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ESD系统应用及工作原理,-TRICON系统在乙烯装置应用,一、什么叫ESD,ESD是英文Emergency Shutdown Device紧急停车系统的缩写 这种专用的安全保护系统是90年代发展起来的，以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评。,二、ESD系统特点,ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。在正常情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人为干预。作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过DCS系统，而直接由ESD发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。,三、ESD主要作用,增加设备的安全性 减少误停车次数和停车时间提供故障冗余和高可靠性工作能力 故障报警系统,四、TRICON系统,TRICON系统是TRICONEX公司的产品TRICONEX公司公司成立于 1983年总部位于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,TRICON系统是三重冗余、容错控制系统,冗余就是当系统某一个处理器故障时，其余两个处理器仍然可以维持系统正常工作。容错控制系统是可以识别和补偿控制系统元件的故障，并允许在完成指定任务的同时，对故障元件进行修复，不用中断过程控制。,TRICON系统应用,安全紧急停车系统（ESD）锅炉火焰保护透平压缩机控制系统海上平台火气保护,Tricon控制器三重化结构,TRICON的容错功能是通过三重化冗余结（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系统模件,一、主处理器模件 执行用户的控制程序、进行系统诊断 型号：3006、3007、3008*,二、电源模件,作用：为主机架、扩展机架、远程扩展机架内模件提供电源 型号：8310-110V ACDC 8311-24V DC*8312-220V AC,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：3501E/T-32点、115VAC/DC、隔离 3502E-32点、48VAC/DC、自诊断*3503E-32点、24VAC/DC、自诊断 3504E-64点、24V或48VDC 3505E-32点、24VDC,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：3623、3624、3627-16点、监督 3611E、3613E、3614E、3615E、3617E-8点、监督 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,五、模拟输入模件,接受0-5VDC、0-10VDC、4-20mADC及J、K、T、E型热偶的模拟信号。型号：3700、*3700A、3701-32点、0-5V/0-10VDC 3703E-16点、0-5V或0-10VDC、隔离 3704E-64点、0-5V或0-10VDC 3706E-32点、J、K、T型 3708E-16点、J、K、T、E型,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 3806-6路4-20mADC输出、2路8-320mADC输出,七、通讯模件,增强型智能通信模件（EICM 4119*）：RS232和RS485，与Modbus设备和Tristation串行通信。网络通信模件（NCM 4329*）：支持802.3网络和TCP-IP/UDP-IP协议。专用通信模件：SMM 4409-与TDC3000的UCN网络通信 HIM 4509-与TDC3000 Hiway通路及LCN通信 ACM 4609-与I/A和Tristation通信,八、专用端子板,数字输入板：9563-810数字输出板：9662-610模拟输入板：9761-210 我们所用的都是24V、16通道。,三重化数字输入模块（带自检测）,TRICON-TMR 容错控制系统,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,Triconex TMR 系统与其它PLC的比较,没有因单点故障造成停车自诊断在线维修,32 Bit 微处理器 50MHz,16M Ram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,TRICON V 9 主机架背板结构,TRICON V 9 高密度主机架我们用的型号有：8110（主机架）8111（扩展机架）,TRICON V 9 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,冗余电源系统,DI模块（带自检测）,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 TMR DI Module,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-TMR DI 模块,TMR AI 模块,模拟输入电路典型回路,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,TMR AI 模块,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-TMR AI 模块,TMR 增强型DO Module,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,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-TMR 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,A and B,Output,Switch,Drive,Circuitry,Output,Switch,Drive,Circuitry,B,Output,Switch,Drive,Circuitry,C,B,A,C,A and B,A,A,B,B,C,C,+V,A,B,C,TRIPLICATED,I/O BUS,FIELD CIRCUITRYTYPICAL POINT(16),Loopback,Detector,Loopback,Detector,LD,RTN,INTELLIGENT I/O CONTROLLER(S),*,*,*,*,*All output switches are opto-isolated.,to,other,points,to,other,points,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,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Load LED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,TMR AO 模块,TMR AO 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,TMR PI 脉冲输入模块,TMR PI 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,TMR 热电偶输入模块,Proc,Bus,Xcvr,Proc,Bus,Xcvr,Proc,Bus,Xcvr,A,B,C,ADC,ADC,ADC,Individual Point,Field Terminations,INTELLIGENT,I/O CONTROLLER(S),TRIPLICATED,I/O BUS,SIGNAL,CONDITIONING,THERMOCUPLE INPUT,CIRCUIT-,TYPICAL POINT,CJ,Sensor,CJ,Sensor,CJ,Sensor,INDIVIDUAL ADC,FOR EACH LEG,Amp,Mux,Amp,Mux,Amp,Mux,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,Modbus 通讯模块,增强型智能通讯模块(EICM),四个隔离RS232/485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10M bps,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)-Foxboro I/A Series）用于与 Foxboro I/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,(SMM)-Honeywell TDC 3000 与Honeywell TDC3000系统的通讯(UCN),安全管理通讯模块,控制系统的构成,Tricon V9 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 远程机加最大可达12Km,Tricon I/O 扩展（直接总线扩展方式）可靠数据传输快捷,系 统 机 柜,24DC 冗余电源,Tricon 主机架及扩展机架,接线端子与I/O模块的连接,Triconex Software,Tristation 1131 Version 3.1,工程师站和系统维护工作站运行环境 IBM PC,Windows NT符合IEC 1131-3 标准的编程语言:FBD,逻辑梯形图,结构文本256个独立运行程序完善的逻辑功能模块离线模拟测试功能在线监测在线程序修改、下装对所有模块（I/O 和通讯模块）提供详细的诊断,TriStation 1131 经过TV 认证的编程软件,TriStation 1131 经过TV 认证的编程软件,TriStation 1131 经过TV 认证的编程软件,TriStation 1131 经过TV 认证的编程软件,TriStation 1131 经过TV 认证的编程软件,TriStation 1131 经过TV 认证的编程软件,TriStation 1131 经过TV 认证的编程软件,TriStation 1131 经过TV 认证的编程软件,TriStation 1131 经过TV 认证的编程软件,TriStation 1131 经过TV 认证的编程软件,Function Block Diagram Instance Monitor Screen,Triconex SOE,Triconex SOE,Triconex SOE,Triconex SOE,Triconex SOE,Triconex SOE,TRICON TMR系统硬件和软件介绍完毕,谢谢大家!,