• 關(guān)鍵詞：                                                                Triconex控制系統(tǒng)                                                                壓縮機(jī)                                                                三重化冗余結(jié)構(gòu)TMR                                                                日常維護(hù)

• 摘要：在化工生產(chǎn)中，壓縮機(jī)是很重要的動設(shè)備，它運行的好壞直接關(guān)系到工廠生產(chǎn)的周期和效益。振本文主要以本公司煤制氣項目中空分裝置中空壓機(jī)和增壓機(jī)新使用的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)——Triconex系統(tǒng)為例，簡單介紹下Triconex系統(tǒng)的硬件。

　　1前言

　　本公司煤制氣項目空分裝置空壓機(jī)和增壓機(jī)所使用的CONSEN（康吉森）公司的Triconex的控制系統(tǒng)。Triconex旗下有Tricon和Trident兩套控制系統(tǒng)，其中Trident更適合系統(tǒng)比較小的中小型系統(tǒng)，而Tricon更多用于控制設(shè)備比較多的大系統(tǒng)，本公司所使用的為Tricon系列TS3000控制系統(tǒng)。

　　2 Triconex相關(guān)名詞的解析

　　TRICONEX-關(guān)鍵控制領(lǐng)域領(lǐng)先的公司

　　TRINCON-冗余容錯控制器

　　TRIDENT-三重化冗余容錯控制器（小規(guī)模）

　　TS3000-TRICONEX的ITCC產(chǎn)品

　　TRISTATION1131-經(jīng)過TUV認(rèn)證的全功能支持軟件

　　TMR-三重模塊冗余

　　ITCC-集成透平壓縮機(jī)控制系統(tǒng)

　　3 Tricon的控制系統(tǒng)的主要特點

　　Tricon是一種具有高容錯能力的可編程及過程控制技術(shù)，

　　其特點如下：

　　A.提供三重模件冗余結(jié)構(gòu)（TMR），三個完全相同的分電路各自獨立地執(zhí)行控制程度。而且備有專用的硬件/軟件結(jié)構(gòu)，可對輸入和輸出進(jìn)行“表決”.

　　B.能耐受嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境。

　　C.能夠現(xiàn)場安裝，可以現(xiàn)場在線地進(jìn)行模件級別的安裝和修復(fù)工作而不需打亂現(xiàn)場接線。

　　D.能支持多達(dá)118個I/O模件（模擬的和數(shù)字的）和選裝的通訊模件。通訊模件可以

　　與Modbus主機(jī)和從屬機(jī)連接，或者和Foxboro與Honeywell分布控制系統(tǒng)(DCS)，其它在Peer-to-Peer網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個Tricon，以及在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的外部主機(jī)相連接。

　　E.可以支持位于遠(yuǎn)離主機(jī)架12公里以內(nèi)的遠(yuǎn)程I/O模件。

　　F.利用基于WINDOWS NT 系統(tǒng)的編程軟件完成控制程序的 開發(fā)及調(diào)試。

　　G.在輸入和輸出模件內(nèi)備有智能功能，減輕主處理器的工作負(fù)荷。每個I/O模件都有三個微處理器。輸入模件的微處理器對輸入進(jìn)行過濾和修復(fù)，并診斷模件上的硬件故障。輸出模件微處理器為輸出數(shù)據(jù)的表決提供信息，通過輸出端得反饋回路電壓檢查輸出狀態(tài)的有效性，并能診斷現(xiàn)場線路的問題。

　　H.提供全面的在線診斷，并具有修理能力。

　　I.可以在Tricon正常運行時進(jìn)行常規(guī)維護(hù)而 不中斷控制過程。

　　J.對I/O模件提供“熱備”支持，可用在某些不能及時提供服務(wù)的關(guān)鍵場合。

　　附Tricon典型三重模件冗余(TMR)圖，見圖1所示：

　　圖1 三重模件冗余(TMR)圖

　　4. Tricon 機(jī)架

　　對于V9 Tricon 系統(tǒng)，有三種型式的機(jī)架：主機(jī)架，擴(kuò)展機(jī)架，和遠(yuǎn)程機(jī)架。一個Tricon系統(tǒng)可以最多包含十五個機(jī)架，用以容納各安裝輸入，輸出和熱備用插件，以及通訊模件等適當(dāng)?shù)慕M合。本公司空分裝置空壓機(jī)和增壓機(jī)ITCC柜有2個機(jī)架，主機(jī)架CHASSIS1#和擴(kuò)展機(jī)架CHASSIS2#。

　　連接一組主機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架的標(biāo)準(zhǔn)電纜的總長最多30米。

　　擴(kuò)展機(jī)架每一個可以支持最多八個I/O組。擴(kuò)展機(jī)架通過一個三重的RS-485雙向通訊口和主機(jī)架連接。

　　1） 空分裝置TRICON V9 高密度主機(jī)架MAIN CHASSIS 1#8110(前視圖)如下圖2所示：

　　圖2 TRICON V9 主機(jī)架前視圖

　　A  帶有機(jī)架號的鍵開關(guān)

　　B、C 冗余電源模件(8312)

　　D、E、F 3個主處理器MP（3008）

　　G  備用(8105)

　　H  模擬量輸入卡(AI-3007A)

　　I  備用(8105)

　　J  模擬量輸入卡(AI-3007A)

　　K  備用(8105)

　　L  數(shù)字量輸入卡(DI-3503E)

　　M  備用(8105)

　　N  模擬量輸出卡(AO-3805E)

　　O  備用(8105)

　　P  備用(8105)

　　Q 備用(8105)

　　R 通訊模件(4315)

　　S 通訊模件(4315)

　　2） 主機(jī)架鑰匙開關(guān)KEY SWITCH的示意圖3：

　　圖3

　　a.Remote(遠(yuǎn)程) :允許外部上位機(jī)修改變量，但不能修改邏輯,不可做Download All 或Download Change.

　　b.bRun（運行）:不可對變量進(jìn)行修改，應(yīng)用程序處于只讀狀態(tài)，也不可做Download All 或Download Change.

　　c.Program :可寫入變量,可做Download All或Download Change

　　d. Stop :停止讀入輸入值，對于輸出，若有保留值，則保持；無保留值，則保持輸出值全部回“0”。（可通過軟件來屏蔽該位置）

　　3） 電源模件上狀態(tài)指示燈的意思：

　　PASS  綠 輸入電源OK

　　FAULT 紅 電源模件故障

　　ALARM 紅 有機(jī)架故障報警

　　TEMP  黃 超溫情況

　　BATT LOW  黃 電源電壓過低報警

　　注：A.電源模件：把外部電壓轉(zhuǎn)換成適合各Tricon模件使用的DC電源

　　B. Tricon的雙冗余電池組位于機(jī)架背板上的正面，在I/O擴(kuò)展口的旁邊。如發(fā)生電源故障的情況，這些鋰電池能夠保存數(shù)據(jù)和程序，累計保持時間為六個月，所以Tricon建議每五年更換一次電池（鋰電池），或者在他們累計使用六個月之后更換。

　　C.在正常環(huán)境中，兩個電源模件都是工作的，每一個都向Tricon供電，這時只有PASS和POWER兩個指示器燈亮(ON)，任何一個電源模件都可在一定時間內(nèi)單獨給機(jī)架.電源模件可以在線更換，視為熱備。

　　D．主機(jī)架報警指示

　　當(dāng)下列情況下，主機(jī)架電源模塊的報警接點被觸發(fā)

　　-系統(tǒng)的配置不能和控制程序的配置匹配。

　　-數(shù)字輸出(DO)模件之一出現(xiàn)了LOAD/FUSE錯誤。

　　-系統(tǒng)中某個地方的模件缺失。

　　-主機(jī)架內(nèi)有一個主處理器或I/O模件故障。

　　-擴(kuò)展機(jī)架中某個在線I/O模件故障。如果在某一擴(kuò)展機(jī)架內(nèi)的某I/O模件內(nèi)有著一支路故障但還能繼續(xù)正確地運行或者把控制傳遞給了熱備，則主機(jī)架報警不會發(fā)動。

　　-主處理器探測到有一系統(tǒng)故障。在這個情況下，兩個報警觸點都有可能被發(fā)動二沒有相應(yīng)的模件故障。

　　-機(jī)架之間的I/O總線電纜安裝不正確（列如支路A的電纜不小心被連到了支路B上）

　　5. Tricon RS-485擴(kuò)展總線口的使用

　　每臺Tricon機(jī)架底板的左上角裝有六個RS-485I/O擴(kuò)展總線接口，它可以連接到DCS上。用I/O電纜把擴(kuò)展機(jī)架的RS-485口接到其它機(jī)架，即在機(jī)架內(nèi)的各I/O模件通過三重的RS-485雙向通訊口而連接。每臺機(jī)架都是多個I/O擴(kuò)張總線內(nèi)的一個節(jié)點。I/O擴(kuò)展總線接口圖：

　　圖4 I/O擴(kuò)展總線接口圖：

　　圖注解：I/O BUS Ports (I/O總線口)

　　I/O BUS Connection(I/O總線連接)

　　OUTA-支路A出口

　　OUTB-支路B出口

　　OUTC-支路C出口

　　INA-支路A入口

　　INB-支路B入口

　　INC-支路C入口

　　6.Tricon 日常維護(hù)中需要注意的事項：

　　1）程序中4~20MA對應(yīng)的數(shù)值范圍是819~4095。

　　2）空分ITCC柜內(nèi)接線符號說明

　　C1S4U的意思：CHASSIS1# SLOT4 UPPER即：主機(jī)架第四個槽上面的8個點（對于模擬量而言,一個槽上總共有16個點，UPPER上8個點，DOWN下8個點；對于數(shù)字量而言，一個槽上總共有32個點，UPPER上16個點，DOWN上16個點）。

　　3）空分ITCC柜內(nèi)使用的都是MTL的安全柵，當(dāng)輸入AI點為溫度點熱電偶或熱電阻時，需要對MTL安全柵重新進(jìn)行組態(tài)，其作用是將溫度信號轉(zhuǎn)化為電流信號，防止現(xiàn)場溫度超高或過低、現(xiàn)場接線斷時導(dǎo)致壓縮機(jī)的聯(lián)鎖動作。壓縮機(jī)上所有的轉(zhuǎn)速信號IS都是經(jīng)過了安全柵的。

　　4） 空分ITCC柜內(nèi)的數(shù)字模件卡板上帶有小保險，一個通道對應(yīng)著有一個保險，平時維護(hù)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)保險燒壞的情況，當(dāng)ITCC系統(tǒng)中顯示壞值時注意檢查確認(rèn)。

　　5） 對于脈沖信號，其上并接一個RT2.5千歐的電阻，是為了防止空態(tài)報警（未用的），接好線了就可以直接接線，無需并接電阻。

　　6）空分ITCC柜內(nèi)有兩個接地：一個是系統(tǒng)接地，主要是抗干擾；一個是保護(hù)接地，主要是防觸電。

　　7）空分ITCC柜內(nèi)24VDC是由SIEMENS電源箱提供，24VDC-都是經(jīng)過了鳳凰保險端子，如現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)短路或其它等故障，保險顯示紅色（正常運行為綠色），這時候要注意進(jìn)行更換。

　　7.總結(jié)

　　以上對Triconex的Tricon控制系統(tǒng)的硬件及空分ITCC柜日常維護(hù)的介紹是基于前期對Tricon的學(xué)習(xí)，其目的是讓儀表維護(hù)人員對Tricon的硬件有一定程度的了解，并就自己出外培訓(xùn)所學(xué)的ITCC柜的維護(hù)知識與同事交流，共享。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]康吉森培訓(xùn)教材——Tricon硬件安裝手冊.北京康吉森自動化設(shè)備技術(shù)有限責(zé)任公司，2009.