ON 故障线路路状态送往主处理器进行报警显示 如果检测到Stuck On故障 主处理器会对其进行确认后驱动DI模块的故障灯LED并产生一个系统报警信号 诊断 TMRDI模块 TMRAI模块 模拟输入电路典型回路 三重化A D转换器自校验和内置参考电压0 15 满量程精度无单点故障通道之间光电隔离在线更换 TMRAI模块 中值选择法则 如果一个通道连续40个周期误差 中值的2 通道故障 主处理驱动故障指示灯LED 诊断 TMRAI模块 TMR增强型DOModule 对每一个输出进行容错的硬件表决获得专利的四方输出电路无单点故障现场回路故障检测潜在故障检测输出通道间完全隔离在线更换 TMR增强型DO模块 连续 周期性的Stuck on off测试 如果检测到Stuck On OFF故障 MPs会对其进行确认后驱动DO模块的故障灯LED并产生一个系统报警信号 反馈电压对输出开关的操作状态 断开或闭合 进行检测 诊断 TMRDO模块 16点监督型DO模块 Bus Xcvr Proc Point Register Bus Xcvr Proc Point Register Bus Xcvr Proc Point Register Output Switch Drive Circuitry A AandB Output Switch Drive Circuitry Output Switch Drive Circuitry B Output Switch Drive Circuitry C B A C AandB A A B B C C V A B C TRIPLICATED I OBUS FIELDCIRCUITRY TYPICALPOINT 16 Loopback Detector Loopback Detector LD RTN INTELLIGENTI OCONTROLLER S Alloutputswitchesareopto isolated to other points to other points 对每一个输出进行容错的硬件表决四方输出电路无单点故障现场回路故障检测潜在故障检测输出通道间完全隔离在线更换现场负载线路检测 16点监督型DO模块 连续 周期性的Stuck on off测试 所有的输出线路都进行以上检测 如果检测到输出回路的故障 MPs会对其进行确认后驱动DO模块的故障灯LED并产生一个系统报警信号如果检测现场负载故障 MPs会驱动LoadLED指示灯 不会产生系统报警信号 反馈电压对输出开关的操作状态 断开或闭合 进行检测电压 电流反馈回路对现场负载状况 短路 开路 进行监测 诊断 监督型DO模块 TMRAO模块 TMRAO模块 每个通道都有三重化的D A转换器2oo3表抉电路会选取一个正确的DAC输出 3个DAC周期性轮换每个输出通道都进行反馈检测内置参考电压进行自动电压校正满量程精度0 15 无单点故障在线更换 TMRPI脉冲输入模块 TMRPI脉冲输入模块 三重化脉冲计数器1微秒的计数精确度转速测量精度 RPM 可达0 01 无单点故障在线更换 TMR热电偶输入模块 Proc Bus Xcvr Proc Bus Xcvr Proc Bus Xcvr A B C ADC ADC ADC IndividualPoint FieldTerminations INTELLIGENT I OCONTROLLER S TRIPLICATED I OBUS SIGNAL CONDITIONING THERMOCUPLEINPUT CIRCUIT TYPICALPOINT CJ Sensor CJ Sensor CJ Sensor INDIVIDUALADC FOREACHLEG Amp Mux Amp Mux Amp Mux TMR热电偶输入模块 每个通道都有三重化的D A转换器内置参考电压进行自动电压校正热偶类型 J K T无单点故障在线更换 Modbus通讯模块 增强型智能通讯模块 EICM 四个隔离RS232 485串口 一个用于和Tristation通讯 其余的可用于和DCS或者其它计算机系统通讯 一个并口 用于打印机 Modbus通讯模块 Modbus通讯模块 网络通讯模块 网络通讯模块 NCM 提供两个BNC接口通讯速率10Mbps 网络通讯模块 网络通讯模块 网络通讯模块 网络结构图 先进通讯模块 先进通讯模块 ACM FoxboroI ASeries 用于与FoxboroI A系列Nodebus系统通讯提供802 3网络通讯接口和2个RS 232 485串口 安全管理通讯模块 SMM HoneywellTDC3000与HoneywellTDC3000系统的通讯 UCN 安全管理通讯模块 控制系统的构成 TriconV9主系统工程师站操作站 SOE站操作台报警器 Tricon机架扩展1个主机架最多14个扩展机架远程机加最大可达12Km TriconI O扩展 直接总线扩展方式 可靠数据传输快捷 系统机柜 24DC冗余电源 Tricon主机架及扩展机架 接线端子与I O模块的连接 TriconexSoftware Tristation1131Version3 1 工程师站和系统维护工作站运行环境IBMPC WindowsNT符合IEC1131 3标准的编程语言 FBD 逻辑梯形图 结构文本256个独立运行程序完善的逻辑功能模块离线模拟测试功能在线监测在线程序修改 下装对所有模块 I O和通讯模块 提供详细的诊断 TriStation1131 经过T V认证的编程软件 TriStation1131 经过T V认证的编程软件 TriStation1131 经过T V认证的编程软件 TriStation1131 经过T V认证的编程软件 TriStation1131 经过T V认证的编程软件 TriStation1131 经过T V认证的编程软