TRICON系统培训讲义.doc

TRICON系统培训讲义第一部分 TRICON系统概述1.1 什么是Tricon? Tricon是一种具有高容错能力的可编程控制器及过程控制技术。1.1.1 什么是容错技术 容错是Tricon控制器最重要的特性，它可以在线识别瞬态和稳态的故障并进行适当的修正。容错技术提高了控制器的安全能力和可用性，使过程得到控制。 Tricon通过三重模件冗余结构（TMR）提供容错能力。此系统由三个安全相同的系统通道组成（电源模件除外，该模件是双重冗余的）。每个系统通道独立地执行控制程序，并与其它两个通道并行工作。硬件表决机制则对所有来自现场的数字式输入和输出进行表决和诊断。模拟输入则进行取中值的处理。因为每一个分电路都是和其它两个隔离的，任一分电路内的任何一个故障都不会传递给其它两个分电路。维修工作，包括拆卸和更换有分电路故障的故障模件都可以在线情况下进行，而不中断过程控制。（在有热备卡件的情况下，并确认热备卡件处于工作状态，方可进行。）对于各个分电路、各模件和各功能电路广泛的诊断工作能够及时地探查到运行中的故障，并进行指示或报警。诊断还可以把有关故障的信息存储在系统变量内。在发现有故障时，操作员可以利用诊断信息以修改控制动作，或者指导其维护过程。从用户的观点看，使用是简单的，因为此三重系统工作起来和一个控制系统一样。用户将传感器基或执行机构连接到一路接线端上，并且应用一组逻辑为Tricon编程。其余的事都由Tricon自行管理。1.1.2 Tricon系统的特点 为了保证在任何时候系统都有最高的完整性，Tricon有如下特点：提供三重模件冗余结构，三个完全相同的分电路各自独立地执行控制程度。能耐受严酷的工业环境。能够现场安装，可以现场在线地进行模件级的安装和修复工作而不需打乱现场接线。能支持多达118个I/O模件（模拟的和数字的）和选装的通讯模件，通讯模件可以与Modbus主机和从属机连接，或者和Foxboro与Honeywell分布控制系统（DCS）、其它在Peer-to-Peer网络内的各个Tricon、以及在TCP/IP网络上的外部主机相连接。可以支持位于远离主机架12公里（7.5英里）以内的远程I/O模件。利用基于WINDOWS NT系统的编程软件完成控制程序的开发及调试。在输入和输出模件内备有智能功能，减轻主处理器的工作负荷。每个I/O模件都有三个微处理器。输入模件的微处理器对输入进行过滤和修复，并诊断模件上的硬件故障。输出模件微处理器对输出数据的表决提供信息、通过输出端的反馈回路电压检查输出状态的有效性、并能诊断现场线路的问题。提供全面的在线诊断，并具有修理能力。可以在Tricon正常运行时进行常规维护而不中断控制过程。对I/O模件提供“热备”支持，可用在某些不能及时提供服务的关键场合。1.2系统配置具体地说，一个基本的Tricon高密系统由下列部件组成：A 容纳各模件的机架B 各种类型的I/O模件C 现场端子板D 以及编程工作站或操作站。1.2.1 Tricon模件Tricon模件由装在一金属骨架内的电子元件所构成，可就地更换。每个槽位有一保护盖，当模件从机架上取下时，保证不暴露任何机械部分或电路。各模件上的“键”又可避免模件被插入到错误的槽内。Tricon支持数字的和模拟的输入与输出点，以及热电偶输入和多种通讯能力。1.2.2 Tricon机架有三种型式的机架：A 主机架B 扩展机架 (与主机架的距离最远30M）C 和远程机架 （与主机架的距离最远12KM）主机架 主机架,前视图A 带有机架号的键开关B、C 冗余电源模件D、E、F 三个主处理器G 网络通讯模件（NCM），在COM槽内H、I 空白J、K 数字输入模件，带热插备伯L、M 空白N、O 数字输出模件，带热备P、Q 留空R 加强型智能通讯模件（EICM）S 空白主机架可以支持下列模件：两个电源模件三个主处理器通讯模件，例如ICM、NCM、ACM或者SMMI/O模件，带热备通讯模件（仅限于#2扩展机架）每个机架具有不同的总线地址（1到15）；机架内的每个模件具有地址，由位置或槽位决定它的具体地址。主机架上有一个四位置的键开关，用以控制整个的Tricon系统。开关的设定为RUN（运行）、PROGRAM（编程）、STOP（停止）和REMOTE（远程）。A、B 冗余电源模件C、D 网络通讯模件，相邻槽口E、F 数字输入模件，带热备G、H 数字输入模件，带热备I、J数字输入模件，带热备K、L 数字输入模件，带热备M、N 数字输入模件，带热备O、P 数字输入模件，带热备Q、R 数字输入模件，带热备 扩展机架,前视图系统的连接图中I/O COMM总线扩展电缆，#9001型当通讯模件装于#2扩展机架内时使用Tricon扩展机架#2号Tricon主机架（#1机架）Tricon扩展机架#3号I/O总线扩展电缆，#9000型用于将绝大多数扩展机架与主机架的连接一个Tricon系统可以最多包含十五个机架，用以容纳各安装种输入、输出和热插备用模件，以及通讯模件等的适当的组合。卡件总数：118块。（见图1-1）Tricon系统的主机架安装主处理器模件以及最多六个I/O模件组，扩展机架每一个可以支持最多八个I/O组。扩展机架通过一个三重的RS-485双向通讯口与主机架连接。通讯线为9000或9001。图1-1 V9 Tricon系统的配置图中：Tricon扩展机架#3扩展机架#4到14Tricon扩展机架#15号Tricon扩展机架#2Tricon主机架（机架#1）TriStation（IBM PC兼容）主机架和扩展机架的标准缆的总长最多为30米（100英尺）。主机架和远程扩展机架，最多距离主机架12公里（7.5英里）。主机架电池：当系统停电后可保持程序不丢失，理论时间连续6个月。寿命：5年。RS-485扩展总线口的使用：Tricon扩展机架#4号 V9 Tricon 机架的连接1.2.3 Tricon现场接线选装的外部端子板ETP用来和现场的设备连接。ETP通过电缆直接连接到Tricon背板顶部的56针的接头上。1.2.4 编程工作站Tricon系统通过称作Tristation的工程及维护用的工作站进行编程。Tristation 1131 的开发平台运行环境是WINDOWS NT4.0或更新的操作系统。Tristation 1131支持三种遵循IEC 1131-3标准的编程语言：功能块语言，梯形图语言及结构文本语言。Tristation 1131用于以下的方面：开发和调试Tricon所执行的控制程序。诊断系统的状态。回路检测和现场设备维护时强制点。一旦某一控制程序被开发完成，装载操作可将程序安装入控制器内并校验其是否能正确执行。1.2工作原理1.3 三重模件冗余（TMR）结构（见图1-2）保证了设备的容错能力，并且能在元部件出现硬件故障或者来自内部或外部来源的瞬态故障的情况下提供完好的不间断的控制。每一个I/O模件内都包容有三个独立的分电路。输入模件上的每一分电路读取过程数据并将这些信息传送给它相应的主处理器。三个主处理器通过一个专用的被称作TriBus的高速总线系统通讯。TriBus完成下列三种功能：传输模拟的、诊断的、和通讯的数据传输和表决数字输入数据对上次扫描的输出数据和控制程序存贮器进行数据比较并对不同之处进行标识。图1-2 Tricon控制器的三重化结构图中：输入终端自动备件输入支路主处理器输出支路表决器输出终端每扫描一次，主处理器都通过TriBus与其相邻的主处理器进行通讯，达到同步。TriBus表决数字输入数据、比较输出数据、并将模拟输入数据挎贝至各个主处理器。主处理器执行控制程序并把由控制程序所产生的输出送给输出模件。对于每个I/O模件，系统可以支持一个可选的热备模件。如果装有备件，在运行中，如主模件发生故障时，备件投入控制。1.4 主处理器模件Tricon系统包含三个主处理器模件。每个模件是控制系统的独立的一路，并与其它两个主处理器并行工作。每个主处理器上有一个专用的I/O通讯处理器，用以管理在主处理器和I/O模件之间交换的数据。一条三重I/O总线位于机架的背板上，机架间通过I/O总线电缆连接。#9000或#9001。当每个输入模件被询问时，I/O总线的相应的一支就把新的输入数据汇成表存入主处理器内，并存入存储器以备用于硬件表决。主处理器内的每一单个输入表通过TriBus传到其邻近的主处理器。在此传送过程中，完成硬件表决。TriBus利用一直接存储器存取可编程逻辑数据并对三个主处理器之间的数据进行同步、传送、表决、以及比较。如果发现不一致，信号在两个表中是一致的，则对第三个表进行修正。每个主处理器把数据的必要的修正保持在当地存储器内。任何差异都被标识，并在扫描结束时被Tricon的内部故障分析器来判断某一模件是否存在故障。主处理器把修正过的数据送入控制程序。32位的主微处理器和相邻的主处理器模件一起并行执行控制程序。主处理器模件接受双电源供电，电源母线排列在主机架内。一个电源或电源母线出现故障不会影响系统性能。Tricon在没有外部电源的情况下，电池能完整地保持程序和保持性变量，至少可保持六个月。1.5总线系统及电源分配如图1-4所示，三条三重总线系统都蚀刻在机架背板上，三条总线为TriBus、I/O总线、及通讯总线。TriBus完成下列三种功能：传输模拟的、诊断的、和通讯的数据传输和表决数字输入数据对上次扫描的输出数据和控制程序存贮器进行数据比较并对不同之处进行标识I/O总线可使信息在I/O模件和主处理器之间传送，速率为375K波特。通讯总线在主处理器和通讯模件之间传输信息，其速率为2 M波特。Tricon容错结构的一个重要特征是，每一个MP使用了同一个数据发送器将数据同时送给上游的和下游的主处理器，这样保证了同样上游处理器和下游处理器接收相同的数据。图1-4 Tricon主机架背板图中：1、双重电源轨 2、电源端子条 3、#1电源 4、#2电源 5、I/O终端用ELCO接头 6、公共总线 7、I/O总线 8、主处理器A、B、C 9、左I/O模件 标准逻辑槽口 10、通讯模件 11、*左模件和右模件在任一特定时间内都作为有源的或热插的备件起作用1.6 数字输入模件Tricon提供两种基本类型的数字输入模件：TMR和简易型。在TMR模件上，全部关键的信道都被100%地三重化，以保证安全性和最大的利用率。在简易型模件上，只有那些保证安全运行所需的信号通路部分才被三重化。简易型模件用于低成本比最大利用率更重要的关键安全场合。1.6.1 TMR数字输入模件每个数字输入模件内有三个相同的分电路路（A、B、C）。虽然三个分电路都装在同一模件内，但它们是完全相同隔离的，并独立运行。每个分电路可独立地对信号进行处理并在现场和Tricon之间采用光电隔离。（#3504E型64点高密度数字输入模件是一个例外，它没有隔离。）一条分电路上的故障就不会扩散到另外的分电路。此外，每条支路含有一个8位微处理器（IOP），它处理与其相应的主处理器的通讯。三个输入分电路的每一个分电路可异步地检查输入端子板上的每点信号，以判别其状态并将值放在相应的A、B、C输入表内。每个输入表都定期地经过I/O总线由位于相应的主处理器模件上的I/O通讯处理器进行询问。例如，主处理A通过I/O总线A询问输入表A。带自测试的直流数字输入模件，能够检测“ON粘住”（指模件测量回路无法检测到现场信号断开）的状态，这对安全系统是一个重要的特征。因为绝大数安全系统都是“去磁跳闸”。 1.6.2 简易型数字输入模件每个数字模件含有适用于三个相同的分电路（A、B、C）的智能控制电路。虽然这些分电路都装在同一模件内，它们是完全相互隔离的，而且完全独立地进行工作。一个支路上的故障不会传给另一个。每条支路含有一个8位微处理器（IOP），它处理与其相应的主处理器的通讯。三个输入分电路中的每一个独立地通过一组非三重化的信号调节器测量端子板上每一输入信号。每个分电路判别其状态并将值放在相应的A、B、C输入表内。每个输入表都定期地经过I/O总线由位于相应的主处理器模件上的I/O通讯处理器进行询问。例如，主处理A通过I/O总线A询问输入表A。该模件具有专门的自测试电路，用不足500微秒的时间能检测“ON”粘住和“OFF”粘住故障。这是故障安全系统的必备特性，它必须能及时地检测出所以的故障，并在检测到有输入故障时，把测量输入值强制在安全状态。因为Tricon更适合用于“去磁跳闸”系统，所以在输入电路中发现故障时就能把各分电路的值强制在“OFF”（ 去磁的）状态。1.6.3 数字输出模件数字输出模件有四种基本型式：监督型数字输出模件DC电压数字输出模件AC电压数字输出模件双通道DC数字输出模件每个数字输出模件都包含有三个完全相同的相互隔离的分电路。每一分电路含有一个IOP微处理器，它从相应的主处理器上的IOC通讯处理器接收其输出表。所有的数字输出模件，除了双通道DC模件以外，都采用“四方输出表决器”，该电路对各个的输出信号在它们刚要被送至负载之前进行表决。这个表决电路以并行一串行通路为基础，它在分电路A和B，或者分电路B和C，或者分电路A和C的闭合时换句话说就是，通过三取二输出表决通过。双通道数字输出模件则具有一个单个的串行通道，三取二的表决过程单独作用于每一个开关。四方输出表决电路对于所有的关键信道给出多重冗余，保证了安全和最大的利用率。双通道输出模件给出刚刚足够的冗余度以保证安全运行。双重化模件更适合于低成本比最大利用率更重要的关键安全场合。每种数字输出模件均可对每点进行专门的输出表决器诊断（OVD）。一般而言，在OVD执行过程中每一个点的状态被逐点保存在输出驱动器上。在模件上的反馈控制回路允许每个微处理器读出此点的输出值，以决定在输出电路内是否存在有潜在的故障。（对于那些任何跃变时间宽度都不能容忍的现场装置，在AC和DC电压数字输出模件上的OVD都可以被禁止）。监督型数字输出模件同时具有电压的和电流的反馈，具备在励磁和非励磁的工作状态下故障的完全覆盖。此外，监督型数字输出模件还能对回路进行连续校核，验证是否有现场负载存在。现场负载丢失或线路短路时，在模件上有信号指示。DC电压数数字输出模件是专门设计来控制那些现场设备可能长期地保持于一种状态。DC电压数字输出模件的OVD诊断能确保完全的故障覆盖率，即使各点的被命令状态从不改变。在这种模件上，一般只在OVD执行期间输出信号发生跃变，但被保证低于2毫秒（标准的是500微秒），并且对绝大多数现场设备是没有影响的。AC电压数字输出模件上，采用OVD诊断出故障的开关将会使用权输出信号跃进变为最大半个AC周期的反状态，这种变化不会对现场设备造成影响。一旦故障被检测出来，模件就不再继续进行OVD。在AC电压数字输出模件上的每个点都需要周期性的在ON在OFF状态两者上循环，以保证100%的故障覆盖率。1.6.4 模拟输入模件在模拟输入模件上，三个分电路的每个分电路异步地测量各输入信号并，把结果置入数值表内。三个输入表通过相应的I/O总线传送到其相应的主处理器模件。每个主处理器模件内的输入表通过TBIBUS而转送给相邻的主处理器，并进行取中值的选择，各主处理器内的输入表按中间值修正。在TMR模式中，中值数据被应用于控制程序；而在双重化模件中态中采用平均值。每个模拟输入模件通过多路转换器读取多个参考电压的方法自动进行校核。参考电压可以确定增益和偏差，用来调整模数转换读数。模拟输入模件和端子板可以支持许多不同的模拟输入，这些模件可以是隔离的也可是非隔离的形式：05VDC、010VDC，420mA，热电偶（K、J、T、E等型），以及热电阻（RTD）。1.6.5 模拟输出模件模拟输出模件接受输出值的三个表，每个表从相应的主处理器获取。每一分电路有它自己的数模转换器（DAC）。其中一个分电路被选中，就可以驱动模拟输出。输出被连续不断地用每点的输入反馈回路校核使其达到正确性，每一点上的输入是被所有三个微处理器同时读取。如果在工作的分电路发现有故障，该分电路即被宣布为故障支路，并选择别的分电路来驱动现场设备。这个“驱动分电路”的选定是分电路间轮换的，因此三条分电路都得到测试。1.6.6 端子板对于V9 Tricon机架的现场布线，您可以使用Triconex供应的端子板组件，也可以用您自己的能和Tricon面板接头相匹配的电缆组件。现场端子板是一块电气的无源电路板，现场布线可以很容易与该板连接。1.6.7 通讯模件利用本节所述的通讯模件，Tricon可以和Modbus主机和从机，点对点网络通讯上的其它Tricon，在802.3网络上运行的其它主机，以及Honeywell和Foxboro分布控制系统（DCS）连接。主处理器通过通讯总线向通讯模件传递数据。数据通常在每次扫描刷新一次；旧数据不会保留两次扫描时间。增强型智能通讯模件（EICM）和外部设备进行RS-232和RS-422串行通讯，速度最高可到19.2K波特。这个EICM提供四个串行口，通过这些口可和Modbus主机、从属机、或主从机，或者TriStation接口连接。模件也可提供一个Centronics兼容的并行口。网络通讯模件（NCM）这种模件允许Tricon和其它Tricon通讯，或者通过TCP/IP网络与外部主机通讯，速率可达10Mbit/秒。NCM支持一定数量的Triconex协议和应用，也支持用户书写的应用，包括那些采用TCP-IP/UDP-IP协议的应用，如表1-3所示。安全管理模件（SMM）该模件用于Tricon控制器和Honeywell的通用控制网络（UCN）的接口， UNC是TDC-3000DCS的三个主要网络中的一个。SMM允许通用控制网络（UCN）将Tricon指定为它的一个安全节点，允许Tricon在整个TDC-3000环境内管理过程数据。Tricon用Honeywell操作者所熟悉的显示格式发送数据别名和诊断信息。SMM的利用率取决于Honeywell的用于500版和将来各版的计划。高速通道数据接口模件（HIM）通过高速通道和就地控制网络（LCN），该模件用于Tricon控制器和Honeywell控制系统的接口， HIM 也可通过数据高速路作为Honeywell 更老的控制系统的接口。HIM使得LCN与数据高速路上的有更高的级别的计算机，操作站等设备与Tricon通讯。HIM允许冗余的BNC接头直接和数据高速通道连接，并具有同样的功能容量，最大可有四个外部高速通道地址（DHP）。先进的通讯模件（ACM）该模件用于Tricon控制器和Foxboro的智能化自动化（I/A）系列DCS之间的接口。ACM允许Foxboro系统将Tricon指定为它的一个“安全节点”， 允许Tricon在整个I/A DCS环境内管理过程数据。Tricon用I/A操作者所熟悉的显示格式发送数据别名和诊断信息，ACM支持一定数量的Tricon协议和应用以及用户自编应用，包括TCP/IP及UDP/IP协议，见表1-3。表1-3 NCM和ACM的协议和用途Troconex协议NCMACMPeer-to-Peer时间同步TriStationTricon系统存取应用（TSAA）用户编写的协议（非专用的）TCP-IP/TCP-UDPTriconex应用DOS TCP/IP驱动接口SOESOE记录器网络DDE服务器TriStation1.6.8 系统诊断与状态指示灯Tricon具有全面的在线诊断能力。故障监控电路可以预先检测出可能发生的故障，此电路包括有I/O回路检测、事故自动制动定时器、电源丢失检测器等部件，以及更多。这使得Tricon可以自行重新配置并根据各个模件和分电路的工作情况进行一定限度的自我修理。每个Tricon模件的报警都可激发系统的“完整”的报警。报警包括每个电源模件上的一对NC/NO继电器触点。任何故障时，包括系统电源的中断或“保险烧断”都可使激发报警动作，从而提醒工厂的维护人员。每个模件的前面板上都有指示器（LED）。它们指示出模件的状态或者可能与之相连接的外部系统的状态。通常显示的状态为PASS（通过）、FAULT（故障）和ACTIVE（工作）。别的指示器依模件而不同。维护工作包括更换插入式的各模件。点亮了的故障指示器表示在该模件上发现有故障，必须更换。指示器的控制电路和三条支路的每一条都是隔离的，而且是冗余的。1.6.9 电源模件型号V9 Tricon机架上装有下列电源模件之一：型号#电源模件8310120VAC/VDC831124VDC8312230VAC 每层机架有两个电源模件，每一个电源都足以支持本层机架的全部电源需求。电源模件可以在线更换,并可视作热备。图2-5 主/扩展电源模件图中：电源模件用的连接条（位于电源模件的上方，背板上）1.9.1 物理描述电源模件，把外部电压转换成适合各Tricon模件使用的DC电源。每个电源模件上备有供每个外部电源用的在线缓燃保险，装在模件之内。需要换模件时，不需要折卸任何接线或卸掉电源模件只要把模件从机架上卸下即可。1.9.1.1 系统接地选择的接线端电源模件上部的背板上有三个供接地选择的端子：连接到机架地的RC网络（RC）直接连接到Tricon内部信号地（ 功能地）直接连接到机架地（ ，保护接地）通常，Tricon在发货时带有足线，装在RC和信号地（ ）之间。您可以把这个跳线取掉而使用别的接地方式。 1.9.1.2 电源输入/报警连接用的接线端背板上备有12个接线端用于电源输入和报警连接。对于每一个电源模件内的电源备有单独的加有标号的端子。#1电源端子说明L火线（热线）或DC+N中线或DC-机架的地，保护接地NONO机架报警接点C公共报警接点NCNC机架报警接点#2电源端子说明L火线（热线）或DC+N中线或DC-机架的地，保护接地NONO机架报警接点C公共报警接点NCNC机架报警接点电源输入线每一电源为额定最小240瓦。Tricon机架的最小功耗在带有三个主处理器和一个电源模件时为50瓦。其它的功耗用于安装在机架内的I/O和通讯模件。 1.9.1.3 状态指示灯每一电源模件前面的LED指示器标明模件的状态：指示器颜色说明PASS绿输入电源OKFAULT红电源模件故障ALARM红有机架报警TEMP黄超温情况BATT LOW黄电源电压过低报警1.9.1.4 报警用途的接线端大的接线条上也具有一组三个螺钉接点，用于特定的报警：常开接点公共点常闭接点标有“NC”的接点在发生报警情况时闭合。标有“NO”的接点在发生报警情况时断开。1.9.1.5 特点在正常环境中，两个电源模件都是工作的，每一个都向Tricon供电，此时只有PASS和POWER两个指示器点亮(ON),任何一个电源模件都可在一定时间内单独给机架供电.注意！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。如果电源模件之一或它的输入电源故障，另一个模件就会加大它的输出以保持Tricon的电源供应。如果进户输入电源中断，或者两个模件之一故障，它的FAULT指示器将点亮（ON）。您可以把故障的电源模件从现场电源上断开，把它从Tricon机架上取下，并予以更换而并不需要中断Tricon的控制。1.10.1 主机架的报警指示当下列情况下，主机架电源模件的报警接点被触发：系统的配置不能和控制程序的配置匹配。数字输出（DO）模件之一中出现了LOAD/FUSE错误。系统中某个地方的模件缺失。（没有那个状态指示灯会报警您关于这个问题）。主机架内有一个主处理器或I/O模件故障。扩展机架中某个在线I/O模件故障。如果在某一扩展机架内的某I/O模件内有着一支路故障但还能继续正确地运行或者把控制传递给了热备，则主机架报警不会发动。主处理器探测到有一系统故障。在此情况下，两个报警触点都可能被发动而没有相应的模件故障。机架之间的I/O总线电缆安装不正确例如支路A的电缆不小心地被连到了支路B上。当下列情况下，主机架电源模件的至少一个上的报警触点被发动：电源模件故障。通向电源模件的供电电源消失。电源模件上有一个“电池电压低”或“温度过高”的报警。 1.10. 2 扩展机架的报警情况扩展机架上的两个电源模件的报警接点在当I/O模件失效时发动。当发生下列情况时，扩展机架的至少一个电源模件的报警接点被激动：有一个电源模件故障引入电源模件的输入电源丢失电源模件有一温度过高的报警1.10.3 主处理器Tricon机架内装有三个主处理器（MP）模件，用于控制三个分电路的一支。在Tricon机架上，主处理器就装在电源模件的旁边。每个处理器独立地用它的I/O子系统进行通讯，以及执行用户编写的控制程序。三个MP定期地对数据和控制程序进行比较。本节给出有关主处理器的下列信息：兼容通讯模件物理描述SOE能力诊断规格1.10.3.1 兼容的通讯模件#3008型主处理器可与下列通讯模件通讯：#4119和#4119A增强型智能通讯模件（EICM），隔离的#4329网络通讯模件（NCM）#4409安全管理模件（SMM）#4509高速通道接口模件（HIM）#4609先进通讯模件（ACM）图2-7 V9 控制系统的主处器模件面板图中：（自上到下）模件已通过自诊断试验。模件有故障，需要更换模件正在执行用户自编写的控制程序。当模件正在重新熟悉过程中，此灯闪烁。发现有较然而的软错误。更换模件以避免硬失效。COM TX通过COMM总线传送数据。 COM RX从COMM总线收来数据。 IOC TX通过I/O总线传送数据。 IOC RX从I/O总线接收数据。经历/状态口 用于读取诊断信息1.10.3.2 物理描述各主主处理器各自自主的进行工作，不共用的时钟，稳压器，或者电路。一个Motorola，32位，50MHz的MPC860用作主处理器，另一个MPC860管理着I/O和通讯子系统。每个主处理器上有一个称作TriBus的高速专用总线系统执行下列功能：处理器间的通讯所有数字输入数据的硬件多数表决控制程序的变量的比较TriBus利用一个完全隔离的串行通讯通道通讯，速率为25M波特。一个直接存取存储控制器管理着同步、传输、表决和数据修正，独立于用户的应用或所执行软件而工作。#3008型主处理器有16M DRAM（无后备电池）和32K SRAM，用于存放用户编写的控制程序、SOE1数据、I/O数据、诊断、以及通讯缓冲器。外部电源故障时SRAM可完好地保存用户程序和保持性内存接点，时间为至少六个月。TriBus硬件表决电路周期性对验证内存的有效性。1.10.3.3 事件顺序能力（SOE）主处理器（#3008型）和通讯模件一起工作，给Tricon系统提供SOE能力。在每次扫描中，主处理器检查指定的被称作事件的离散变量的状态改变。当一事件发生时，主处理器把变量的当时状态和时间标签保存在一个称作缓冲器的存储区域内，缓冲器是SOE块的一部分。您可以用TRISTATION 1131对SOE块进行组态，用SOE事件记录器可以获得事件数据。1.10.3.4 诊断广泛的诊断功能使每个主处理器和I/O模件和通讯通道正常工作。瞬态故障被记录下来，并由硬件多数表决电路识别。永久性的故障被诊断出，错误的模件可被在线更换或者在容错方式下工作，直到完成在线更换。主处理器进行下列诊断工作：检验固化程序内存检验RAM的静态部分测试所有的基本处理器指令和操作模式测试所有的基本浮点处理器指令检查与各个I/O通讯处理器共用的存储器接口检查CPU和各个I/O通讯处理器，本地内存，共用内存的存取，以及485转发器的环路检验TriClock接口检验TriBus接口1.11 可选模件本章给出目前可供V9Tricon机架装用的I/O模件和通讯模件的说明、图示、以及简略图解。下列型式的模件在文中涉及：数字输入脉冲输入数字输入继电器输出模拟输入热电偶输入增强型智能通讯模件网络通讯模件安全管理模件高速通道接口模件先进通讯模件1.12 增强型智能通讯模件增强型智能通讯模件（EICM）可使Tricon与Modbus装置（主机或从机）及TriStaion工作站进行通讯，一个Tricon高密系统可以支持最多两个EICM，它们必须位於一条逻辑槽内，这样的安排可提供总数为六的Modbus口，两个TriStaion口，以及两个打印机的口。（热备特性不适用於的EICM）。EICM有四个串行口和一个并行口，它们可以同时工作，四个串行口有维一的地址，可以支持Modbus接口或者TriStation接口，Modbus通讯可以用RTU态也可用ASCI态进行，并行口为打印机提供一个Centronics接口。每个EICM支持一个组合的57.6K波特的数据速率，即全部四个口的总数据速度必须小於或等於57.6K波特。当为Tricon控制器写程序时，变量名被用作标识，但是Modbus装置则使用被称作Alias（别名）的数字地址作为标识。所以，对每个Tricon变量名都要指定一个Alias，由Modbus装置存取。一个Alias是一个五位的数，它代表着Modbus的信息形式和Tricon内的变量的地址。TriStation自动为控制程序中的输入和输出变量指定Alias,对于内存变量,你可以从有效范围内选择一个Alias。在TriStation 1131中程序变量的Alias显示在Tricon点连接的窗口中。通过EICM提供的分配给Tricon变量的Alias，任何标准的Modbus装置都可以有效地与Tricon控制器通讯。1.12.1 EICM的规格图3-31 EICM 的前面板增强型智能通讯模件（#4119型）串口四个（可选RS-232，RS-422，RS-485，500VDC隔离）并行口Centronics：500VDC隔离协议TriStation，Modbus可支持的Modbus功能01-读线圈状态02-读输入状态03-读保持寄存器04-读数输入寄存器05-修改线圈状态06-修改寄存器内容07-读禁止状态08-环回诊断试验15-强迫多重线圈16-预置多重寄存器1200，2400，9600或19200波特通讯速度状态指示灯PASS，FAULT，ACTIVE模件状态TX（发射）一每口1个；RX（接收）一每口1个逻辑功率10瓦1.13 网络通讯模件Tricon系统可以借助於网络通讯模件（NCM）而提供TCP/IP网络，该模件可支持所有的Triconex的协议和应用，用户书写的应用，以及外部系统的网络。（选进的通讯模件（ACM）也可支持某些Triconex协议和应用，但它的主要功能是作为与FoxboroDCS上的IA Nodebus的接口。请参阅“先进通讯模件”的第3.10节）下表列出了可以和NCM的NET1和NET2口一起使和的各协议和应用用途。表3-3 与NCM口使用的协议与应用Triconex协议NCM NET1NCM NET2TriStationPeer-to-Peer（内部用802.3网络，最多可供10个Tricon系统）时间同步（内部用802.3网络，最多可供10 Tricon系统）TSAA（SOE，DDE，SER及其他Triconex应用）TSAA/TCP（UCP）/IP（对外部主机的用户编写应用）1.13.1Triconex协议和应用的说明所谓协议就是一组规则，用於在两个或多个装置之间交换数据的规则，在PeertoPeer协议中，网络上的任何一个装置都可以发起一个数据传送操作。在主从协议中，只有主装置可以发起数据传送操作。Triconex已开发了一种eertoeer协议和三种主从协议（时间同步、TriStation和TSAA），用以支持不同类型的应用。1.13.1.1 PeertoPeerPeertoPeer协议可以让您把系统中的小量的安全和过程信息传递给专门网络中的控制器。这个协议最多可支持十个Tricon和或Tricon Lite。关於如何在控制程序中使用PeertoPeer的SEND和RECV功能可参阅TriStaion 1131开发指南。1.13.1.2 时间同步时间同步是一种主从协议，用以对那些靠NCM相互联系起来的所有的Tricon和或Tricon Lite维持一个统一的时间基准，时间同步通过NCM的NET1起作用，并在网络中可支持最多十个Tricon或或Tricon Lite。1.13.1.3 TriStationTriStation协议是一个主从协议，在其中主机（TriStationPC）通过一专门的网络和从机（Tricon或ricon Lite）进行通讯，ristation协议通过NCM的NET起作用，并可支持最多十个Tricon和/或Tricon Lite，但每个主机一次只能和一台从机进行通讯。1.13.1.4 TSAATSAA (Tricon System Access Application)协议是一种主/从协议,在其中主站(外部主机) 通过一个开式网络和/或多个从站(Tricon和/或Tricon Lite)进行通讯。TSAA利用NCM的NET2，并最多可支持10个Tricon和/或Tricon Lite。如需用TSAA编写你自己的应用，可以参阅Tricon系统存取手册。1.13.1.5 TCP/IP这种应用水平上的协议规定了接口、命令和数据结构，您可以用来编写用於外部计算机的应用程序，此主计算机向Tricon或ricon Lite发送数据并接收数据。TCP/IP及UDP/IP利用NCM的NET2。1.13.1.6 外部主机应用Triconex 可以给出几种外部主机的应用用途，所有这些应用中都采用了IBM PC兼容的系统作为外部主机。这些应用简要地叙述在一表中：表34 Triconex 外部主机应用用途名称简要说明事件顺序（SOE）读取Tricon已经收集到的事件（数字变量的状态变化）。用於系统的维护和停车分析。网络动态数据交换（DDE）服务器接口在Windows DDE客户（如在Excel）应用内监控Tricon变量TriStation 1131开发平台湾省可让您编写或下载控制程序给Tricon，显示系统的状态，监控程序的执行，及完成维护工作。您了可以用TSAA协议去书写自己的外部主要应用。进一步的信息可参阅NCM用户指南，关於各种用途的详细信息则可参阅其它有关手册。图3-34 NCM的前面板 警告 在室内危险区，与ICM应用的设备必须有FM，Class I，Division II的认证，更多的信息，见附录用F。1.13.2 网络通讯模件规格NCM可以和IEEE802.电气接口兼容，通讯速度达10M波特。NCM通过同轴电缆(RG58)与外部主机连接,其标准距离最多可达185m（607英尺），通过使用中继器的标准的电缆（粗缆），最远可达4000m（2.5英里）。有关这方面的进一步信息请与Triconex用户服务部门联系。两个NCM可以被放在Tricon机架的一个逻辑槽口内，但它们将互相独立地起作用，而不是作为热备。主处理器在一般情况下将NCM上的数据每次扫描更新一次。NCM（4329型）网口两个BNC接头，采用RG58 50欧的细缆外部传感器口两个15针的D接头串行口一个RS-232兼容口口的隔离500 VDC （802.3和RS-232口）所支持的功能见表33“采用NCM口的协议和应用”通讯速度10 M波特状态指示灯模件状态PASS,FAULT,ACTIVE口的状态指示TX(发射)每口个RX(接收)每口个逻辑功率20瓦二部分 TRICON系统组态前言：l Tristation 1131 的应用平台是Windows NT、Windows XP。l Tristation 1131程序支持四种语言。1 函数方块图（FBD） 功能块图。2 梯形图（LD）。3 结构文本（ST）4 因果矩阵（CEM）。需要相应的专用软件。以上三种语言（FBD、LD、ST）完全符合IEC1131-3国际标准中的关于程序控制器程序语言的规定。l Tristation 1131的特点：1 使用语言编辑器可以开发和执行程序，例如：函数、函数块和数据类型。2 从IEC-自适应库（包括过程控制，火气函数）或者用户库中选择函数和函数块。3 TRICON系统可以配置每一种模块（卡件）。4 TRICON系统可以设置SOE功能，以方便查询。5 运用不同的“用户名”和“密码”权限等级，保护工程文件和程序。6 可以用仿真功能调试逻辑程序。7 程序逻辑、硬件设置、变量列表和主过程参数均可以打印出来。8 单用户的TRICON系统中可以执行250个程序项。9 通过控制面板可以显示系统参数和诊断信息。一、 硬件组态1、 创建工作平台（创建系统） （Program Name）当启动Tristation 1131后，你可以选用以下任何一种语言来编制你的程序。A 按projrct按钮，建立项目描述。B 创建项目* Open TriStation 1131. On the File menu, click New Project.打开TriStation 1131.在文件菜单按新建项目（New Project）。l 选择您想建立的系统（Tricon, Tricon Low Density, or Trident）.l 按OK键继续。定义项目路径并定义文件名。自动注册成功默认的用户名为：(MANAGER) 。默认的密码为 (PASSWORD)。打开一个现有的项目：步骤：1打开 TriStation 1131.在文件菜单上，按打开工程按钮。2 选择项目所在的文件夹。点击您要打开的项目，然后点击打开。3输入用户名（MANAGER）和密码（PASSWORD）4点击注册，项目开始。2、 激活颜色及注释2.1作表面板2.2表膜板颜色步骤：1 工具菜单上，按TriStation 1131的选项。 2 Specify these properties on the Directories tab.Specifying Drawing ColorsProcedure1 On the Tools menu, click TriStation 1131 Options, and then click the Drawing Colors tab.2Specify these properties on the Drawing Colors tab.3Click OK to save the settings.2.3注释的设定Procedure1 On the Project menu, click Project Options, and then click the