石油化工等行业机组综合控制系统TS-3000的应用探讨
日期：2008-9-19 8:25:02 来源：中国自动化网
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摘要：
TS-3000集成综合控制系统，在石油、化工、冶金、铁路等联锁、控制方面应用较广。系统硬件是由美国TRICONEX公司生产。针对TS-3000集成综合控制系统应用中大家最关心的问题，分别进行了探讨。
关键词：
TRICONEX公司 ； 集成综合控制系统 ； 探讨
1、前言
许多生产装置及机组联锁控制系统由于没有采用冗余控制系统，在长周期运行情况下，造成生产装置停车事故频频发生。为避免事故的发生，多数炼油、化工企业，已经采用三冗余容错控制系统。目前在石油、化工、冶金、铁路等广泛应用的机组集成综合控制系统是美国 TRICONEX 公司生产的 TS-3000 机组集成综合控制系统（机组集成综合控制系统包括：机组联锁即 ESD 功能、 SOE 即事件顺序记录功能、还有指示、记录、控制功能及诊断功能等。例如：典型的控制方案是防喘振控制功能，调速功能、 PID 控制功能等），它由北京康吉森自动化设备有限责任公司集成。下面从 TS-3000 应用中的硬件配置、通讯、系统软件、硬件、上位机应用软件等方面应注意的问题进行讨论。
2 、 TS-3000 硬件配置
2.1 、 TS3000 系统一般的配置
一个主机架加 1~3 个扩展机架；配二至三套互为备用的操作站。采用工程师站进行站进行编程组态或故障诊断，利用通讯卡可以与 DCS 进行通讯等。
2.2 、主机架组成（见图 1 ）
第一个槽位为 双冗余电源卡（任一电源卡能满足一个机架的全部负载），一个电源卡失效不会影响控制器的运行。电源卡为 上下分布，上边的电源兼系统故障报警显示；
第二、三、四个槽位为三块互为冗余的主处理器 CPU 卡，现有 3006 ， 3007 ， 3008 三种。注意： TRISTATION 1131 软件要选择合适的版本，高版本向下不完全兼容，即一旦版本升级，低版本就不能用；
第五个槽位为通讯卡（ NCM 4329 或 EICM 4119 ）；
随后 12 个槽位，每两个为一个 I/O 逻辑槽位，即每相邻两个卡互为热备。根据需要，任何类型的模块卡可以随意安放（包括通讯卡），确定安放位置后，由 TRISTATION 1131 软件组态定位；
主机架后上方有 12 个 I/O 端子板插孔与 ETP 相联，另外还有 6 个扩展机架用的通讯接口，扩展用的三重化 I/O 总线的长度不能超过 30 米；
在组态时该机架的默认 IP 地址为 192.168.1.1 。
2.3 、三重化冗余容错硬件系统具有下列特点
a· 输入表决的自校正功能，保证主处理器使用正确的表决值；
b· 即使出现多种系统故障，控制器仍能持续工作；
c· 控制器在一个主处理器工作的情况下能正常工作（不推荐使用）；
d· 抗电气 / 机械噪声干扰；
e· 三冗余主处理器的输入信号扫描、程序运行及输出等不是同步进行的；
f· 输入或输出模块的任一故障均能自动报警；
g· 输出信号内部反馈功能可诊断出输出信号的故障；
h· 控制器实现三选二表决时，不需外部继电器；
i· 自诊断特性始终存在，无需编程；
g· 所有控制功能均由三重冗余控制器实现。
2.4 、合理选择 ETP
ETP 是连接卡件各通道到现场的接线端子集成件，合理选择 ETP 对故障处理起到非常重要的作用，例如： DI 输入卡件， ETP 各通道必需选择带保险管与发光二极管组合的型号。由于系统选择事故安全型设计，当保险管坏时，发光二极管马上就亮，这样可以迅速检查出故障点。
3 、应用软件
3.1 、 TRICON 应用软件
TRICON 控制器中可以运行两种编程软件 TRISTATION MSW （ DOS 版）和 TRISTATION 1131 （ Windows NT 版）。
TRISTATION MSW 用于 ESD 和机组综合控制系统软件编程及组态。软件组态是使用梯形图及功能块，它具有仿真功能，允许在线模拟运行。
TRISTATION 1131 用于 ESD 和机组综合控制系统软件编程及组态。它有三种编程工具即功能块图、梯形图、结构化文本文件。它提供两种监测逻辑运行情况的方法，一种是离线仿真另一种是在线进行实际的模拟试验。它具有在线诊断功能，诊断识别系统各槽故障并报警指示。另外它生成的文件具有口令保护，通用的用户名是 MANAGER ，密码是 PASSWORD ，用户名和密码在允许权限内可以修改。当软件组态（包括 SOE 配置）好后，向 TRICON 控制器下装软件时，软件自动升级一个版本同时生成 SOE 配置文件。
TRISTATION 1131 最大的优点是可以通过结构化文本，自己写一个程序，然后生成一个功能块，今后如果需要此功能块就可以直接调用。
SOE 软件用于抓取 TRICON 控制器中的顺序事件。说明： TRISTATION 1131 生成的 SOE 配置文件，需要拷贝到 SOE 的配置目录下。
3.2 、操作站或工程师站及 MMI 应用软件
操作站或工程师站的系统要求： NT 4.0 或 Windows2000
MMI 应用软件： FIX MMI 软件（ Intellution ? ）或 InTouch MMI 软件（ Wonderware ? ）
3.3 、通讯软件
TRICON 通讯软件与 FIX MMI 软件（ Intellution ? ）及 InTouch MMI 软件（ Wonderware ? ） 有专用的通讯应用软件（包括：支持 MODBUS 协议软件和 TCP/IP 协议软件）。
4 、系统通讯
4.1 、通讯协议
使用 EICM通讯卡提供的RS-232/RS-422/RS-485通讯口，以MODBUS协议作为标准，控制器与目前使用的DCS系统都能实现通讯。
SMM通讯卡专用于与HONEYWELL TDC系统的通讯。
ACM通讯卡专用于与FOXBORO I/A系统的通讯。
?? ?? NCM通讯卡上的NET1口支持TRICON子系统对等点对点通讯，各子系统时间同步；NET2口支持开放网络，可实现SOE功能、DDE服务器功能。使用TCP/IP或IEEE802.3协议，通讯速率可达10兆波特率。NCM通讯模块卡支持以太网通讯功能。
4.2 、网络通讯冗余配置
网络通讯卡 NCM 4329 采取双卡冗余配置并结合两个 HUB 实现网络冗余，其中两个 HUB 中的一个必须与另一个 HUB 的 Uplink 连接，每一个 HUB 的 RJ-45 可以接一台或多台计算机。
4.3 、网络通讯检查
TRICON 控制系统默认的 IP 地址是 192.168.1.1 。对于操作站或工程师站也必须各指定一个 IP 地址，例如： 192,168.1.201 。这样就可以通过 PING 进行网络通讯检查。如果 PING 192.168.1.1 通过，说明网络通讯正常，否则需检查不通过的原因，也可以采取连续 PING （ PING 192.168.1.1 –t ），这样检查通讯是否正常更为方便。
5 、组态编程软件及 SOE 的特点
5.1.、Tristation 1131软件的主要特点:
每个 TRICON程序设计方案中可包含多达250个的可执行程序实例。
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TS-3000集成综合控制系统，在石油、化工、冶金、铁路等联锁、控制方面应用较广。系统硬件是由美国TRICONEX公司生产。针对TS-3000集成综合控制系统应用中大家最关心的问题，分别进行了探讨。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
关键词：
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TRICONEX公司 ； 集成综合控制系统 ； 探讨
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1、前言
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
许多生产装置及机组联锁控制系统由于没有采用冗余控制系统，在长周期运行情况下，造成生产装置停车事故频频发生。为避免事故的发生，多数炼油、化工企业，已经采用三冗余容错控制系统。目前在石油、化工、冶金、铁路等广泛应用的机组集成综合控制系统是美国 TRICONEX 公司生产的 TS-3000 机组集成综合控制系统（机组集成综合控制系统包括：机组联锁即 ESD 功能、 SOE 即事件顺序记录功能、还有指示、记录、控制功能及诊断功能等。例如：典型的控制方案是防喘振控制功能，调速功能、 PID 控制功能等），它由北京康吉森自动化设备有限责任公司集成。下面从 TS-3000 应用中的硬件配置、通讯、系统软件、硬件、上位机应用软件等方面应注意的问题进行讨论。
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2 、 TS-3000 硬件配置
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2.1 、 TS3000 系统一般的配置
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一个主机架加 1~3 个扩展机架；配二至三套互为备用的操作站。采用工程师站进行站进行编程组态或故障诊断，利用通讯卡可以与 DCS 进行通讯等。
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2.2 、主机架组成（见图 1 ）
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第一个槽位为 双冗余电源卡（任一电源卡能满足一个机架的全部负载），一个电源卡失效不会影响控制器的运行。电源卡为 上下分布，上边的电源兼系统故障报警显示；
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第二、三、四个槽位为三块互为冗余的主处理器 CPU 卡，现有 3006 ， 3007 ， 3008 三种。注意： TRISTATION 1131 软件要选择合适的版本，高版本向下不完全兼容，即一旦版本升级，低版本就不能用；
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第五个槽位为通讯卡（ NCM 4329 或 EICM 4119 ）；
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随后 12 个槽位，每两个为一个 I/O 逻辑槽位，即每相邻两个卡互为热备。根据需要，任何类型的模块卡可以随意安放（包括通讯卡），确定安放位置后，由 TRISTATION 1131 软件组态定位；
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主机架后上方有 12 个 I/O 端子板插孔与 ETP 相联，另外还有 6 个扩展机架用的通讯接口，扩展用的三重化 I/O 总线的长度不能超过 30 米；
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在组态时该机架的默认 IP 地址为 192.168.1.1 。
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2.3 、三重化冗余容错硬件系统具有下列特点
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a· 输入表决的自校正功能，保证主处理器使用正确的表决值；
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b· 即使出现多种系统故障，控制器仍能持续工作；
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c· 控制器在一个主处理器工作的情况下能正常工作（不推荐使用）；
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d· 抗电气 / 机械噪声干扰；
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e· 三冗余主处理器的输入信号扫描、程序运行及输出等不是同步进行的；
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f· 输入或输出模块的任一故障均能自动报警；
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g· 输出信号内部反馈功能可诊断出输出信号的故障；
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h· 控制器实现三选二表决时，不需外部继电器；
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i· 自诊断特性始终存在，无需编程；
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g· 所有控制功能均由三重冗余控制器实现。
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2.4 、合理选择 ETP
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ETP 是连接卡件各通道到现场的接线端子集成件，合理选择 ETP 对故障处理起到非常重要的作用，例如： DI 输入卡件， ETP 各通道必需选择带保险管与发光二极管组合的型号。由于系统选择事故安全型设计，当保险管坏时，发光二极管马上就亮，这样可以迅速检查出故障点。
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3 、应用软件
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3.1 、 TRICON 应用软件
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TRISTATION MSW 用于 ESD 和机组综合控制系统软件编程及组态。软件组态是使用梯形图及功能块，它具有仿真功能，允许在线模拟运行。
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TRISTATION 1131 用于 ESD 和机组综合控制系统软件编程及组态。它有三种编程工具即功能块图、梯形图、结构化文本文件。它提供两种监测逻辑运行情况的方法，一种是离线仿真另一种是在线进行实际的模拟试验。它具有在线诊断功能，诊断识别系统各槽故障并报警指示。另外它生成的文件具有口令保护，通用的用户名是 MANAGER ，密码是 PASSWORD ，用户名和密码在允许权限内可以修改。当软件组态（包括 SOE 配置）好后，向 TRICON 控制器下装软件时，软件自动升级一个版本同时生成 SOE 配置文件。
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TRISTATION 1131 最大的优点是可以通过结构化文本，自己写一个程序，然后生成一个功能块，今后如果需要此功能块就可以直接调用。
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SOE 软件用于抓取 TRICON 控制器中的顺序事件。说明： TRISTATION 1131 生成的 SOE 配置文件，需要拷贝到 SOE 的配置目录下。
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3.2 、操作站或工程师站及 MMI 应用软件
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操作站或工程师站的系统要求： NT 4.0 或 Windows2000
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3.3 、通讯软件
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4 、系统通讯
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4.1 、通讯协议
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ACM通讯卡专用于与FOXBORO I/A系统的通讯。
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?? ?? NCM通讯卡上的NET1口支持TRICON子系统对等点对点通讯，各子系统时间同步；NET2口支持开放网络，可实现SOE功能、DDE服务器功能。使用TCP/IP或IEEE802.3协议，通讯速率可达10兆波特率。NCM通讯模块卡支持以太网通讯功能。
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4.2 、网络通讯冗余配置
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网络通讯卡 NCM 4329 采取双卡冗余配置并结合两个 HUB 实现网络冗余，其中两个 HUB 中的一个必须与另一个 HUB 的 Uplink 连接，每一个 HUB 的 RJ-45 可以接一台或多台计算机。
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4.3 、网络通讯检查
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TRICON 控制系统默认的 IP 地址是 192.168.1.1 。对于操作站或工程师站也必须各指定一个 IP 地址，例如： 192,168.1.201 。这样就可以通过 PING 进行网络通讯检查。如果 PING 192.168.1.1 通过，说明网络通讯正常，否则需检查不通过的原因，也可以采取连续 PING （ PING 192.168.1.1 –t ），这样检查通讯是否正常更为方便。
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5 、组态编程软件及 SOE 的特点
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5.1.、Tristation 1131软件的主要特点:
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每个 TRICON程序设计方案中可包含多达250个的可执行程序实例。
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