康吉森Tricon系统硬件介绍精品课件
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Tricon简介-1概论及硬件
第一章Tricon 概述1.1 Tricon概述Triconex公司旗下有Tricon和Trident两套控制系统，其中Trident更适用于系统比较小的中/小型现场环境，而Tricon则多用在需要控制的设备比较多的大系统中。
它们都是一种现代化的可编程逻辑与过程控制器，可以提供高水平的系统容错能力的控制器。
下面说明容错的概念，并为大家介绍Tricon系统的主要特性。
1.1.1 什么是容错?容错是Tricon系统的最为重要的能力，它是指对瞬态的和稳态的出错情况的探查发现的能力以及采取适当的相应的在线措施的能力。
具有容错能力时，控制器及其控制的过程的安全性得以增强，利用率得以提高。
Tricon通过三重组合式冗余结构(TMR)而给出其容错能力。
此系统由三个完全相同的系统支路组成(电源模件除外，该模件是双重冗余的)。
每个系统支路独立地执行控制程序，并与其它两个支路并行工作。
硬件表决机制则对所有来自区域场的数字式输入和输出进行考核和验定。
模拟输入则经受中值选择处理过程。
因为每一个支路都是和其它两个隔离的，任一支路内的任何一个单点失效都不会传递给其它两支。
如果在一支内有硬件故障发生，该失效的一支就能被其它两支所补偿。
所以修理工作，包括拆卸和更换失效的支路内的失效模件都可以在Tricon在线情况下进行，不使过程中断。
系统能自行重新配置而进行充分的TMR运作。
对于各个支路、各模件和各功能电路的广泛的诊断工作能够及时地探查到运行中的故障，并用指示器或警报作出报告。
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，操作者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。
用户连接感应器和作动器于单一的接线端上，并且用一组应用逻辑为Tricon编程。
其余的事都由Tricon自行管理。
1.1.2 Tricon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：·备有三重组合式冗余结构，三个完全相同的系统分支的每一个都能独立地执行控制程序。
硬件 Tricon的系统结构二PPT课件
Layout ) Engineer/SOE Station
工程师/SOE站 Operational Station
操作站 Auxiliary Console
辅助操作台 Annunciator
报警器
第2页/共27页
Tricon High Density Main Chassis
Tricon 高密度主机架
• I/O口为3对，形成TriconI/O总线的三重化扩展；用这种方式、三条控制分电路在物理和逻辑上延伸到扩 展机架而不影响性能
第14页/共27页
Switch Key on Tricon Main Chassis
Tricon 主机架上的钥匙开关
第15页/共27页
主机架 KEY SWITCH 位置状态
30米 2、远程机架 与主机架的距离12
公里。
连接电缆：＃9000和＃9001 扩展机架含通讯卡 ＃9001 扩展机架无通讯卡 ＃9000
3 cables
3 cables
3 cables
Expansion Chassis #3 3 cables
Expansion Chassis #4 to #14
Expansion Chassis #15
I/O 扩展总线接口 公共报警输出
后备电池
I/O电缆接口 上下各16点 6对或8对
第3页/共27页
• 两个电源模件主机架可以支持下列模件
• 三个主处理器 • 网络通讯模件 NCM
用 于 本 地 Tr i c o n 和 其 他 Tr i c o n 通 讯 ， 或 通 过 TC P / I P 网 络 与 外 部 主 机 通 讯 • I/O 模件，带热备 • 加强型智能通讯模件 EICM
工程师/SOE站 Operational Station
操作站 Auxiliary Console
辅助操作台 Annunciator
报警器
第2页/共27页
Tricon High Density Main Chassis
Tricon 高密度主机架
• I/O口为3对，形成TriconI/O总线的三重化扩展；用这种方式、三条控制分电路在物理和逻辑上延伸到扩 展机架而不影响性能
第14页/共27页
Switch Key on Tricon Main Chassis
Tricon 主机架上的钥匙开关
第15页/共27页
主机架 KEY SWITCH 位置状态
30米 2、远程机架 与主机架的距离12
公里。
连接电缆：＃9000和＃9001 扩展机架含通讯卡 ＃9001 扩展机架无通讯卡 ＃9000
3 cables
3 cables
3 cables
Expansion Chassis #3 3 cables
Expansion Chassis #4 to #14
Expansion Chassis #15
I/O 扩展总线接口 公共报警输出
后备电池
I/O电缆接口 上下各16点 6对或8对
第3页/共27页
• 两个电源模件主机架可以支持下列模件
• 三个主处理器 • 网络通讯模件 NCM
用 于 本 地 Tr i c o n 和 其 他 Tr i c o n 通 讯 ， 或 通 过 TC P / I P 网 络 与 外 部 主 机 通 讯 • I/O 模件，带热备 • 加强型智能通讯模件 EICM
TRICON 系统维护、典型故障检查和处理PPT教学课件
20
日常维护软件的应用
5、Tristation 1131-在线强制点
Disable：使此点不受前面逻辑的影响，只受 Set Value值的影响
Enable：解除此点的强制状态
Control Panel Command List Disabled Points
CASE#301336264 1. TS1131 crash 2. Controller Responds with “Command Rejected : Response overflow” 3. TS1131 locks up 4. Numerous points listed when they are not actually disabled.
29
日常维护软件的应用
3、DDE 的应用-组态
File Configure
配置节点/冗余网络/Poll time
Tricon or Trident
TRIDENT 不可以选中； TRICON 慎用！
30
日常维护软件的应用
1、Diagnostic –Tricon系统总貌
机架状态 MPs 版本 程序版本 当前时间 内存状态 扫描时间 Poll time 钥匙位置
47
故障报警及硬件维护
5、通讯卡-TCM指示灯
TCM正在和Tristation通讯 或和Ethernet设备通讯
TCM正在和Tristation通讯 或和Ethernet设备通讯
Tricon正在和Modbus master/slave device通讯
48
故障报警及硬件维护
6、I/O卡件报警-指示灯（DI/AI/DO/AO/PI）
41
故障报警及硬件维护
日常维护软件的应用
5、Tristation 1131-在线强制点
Disable：使此点不受前面逻辑的影响，只受 Set Value值的影响
Enable：解除此点的强制状态
Control Panel Command List Disabled Points
CASE#301336264 1. TS1131 crash 2. Controller Responds with “Command Rejected : Response overflow” 3. TS1131 locks up 4. Numerous points listed when they are not actually disabled.
29
日常维护软件的应用
3、DDE 的应用-组态
File Configure
配置节点/冗余网络/Poll time
Tricon or Trident
TRIDENT 不可以选中； TRICON 慎用！
30
日常维护软件的应用
1、Diagnostic –Tricon系统总貌
机架状态 MPs 版本 程序版本 当前时间 内存状态 扫描时间 Poll time 钥匙位置
47
故障报警及硬件维护
5、通讯卡-TCM指示灯
TCM正在和Tristation通讯 或和Ethernet设备通讯
TCM正在和Tristation通讯 或和Ethernet设备通讯
Tricon正在和Modbus master/slave device通讯
48
故障报警及硬件维护
6、I/O卡件报警-指示灯（DI/AI/DO/AO/PI）
41
故障报警及硬件维护
TRICON硬软件介绍
Tricon TMR Main Principles
Tricon TMR 主要特点
1.
Diagnostics - Catch problems before it become a threat to the process !
诊断系统 – 在系统发生危险之前抓住隐患！
2.
On-Line Repair - A failed module can be pull out on-line (Hot Spare).
Tricon 高密度主机架
Tricon High Density Expansion Chassis
Tricon 高密度扩展机架
Inter-connected I/O Chassis
I/O 机架的连接
3 cables 3 cables
3 cables
Expansion Chassis #3
Expansion Chassis #4 to #14
I/O Expansion Bus Ports
I/O 扩展总线接口
I/O Bus Ports OUT A IN B C
Tricon Chassis Front View
I/O Bus Connections
OUT A Leg A output port OUT B Leg B output port OUT C Leg C output port Leg A input port IN A Leg B input port IN B Leg C input port IN C
Tricon TMR Technology
Tricon TMR 技术
• • • • •
•
Redundancy => No single point of failure
TRICON系统培训讲义
• 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 Tricon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。）
• 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过程控制。 • —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。
优势—TRICONＥＸ TMR 已经成为安全和关键控制领域的专家……
TRI-SEN SYSTEMS 综合评估服务 TRICON TMR
• 燃气透平控制 • 蒸气透平控制 • 综合透平压缩机控制系统/防揣振 •综合透平压缩机控制系统/电压调整
•风险、环境、可靠性评估 • OSHA, EPA, NFPA, PHA and Hazop Compliance Consultation • Critical Mitigation and System Determination • Application Training
比较— 单个PLC/双冗余系统/TMR系统
单个PLC 带自检功能的DI（ Digital Input）卡件
Certain Residual Faults still exist !!
硬件 Tricon的系统模件三
Tricon System Hardware
Introduction
Tricon 系统硬件介绍及维护知识
第三部分
Tricon MODULES Tricon 模块
TRICON MODULES
Tricon 模块
项目应用模件类型
主处理器模块 高密度主机架 高密度扩展机架 远程扩展机架 三个RXM扩展模块(组) I/O总线扩展电缆(3根/套） 系统电源模块 Tricon多功能通讯模块(带UTP接口) 模拟量输入模块 模拟量输出模块 数字量输入模块 数字量输出模块 脉冲量输入模块
通常RC地 和信号地
共地
RC Network connected to
Chassis Ground Connection to TRICON Internal Signal Ground
Live (hot) or DC + Neutral or DC-
Chassis ground / Protective Earth
• 16 MB DRAM (non-battery backed-up) 16 Mb DRAM(不带后备电池（ refer to P25 of Technical Product Guide, Tricon v9.6），存放用户控制程序、SOE数据、I/O数据、诊断信息等
• Fault Tolerant inter-processor Bus (TRIBUS) at 25 MHz, 32 bit CRCprotected, DMA fully isolated 容错的内部处理器总线 (TRIBUS)，25MHZ,32位循环冗余校验
• 32 Bit Communication processor MPC860, at 50 MHz 32位通讯 协处理器，MPC860,50MHZ
Introduction
Tricon 系统硬件介绍及维护知识
第三部分
Tricon MODULES Tricon 模块
TRICON MODULES
Tricon 模块
项目应用模件类型
主处理器模块 高密度主机架 高密度扩展机架 远程扩展机架 三个RXM扩展模块(组) I/O总线扩展电缆(3根/套） 系统电源模块 Tricon多功能通讯模块(带UTP接口) 模拟量输入模块 模拟量输出模块 数字量输入模块 数字量输出模块 脉冲量输入模块
通常RC地 和信号地
共地
RC Network connected to
Chassis Ground Connection to TRICON Internal Signal Ground
Live (hot) or DC + Neutral or DC-
Chassis ground / Protective Earth
• 16 MB DRAM (non-battery backed-up) 16 Mb DRAM(不带后备电池（ refer to P25 of Technical Product Guide, Tricon v9.6），存放用户控制程序、SOE数据、I/O数据、诊断信息等
• Fault Tolerant inter-processor Bus (TRIBUS) at 25 MHz, 32 bit CRCprotected, DMA fully isolated 容错的内部处理器总线 (TRIBUS)，25MHZ,32位循环冗余校验
• 32 Bit Communication processor MPC860, at 50 MHz 32位通讯 协处理器，MPC860,50MHZ
四川石化石化SIS现场培训精选PPT
=RAW_IN（可用于第三方设备通讯）
SOE（Sequence Of Event Record）应用
★ IEC 1131-3 语言: FLD, 梯形逻辑, 结构文本
►正常，报警灯输出自动息灭。
出现下图提示“Are you sure you want to download configuration changes”,选择“YES”
SOE（Sequence Of Event Record）应用
开始之前要检查控制过程在线，而MP上有FAULT指示器亮起。
★ AI ETP :MTL HCU3700
五、 SIS系统软件现场维护
如果这是个工作模件（不是备件），而ACTIVE指示灯不亮，则模件有故障必须更换，装上一个新换模件。
★ 按 IEC1131标准开发
在程序中，可任意选择局部变量数据类型，但输入、输出，输入/输出的
变量所做的选择局限于以下类型：
●BOOL
●DINT
●REAL
二、 TriStation 1131
7、项目元素
★Program Attributes: Safety & Control
Safety定义安全属性:
用于安全停车的应用程序，安全程序只能使用安全元件
4.TRICON控制器SIS系统基本组成
① 机架（Chassis）
►主机架KEY SWITCH 位置状态
Remote(远程) :允许外部上位机修改变量，但不能修改逻辑,不可做
Download All 或Download Change.
Run（运行）:不可对变量进行修改，应用程序处于只读状态，也不可做
Control定义控制属性:
用于非安全逻辑或控制的应用程序,而控制程序即可使用 控制元件
SOE（Sequence Of Event Record）应用
★ IEC 1131-3 语言: FLD, 梯形逻辑, 结构文本
►正常，报警灯输出自动息灭。
出现下图提示“Are you sure you want to download configuration changes”,选择“YES”
SOE（Sequence Of Event Record）应用
开始之前要检查控制过程在线，而MP上有FAULT指示器亮起。
★ AI ETP :MTL HCU3700
五、 SIS系统软件现场维护
如果这是个工作模件（不是备件），而ACTIVE指示灯不亮，则模件有故障必须更换，装上一个新换模件。
★ 按 IEC1131标准开发
在程序中，可任意选择局部变量数据类型，但输入、输出，输入/输出的
变量所做的选择局限于以下类型：
●BOOL
●DINT
●REAL
二、 TriStation 1131
7、项目元素
★Program Attributes: Safety & Control
Safety定义安全属性:
用于安全停车的应用程序，安全程序只能使用安全元件
4.TRICON控制器SIS系统基本组成
① 机架（Chassis）
►主机架KEY SWITCH 位置状态
Remote(远程) :允许外部上位机修改变量，但不能修改逻辑,不可做
Download All 或Download Change.
Run（运行）:不可对变量进行修改，应用程序处于只读状态，也不可做
Control定义控制属性:
用于非安全逻辑或控制的应用程序,而控制程序即可使用 控制元件
3.Trident系统硬件介绍
康吉森
Trident控制器的三重化结构
Trident 控制器
Trident I/O模块
Trident系统组成
Trident相关认证
Trident系统集成
康吉森
TMR – 高可利用率
三重化组件提供正确的控制，即使存在任何 单一故障
3-2-1主处理机工作能力
TRDENT系统硬件介绍
康吉森
今天为大家介绍
欢迎随时探讨
Trident
系统的硬件配置
康吉森
内容简介
一、 Trident系统控制器及其特点 二、 Trident系统I/O 模块 三、 Trident系统组成 四、 Trident系统相关认证 五、 Trident系统集成
Trident系统组成
– Proprietary ASICs
专用ASIC
– Integral Watchdog Timers
Trident相关认证
完整的看门狗定时器
I/O模块的每一个分电路有一个专用的ASIC，
Trident系统集成
负责处理与相应MP的通讯并支持运行时的诊断。
康吉森
Leg-to-Leg Isolation
Bridge Rectifier
Trident系统集成
-
+
AC Smoothing
Optical Isolation Threshold Detect Opto-Isolator Input Mux OptoIsolator
Dual Port RAM C
Proc
Trident系统集成
康吉森
数字输出模块
独立的信号转换器、电源和通讯通道
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8
康吉森
Tricon 控制器 Tricon I/O 模块
2、在线维护 ——故障硬件可以被在线更换，体现了
Tricon系统的高可利用率。
Tricon系统组成
3、在线诊断（自诊断） ——在发生系统危险前抓住隐患。
Tricon相关认证 Tricon系统集成
INTELLIGENT I/O CONTROLLER(S) TRIPLICATED
I/O BUS
AC/DC Input Circuit
Individual Opto-Isolation
Intelligent I/O Controller(s)
-
+
-
+
Threshold Detect Op to-Isolator
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3
康吉森
Tricon 控制器 Tricon I/O 模块 Tricon系统组成 Tricon相关认证 Tricon系统集成
1
Tricon控制器
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4
康吉森
WWW.CБайду номын сангаас
Tricon系统的构成
• Tricon 主系统机柜(机架)
容错控制
容错控制系统可以识别和补偿控制系统元件的故障，并 允许在继续完成指定任务的同时，对故障元件进行修复， 不中断过程控制。即：Tricon控制系统能够在不影响正常生 产的同时修复系统故障。具有以下特点：
Tricon相关认证 Tricon系统集成
高度安全性 —— 取决于TMR硬件结构, 自诊断以及在线维修 高可用性 —— 消除误停车 高维护性 —— 在线更换故障卡件，不必停车，
2
Tricon I/O模块
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11
康吉森
主处理器模件
➢ 32 位微处理器，带有浮点协处理器，
Tricon 控制器
MPC860, 50 MHz
Tricon I/O 模块 ➢ 16 Mb DRAM(带后备电池） ➢ 容错的内部处理器总线 (TRIBUS)，
Tricon系统组成 25MHZ。32位CRC保护，DMA,完全隔 离
Tricon相关认证 ➢ 32位通讯 协处理器，MPC860， 50MHZ
Tricon系统集成 ➢ 硬件表决 和 比较电路
➢ 支持SOE 数据的采集
➢ 扩展的背板诊断功能
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12
康吉森
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14
康吉森
Tricon 控制器 Tricon I/O 模块 Tricon系统组成 Tricon相关认证 Tricon系统集成
Individual Point Field Termination
FIELD CIRCUITRY -- TYPICAL POINT (1 of 32)
通过三重化总线对数字量输入信号进行表决
在 DO 组件内实现数字量输出表决 在 AO 组件内实现模拟量输出选择表决
Tricon相关认证 5、软件表决
Tricon系统集成
模拟量脉冲量输入信号，选择中值 诊断数据保存在 I/O 组件内
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10
康吉森
Tricon 控制器 Tricon I/O 模块 Tricon系统组成 Tricon相关认证 Tricon系统集成
Tricon 控制器
• 工程师/SOE站 • Tricon I/O 模块 操作站
• 辅助操作台 • Tricon系统组成 报警器
• 通讯外设
Tricon相关认证
Tricon系统集成
DCS BUS
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5
基于TMR结构的容错控制器 康吉森
Tricon 控制器 Tricon I/O 模块 Tricon系统组成
1、无单点故障
Tricon 控制器
Tricon I/O 模块
采用隔离技术:
Tricon系统组成 Tricon相关认证 Tricon系统集成
每一通道内部的三重电路都是独立的；
三重冗余的主处理器； 每个组件箱内都配备两重冗余电源（均分负荷的冗余电源）； 在I/O组件内部，没有共享部件； 通道间完全隔离（能够避免现场仪表因接地带来的问题）； 系统与现场之间隔离（避免因单一模块被强电击穿而造成整 个系统故障）；
Threshold Detect Op to-Isolator
Inp ut M ux
Op t oIsolator
Proc
Dual Port RAM
Inp ut M ux
Proc
Bus
A
Xcvr
Bus
数字输入模件
➢ 独立的三重化的信号转换器、电源和通讯通道
Tricon 控制器
➢ Stuck-On Stuck-Off检测功能 Tricon I/O 模块 ➢ 所有32点扫描时间不超过1ms
➢ 现场回路故障检测 Tricon系统组成 ➢ 无单点故障
➢ 输出通道间光电隔离 Tricon相关认证 ➢ 抗干扰能力强 Tricon系统集成 ➢ 在线更换
TRICON系统硬件介绍
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1
康吉森
Tricon 今天为大家介绍
系统的硬件配置
欢迎随时探讨
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2
康吉森
一、 Tricon系统控制器及其特点 二、 Tricon系统I/O 模块 三、 Tricon系统组成 四、 Tricon系统相关认证 五、 Tricon系统集成
维护操作无需培训
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6
Tricon控制器的三重化结构 康吉森
Tricon 控制器 Tricon I/O 模块 Tricon系统组成 Tricon相关认证 Tricon系统集成
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7
康吉森
Tricon三重化结构的特点
自诊断功能内置于Tricon 的硬件内，不需 要用户编写应用程序，它是长期可靠性及可 用性与短期可靠性与可用性的区别，也是 Tricon TMR系统区别于其它PLC的技术优点。
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9
康吉森
4、硬件表决
Tricon 控制器
Tricon I/O 模块 Tricon系统组成