• 關鍵詞：                                                                Triconex控制系統                                                                壓縮機                                                                三重化冗余結構TMR                                                                日常維護

• 摘要：在化工生產中，壓縮機是很重要的動設備，它運行的好壞直接關系到工廠生產的周期和效益。振本文主要以本公司煤制氣項目中空分裝置中空壓機和增壓機新使用的壓縮機控制系統——Triconex系統為例，簡單介紹下Triconex系統的硬件。

　　1前言

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

　　2 Triconex相關名詞的解析

　　TRICONEX-關鍵控制領域領先的公司

　　TRINCON-冗余容錯控制器

　　TRIDENT-三重化冗余容錯控制器（小規模）

　　TS3000-TRICONEX的ITCC產品

　　TRISTATION1131-經過TUV認證的全功能支持軟件

　　TMR-三重模塊冗余

　　ITCC-集成透平壓縮機控制系統

　　3 Tricon的控制系統的主要特點

　　Tricon是一種具有高容錯能力的可編程及過程控制技術，

　　其特點如下：

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

　　B.能耐受嚴酷的工業環境。

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

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

　　與Modbus主機和從屬機連接，或者和Foxboro與Honeywell分布控制系統(DCS)，其它在Peer-to-Peer網絡內的各個Tricon，以及在TCP/IP網絡上的外部主機相連接。

　　E.可以支持位于遠離主機架12公里以內的遠程I/O模件。

　　F.利用基于WINDOWS NT 系統的編程軟件完成控制程序的 開發及調試。

　　G.在輸入和輸出模件內備有智能功能，減輕主處理器的工作負荷。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行過濾和修復，并診斷模件上的硬件故障。輸出模件微處理器為輸出數據的表決提供信息，通過輸出端得反饋回路電壓檢查輸出狀態的有效性，并能診斷現場線路的問題。

　　H.提供全面的在線診斷，并具有修理能力。

　　I.可以在Tricon正常運行時進行常規維護而 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的關鍵場合。

　　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 機架

　　對于V9 Tricon 系統，有三種型式的機架：主機架，擴展機架，和遠程機架。一個Tricon系統可以最多包含十五個機架，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的組合。本公司空分裝置空壓機和增壓機ITCC柜有2個機架，主機架CHASSIS1#和擴展機架CHASSIS2#。

　　連接一組主機架和擴展機架的標準電纜的總長最多30米。

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

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

　　圖2 TRICON V9 主機架前視圖

　　A  帶有機架號的鍵開關

　　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） 主機架鑰匙開關KEY SWITCH的示意圖3：

　　圖3

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

　　b.bRun（運行）:不可對變量進行修改，應用程序處于只讀狀態，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架背板上的正面，在I/O擴展口的旁邊。如發生電源故障的情況，這些鋰電池能夠保存數據和程序，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單獨給機架.電源模件可以在線更換，視為熱備。

　　D．主機架報警指示

　　當下列情況下，主機架電源模塊的報警接點被觸發

　　-系統的配置不能和控制程序的配置匹配。

　　-數字輸出(DO)模件之一出現了LOAD/FUSE錯誤。

　　-系統中某個地方的模件缺失。

　　-主機架內有一個主處理器或I/O模件故障。

　　-擴展機架中某個在線I/O模件故障。如果在某一擴展機架內的某I/O模件內有著一支路故障但還能繼續正確地運行或者把控制傳遞給了熱備，則主機架報警不會發動。

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

　　-機架之間的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擴展總線口的使用

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

　　圖4 I/O擴展總線接口圖：

　　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 日常維護中需要注意的事項：

　　1）程序中4~20MA對應的數值范圍是819~4095。

　　2）空分ITCC柜內接線符號說明

　　C1S4U的意思：CHASSIS1# SLOT4 UPPER即：主機架第四個槽上面的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柜內使用的都是MTL的安全柵，當輸入AI點為溫度點熱電偶或熱電阻時，需要對MTL安全柵重新進行組態，其作用是將溫度信號轉化為電流信號，防止現場溫度超高或過低、現場接線斷時導致壓縮機的聯鎖動作。壓縮機上所有的轉速信號IS都是經過了安全柵的。

　　4） 空分ITCC柜內的數字模件卡板上帶有小保險，一個通道對應著有一個保險，平時維護過程中經常會出現保險燒壞的情況，當ITCC系統中顯示壞值時注意檢查確認。

　　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柜內有兩個接地：一個是系統接地，主要是抗干擾；一個是保護接地，主要是防觸電。

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

　　7.總結

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

　　參考文獻

　　[1]康吉森培訓教材——Tricon硬件安裝手冊.北京康吉森自動化設備技術有限責任公司，2009.