TRICON 系统应用浅析

常向阳、 张志彬

中国核电工程有限公司华东分公司，浙江 海盐 314300

摘要：Triconex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。

关键词：TRICON 三重冗余

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最主要的特点就是TMR，即三重冗余结构，同时具有很强容错控制功能，对于核电厂中重要的数据信号可以起到很好的保护作用，且允许在线维护，不需要中断控制进程，降低了维护成本。

图1 三重冗余结构

1.系统特点

TRICON系统除了TMR外同时还具备如下特点：

• 能耐受严酷的工业环境。

• 能够现场安装，可以在控制器在线使用状态下进行模件一级的修理工作。I/O模件的更换不会打乱现场布线。

• 能支持多达118个I/O模件(模拟的和数字的)和选装的通讯模件，该模件可以与Modbus主机和从属机连接，或者和Foxboro与Honeywell分布控制系统(DCS)、其它在Peer—to—Peer网络内的各个TRICON、以及在802．3网络上的外部主机相连接。

• 备有组合的支持，可以支持位于远离主机架2公里(1.2英里)以内的远距I／O模件。

• 可以执行控制程序，该程序按继电器梯级逻辑写成并由一独立的称作TRISTATION的工作站进行演变和调试。

• 在输入和输出模件内备有智能功能，以使主处理器的工作负荷得以减轻。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解调，并诊断模件上的硬件故障。输出模件微处理器为输出数据的表决提供信息、检查来自输出终端的环回数据以使输出能最后有效、并能诊断现场线路的问题。

• 提供总体的在线诊断，并具有自适应修理能力。

• 可以在TRICON正常运行中进行常规维护而不干扰被控的过程。

• 可支持“热插备件”I/O模件在关键时候的使用，在不可能立即进行维修的情况下应急。

2.系统结构

一个基本的高密Tricon系统包括容纳各模件的机架、各种类型的I/O模件、现场

端子板以及编程工作站或操作站。机架内MP（主处理器）之间通过Tribus通讯，I/O模件与机架MP通过I/O Bus通讯，端子排通过电缆与Tricon连接，Tricon之间通过I/O扩展电缆连接，Tricon与Tristation之间通过串行总线或网线都可连接。调试Tricon时应确保这些通讯介质符合相应要求，如端子排与Tricon的电缆不能超过99英尺，扩展机架与主机架间通讯电缆不能超过100英尺等。

图2 TRICON结构图

Tricon主机架共16个物理槽，6个逻辑槽，前三个槽放置三个MP，第四个放置通讯模件，其他的均为I/O模件。MP上的SW2和SW1旋钮确定该MP的节点号，调试时应检查是否为相应节点。通讯模件包括EICM、NCM、ACM等多种，每种模件上方都有一组拨盘，通过该拨盘确定通讯时信号的传输端口，该拨盘所设定的值要与Tristation里设置的一致，否则无法进行通讯。I/O槽中可以安装数字输入模件、数字输出模件、模拟输入模件、模拟输出模件、热电偶输入模件、继电器输出模件。每个模件都带有机械键锁，以避免错误安装。

3.运维特点

Tricon的状态显示及报错都通过指示灯来实现，由于Tricon系统时TMR结构，所以Fault指示灯亮并不意味着模件失效，而可能只是一条通道故障。此时模件仍处于ACTIVE状态，因为一条通道故障并不影响模件的运行。值得注意的是在模件处于ACTIVE状态时绝对不要更换该模件。模件的PASS灯亮表示模件自身检查通过，可以使用。DO模件上有Load/Fuse指示灯，表示命令的状态与测得的状态不一致，通常情况下是设备侧出线问题，应先检查现场设备。电源模件上Fail指示灯表示电源失效，Alarm指示灯表示机架上出线问题，Batt low表示电池电量低。现场具体故障情况可通过指示灯的显示情况查询Tricon手册中指示灯状态表，从而确定故障所在。

Tricon的日常维护要注意以下几点：Tricon具备冗余电源，每个电源都能独自承担系统所有负荷，为确保电源模块的完整性，每隔三到六个月要断掉一组电源，使另一组电源独自承担负荷进行试验，以验证电源完整性，在恢复电源正常后，再对另一组电源做同样的试验；为确保输出表决器能够正常工作，每隔三到六个月要进行一次输出表决器诊断（OVD）；有些类型的数字I/O 模件需要对I/O 点反向置位，以检测其100%的故障覆盖率，每三到六个月，应将各现场点电正常运行状态反向置位到相反的状态上，以保证完全的数字电路的故障覆盖率，让每个点在相反的状态内停留几分钟；如果电源完全故障，Tricon 的冗余电池组可以将数据和程序累计保存六个月的时间，每个电池的储存寿命为5 年，所以要在寿命期前或累计使用六个月后对电池进行更换。

4.软件平台

Tristation是TRICON系统的软件平台，功能强大，可以完成Tricon软件的设计、仿真、下载、动态诊断等功能。使用过程中注意以下几点：1、在Project Options里勾选 Annotation on by default和Monitor value on by default两项，用于在仿真时显示元件的值。2、程序编写完成后要在Implementation中加入所编程序，使程序进入下载序列，否则程序不会下载到Tricon中。3、在Controller——>TriStation Communication中配置相应的通讯参数。4、Function Blocks编写时要确保起码 有一个bool输入或输出。5、定义的全局变量不能在其他program中有同名变量，否则会互相影响。

图3 Tristation软件界面

5.结束语

TRICON系统凭借其稳定及强大的功能可用于多种工业生产环境，如ESD系统、锅炉火焰控制、汽轮机控制系统、海上平台火/气保护、核电站控制等，借助TRICON系统的适应性应用，提高了工厂DCS的可利用率，其连续诊断的功能保证了电厂的安全稳定运行。在机组调试以及日常维护当中，通过诊断软件能够精准定位缺陷、分析原因并处理。

【参考文献】

[1] 马洁光、杜文艳. 压水堆核电厂仪控系统的定期试验设计[J].电脑知识与技术2019(14)：228-230