Triconex-培训讲义基础版解析.ppt

主题,Triconex公司介绍Triconex应用Tricon硬件结构Tristation1131组态软件,Triconex公司简况,公司成立于1983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2000年全球销售额达到$120M美元,系统应用,监控系统关键过程控制：透平机械控制应用领域：核电交通及其他,Triconex系统集成中心,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。什么是容错技术容错是Tricon控制器(controller)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。,TriconexTMR,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）。Tricon通过三重模件冗余结构（TMR）提供容错能力。此系统由三个完全相同的系统通道组成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,TriconexTMR,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。）,TriconexTMR,增加设备的安全性减少误停车次数和停车时间增加产量系统维护简单，快捷的技术支持兼容性好，可以和现有的或将来的系统方便的兼容,Tricon部件,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。,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）,Tricon模件,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,机架,主机架,前视图,主机架,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,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）,主机架,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,Tricon模件(module)简介,一、主处理器执行用户的控制程序、进行系统诊断。型号：3008二、电源为机架内模件提供电源。型号:8311-24VDC*8312-220VAC该模件是双重冗余的,Tricon模件简介,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：*3503E-32点、24VAC/DC、自诊断,Tricon模件简介,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：*3625-32点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,Tricon模件简介,五、模拟输入卡件接受0-5VDC、0-10VDC、4-20mADC及J、K、T、E型热偶的模拟信号。型号：3721-32点,Tricon模件简介,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,Tricon模件简介,七、通信模件1、增强型智能通信模件（EICM4119）：RS232和RS485，与Modbus设备和Tristation串行通信。2、网络通信模件（NCM4329）：支持802.3网络和TCP-IP/UDP-IP协议。3、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,Tricon模件简介,八、专用端子板1、数字输入板：9563-8102、数字输出板：9662-6103、模拟输入板：9761-210我们所用的都是16通道。,PLC系统配置,型号及说明,TRICON硬件结构,TRICON的容错功能是通过三重化冗余结构（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-TMR容错控制系统的定义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-消除误停车补充说明:DCS的设计需要考虑热备份也就是系统冗余，冗余是重复配置系统的一些部件，当系统发生故障时，冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作，由此减少系统的故障时间。通常设计的冗余方式包括：CPU冗余、网络冗余、电源冗余、在极端情况下，全系统冗余Tricon是从输入卡、cpn卡、输出卡全部三重化的容错控制器,TRICON-TMR容错控制系统三重化冗余结构,自诊断内置于TRICON的硬件内，不需要用户编写应用程序,1.没有因单点故障造成停车2.自诊断3.在线维修,长期可靠性及可用性与短期可靠性及可用性的区别-自诊断,TriconexTMR系统与其它PLC的比较,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,定时器,故障诊断电路,中断控制,主处理器,NS32GX32,浮点运算处理器,NS32381,Debug,Comm,Port,DualPortRAM,DualPortRAM,DMA,TriBus,状态指示器,双重化电源控制,Vcc,UpStream,DownStream,FaultTolerantCommunicationBus,FaultTolerantI/OBus,Comm处理器,内部系统总线,双重化电源轨道,512KEPROM,2MBSRAM,I/O处理器,UpStream,DownStream,TriconV9主处理器模块结构,定时器,故障诊断电路,TRICONV9高密度主机架我们用的型号有：8110（主机架）8111（扩展机架）,TRICONV9主机架背板结构,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,ROM(TSX)和RAM(应用程序)存储器测试,发现并纠正数据位数的错误每个扫描周期都对16MRAM进行测试,Test#1:BitStreamTest,每个扫描周期都对控制程序的计算结果和输出进行比较,Test#2:ResultsTest,诊断-内存,冗余电源系统,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,三重化数字输入模块（带自检测）TMRDigitalInputModulewithSelfTest,三重化系统发生单点故障TMRSystems,Time,ProcessVariable,HighPressureSetPoint,2oo3=Continuetooperate,HighCertaintythisisabadsignal,TMRSystems,Time,ProcessVariable,HighPressureSetPoint,2oo3=ShutDown,HighCertaintythesearegoodsignals,HighCertaintythisisaBADsignal,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,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,TMRAI模块,Proc,Bus,Xcvr,Proc,Bus,Xcvr,Proc,Bus,Xcvr,A,B,C,ADC,ADC,ADC,IndividualPoint,FieldTerminations,隔离/,滤波,模数转换,智能I/O控制器,三重化I/OBUS,信号校验,模拟输入电路典型回路,Amp,Mux,Amp,Mux,Amp,Mux,HiRef,LoRef,HiRef,LoRef,HiRef,LoRef,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,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,TMR增强型DOModule,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,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,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,FIELDCIRCUITRYTYPICALPOINT(16),Loopback,Detector,Loopback,Detector,LD,RTN,INTELLIGENTI/OCONTROLLER(S),*,*,*,*,*Alloutputswitchesareopto-isolated.,to,other,points,to,other,points,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,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,TMRAO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,TMRPI脉冲输入模块,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,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,Triconex通讯模块,先进型通讯模块（ACM)-FoxboroI/ASeriesConnectstoFoxboroI/ASeriesNodebusSupportsAdditional802.3PortandTwoRS-232/485SerialPorts增强型智能通讯模块(EICM)FourIsolatedRS-232/485SerialPorts(OnePortUsedforTriStationandOthersTypicallyUsedforMODBUSCommunicationtoDCSsandOtherComputerSystems)OneParallelPrinterPort网络通讯模块(NCM)SupportsTwoIEEE802.3Ports安全管理模块(SMM)-HoneywellTDC3000ConnectstoTDC3000UniversalControlNetwork(UCN),Modbus通讯模块,增强型智能通讯模块(EICM)四个隔离的RS-232/485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,安全管理通讯模块(SMM)-HoneywellTDC3000与HoneywellTDC3000系统的通讯(UCN)DO,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