Triconex手册.docx

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Triconex手册

Tricon

设计与安装手册

用于Tricon控制器

部件号.9720077-001

第1章概述

1.1Tricon是什么？

1.1.1什么是容错？

1.1.2Tricon系统的特点

1.2系统配置

1.2.1Tricon模件

1.2.2Tricon机架

1.2.3Tricon现场接线

1.2.4编程工作站

1.2.5环境规格

1.3工作原理

1.3.1主处理器模件

1.3.2系统总线和电源分配

1.3.3数字式输入模件

1.3.3.1TMR数字输入模件

1.3.3.2简易型数字输入模件

1.3.4数字输出模件

1.3.5模拟输入模件

1.3.6模拟输出模件

1.3.7端子板

1.3.8通讯模件

1.3.9电源模件

1.3.10系统诊断与状态指示

1.4国际认证

1.4.1TUVRheinland

1.4.2加拿大标准协会

1.4.3工厂互助组织

1.4.4半导体设备及财原料国际组织（SEMI）

1.4.5欧洲联盟CE标志

第2章基本部件

2.1主机架与扩展机架

2.1.1主机架电池

2.2I/O扩展

2.2.1RS-485扩展总线口的应用

2.3电源模件—#8310、8311、8312型

2.3.1具体说明

2.3.1.1系统接地选装件的终端

2.3.1.2电源/报警接入用终端

2.3.1.3状态指示灯

2.3.1.4报警用途的终端

2.3.2特殊性能

2.3.3报警说明

2.3.3.2扩展机架的报警性能

2.3.4电源模件规格

2.4主处理器模件

2.4.1适配的通讯模件

2.4.2#3008物理描述

2.4.3事件顺序性能

2.4.3.1多个Tricon的时间标识

2.4.4诊断

2.4.5主处理器的规格

第3章可选模件

3.1数字式输入模件

3.1.1TMR数字式输入模件规格

3.1.2简易型数字输入模件规格

3.2数字输出模件

3.2.1TMR数字输出模件规格

3.2.216点SDO模件规格

3.2.38点SDO模件规格

3.2.4继电器输出模件

3.2.5双重数字式输出模件

3.3模拟输出模件

3.3.1TMR模拟输入模件规格

3.4模拟输出模件

3.4.1TMR模拟输出模件规格

3.5热电偶输入模件

3.5.1非隔离热电偶输入模件规格

3.5.2TMR隔离热电偶输入模件规格

3.6脉冲输入模件

3.6.1脉冲输入模件规格

3.7脉冲累计输入模件

3.7.1计数器溢出保证性能测试

3.7.2脉冲累计输入模件规格（#3515模件）

3.8增强型智能通讯模件

3.8.1EICM的规格

3.9网络通讯模件

3.9.1Triconex协议的说明和应用

3.9.1.1Peer-to-peer

3.9.1.2时间同步

3.9.1.3TriStation

3.9.1.4TSAA

3.9.1.5TCP/IP

3.9.1.6外部主机应用

3.9.2网络通讯模件的规格

3.10安全管理模件

3.10.1SMM的规格

3.11高速通道接口模件

3.10.1高速通道接口模件的规格

3.12先进通讯模件

3.12.1先进通讯模件的规格

第4章安装与检查

4.1推荐的安装过程

4.1.1电源模件的连接

4.1.2报警接线

4.1.3机械安装

4.1.3.1机架背部安装

4.1.3.2机架的架体安装

4.1.3.3对流冷却

4.1.3.4可控的环境特征

4.1.4盲板的使用

4.1.5用户选装部件

4.1.5.1Tricon部件的标准重量

4.1.5.2I/O模件的槽键

4.1.5.3Tricon机架的I/O总线地址

4.1.6不同系统配置下的电源支持

4.1.6.1确定Tricon机架的逻辑功率

4.1.6.2确定冷却要求

4.1.7系统内各模件配置的规则

4.1.7.1允许的模件总数

4.1.7.2每种类型的最大点数

4.1.7.3对于通讯模件的特殊规定

4.1.8机架和I/O总线的连接

4.1.9试运行

4.1.10和TriStationPC的连接

4.1.10.1把EICM接到TriStation上

4.1.10.2把NCM或ACM接到TriStation上

4.1.11主机架的电池

4.1.12数字输出模件的输出表决器诊断

4.1.12.1AC电压数字输出模件

4.1.12.2DC电压数字输出模件

4.1.12.3现场布线的注意事项

4.2正确地将Tricon接地

4.2.1Tricon的接地系统

4.2.2为何必须有安全接地

4.2.3把机架的AC安全接地相

4.2.4连接Tricon的信号地

4.2.4.1全数字系统

4.2.4.2全模拟系统或模拟/数字混合系统

4.2.4.3与大型控制系统的集成

4.2.5连接屏蔽地

第5章维护

5.1常规维护

5.1.1检查系统电源

5.1.2启用“禁止”输出表决器诊断（OVD）

5.1.3反向置位现场I/O点

5.1.4更换背板上的电池

5.2对报警的反应

5.2.1确认并诊断故障

5.2.1.1检查模件指示器

5.2.1.2利用TriStation的诊断能力

5.2.2电源模件

5.2.3主处理器

5.2.4数字输入模件

5.2.5模拟输入模件

5.2.6脉冲输入模件

5.2.7脉冲累计输入模件

5.2.8热电偶输入模件

5.2.9数字输出模件

5.2.108点监控数字输出模件

5.2.1116点监控数字输出模件

5.2.12模拟输出模件

5.2.13继电器输出模件

5.2.14增强型智能通讯模件

5.2.15网络通讯模件

5.2.16安全管理模件

5.2.17先进通讯模件

5.2.18远程模件（RXM）

5.3模件更换

5.3.1电源模件更换

5.3.2主处理器更换

5.3.3没有热备的I/O模件的更换

5.3.4有热备的I/O模件的更换

5.3.5EICM的更换

5.3.6有热备的SMM的更换

5.3.7没有热备的SMM的更换

5.3.8NCM的更换

5.3.9有热备的HIM的更换

5.3.10没有热备的HIM的更换

5.3.11有热备的ACM的更换

5.3.12没有热备的ACM的更换

第6章远程机架的应用

6.1基本资料

6.1.1远程位置置的设定

6.1.2RXM机架的逻辑配置

6.2RXM机架的描述

6.2.1RXM机架的RXM模件的规格

6.3RXM模件说明

6.3.1多模RXM组件

6.3.1.1主光纤RXM组件—#4200-3模件

6.3.1.2远距光纤RXM组件—#4201-3模件

6.3.1.3多模RXM光纤电缆的规格

6.3.2单模RXM组件

6.3.1.1主光纤RXM组件—#4210-3模件

6.3.1.2远距光纤RXM组件—#4211-3模件

6.3.1.3单模RXM光纤电缆的规格

6.3.3光缆的应用

6.3.3.3多模光纤的选择

6.4典型光纤安装

6.4.1光缆

6.4.2接线盒

6.4.3尾纤

6.4.4接头

附录A因系统硬件的升级而更换EPROM

A.1升级的可能性

A.2EPROM识别

A.3EPROM的处理

A.4更换EPROM

A.5EPROM的位置

A.5.1数字输入模件

A.5.2数字输出模件

A.5.3.1TMR/双通道数字输出模件

A.5.3.2监督型数字输出（SDO）模件

A.5.3.3继电器输出模件

A.5.3模拟模件

A.5.4热电偶模件

A.5.5脉冲输入模件

A.5.6脉冲累计输入模件

A.5.7通讯模件

A.5.8远程模件（RXM）

附录B更改I/O总线地址

附录CTricon模件的键的更换

C.1键的识别

C.2安装电源模件的键

C.3安装单键和双键

附录D标准电缆的插针

D.1TriStation到EICM的电缆

D.225针到9针的转换接头

D.3HoneywellDHP电缆

D.4机架间互连用的I/O总缆

附录E更换/用户化用的推荐另件

附录F推推荐布线方法

F.1一般考虑

F.2导线屏蔽

F.2.1电缆间距

F.2.2导轨考虑

F.2.3接地

附录G词汇一览

索引

第一章

概述

本章介绍9.6版Tricon控制器及其配置信息，运行原则和安全认证级别。

1.1什么是Tricon?

Tricon是一种具有高容错能力的可编程逻辑及过程控制技术。

以下章节介绍Tricon所能提供的容错控制能力和主要特性。

1.1.1什么是容错技术

容错是Tricon控制器最重要的特性，它可以在线识别瞬态和稳态的故障并进行适当的修正。

容错技术提高了控制器的安全能力和可用性，使过程得到控制。

Tricon通过三重模件冗余结构（TMR）提供容错能力。

此系统由三个安全相同的系统通道组成（电源模件除外，该模件是双重冗余的）。

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。

如果在一个分电路内有硬件故障发生，该故障的分电路就能被其它两个分电路修复。

维修工作，包括拆卸和更换故障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。

系统能自行重新配置而执行完全的TMR控制。

对于各个分电路、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，并进行指示或报警。

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，操作员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。

用户将传感器基或执行机构连接到一路接线端上，并且应用一组逻辑为Tricon编程。

其余的事都由Tricon自行管理。

1.1.2Tricon系统的特点

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：

—提供三重模件冗余结构，三个完全相同的分电路各自独立地执行控制程度。

而且备有专用的硬件/软件构，可对输入和输出进行“表决”。

—能耐受严酷的工业环境。

—能够现场安装，可以现场在线地进行模件级的安装和修复工作而不需打乱现场接线。

—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，通讯模件可以与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TCP/IP网络上的外部主机相连接。

—可以支持位于远离主机架12公里（7.5英里）以内的远程I/O模件。

—利用基于WINDOWSNT系统的编程软件完成控制程序的开发及调试。

—在输入和输出模件内备有智能功能，减轻主处理器的工作负荷。

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。

输出模件微处理器为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控制过程。

—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。

1.2系统配置

具体地说，一个基本的Tricon高密系统由下列部件组成：

模件、容纳各模件的机架、现场端子板、以及编程工作站。

本节简要说明这些主要的部件及其规格。

1.2.1Tricon模件

Tricon模件由装在一金属骨架内的电子元件所构成，可就地更换。

每个模件有一保护盖，当模件从机架上取下时，也不暴露保证任何部分或电路。

印刷电路板上的接头使得各模件不可以头朝下地插入，各模件上的“键”又可避免模件被插入到错误的槽内。

Tricon支持数字的和模拟的输入与输出点，以及热电偶输入和多种通讯能力。

这些接口的选择见表1-1。

有关通讯的协议和Triconex提供的各接口的更多的资料请参阅“通讯产品手册”。

表1-1Tricon系统可用的模件

电压/类型

说明

点数

型号

电源（主机架、扩展与RXM机架用）

120VAC/VDC

可支持全部Tricon的电源要求；提供NO，C及NC报警接点

8310

24VDC

8311

230VAC

8312

主处理器

16MbyteDRAM

执行控制程序并对输入和输出表决

3007

数字输入

115VAC/VDC

隔离的，非公共的

32

3501E

48VAC/VDC

每组8点，共用，带自测试功能

32

3502E

24VAC/VDC

每组8点，共用，带自测试功能

32

3503E

24/48VDC

高密度—公共的，DC耦合的

64

3504E1

24VDC

低门槛电压，带自测，公共

32

3505E

24VDC

简易型，公共的

64

3564

1.#3504E型必须用TriStation配置为24或28VDC。

表1-1Tricon系统可用的模件（续）

电压/类型

说明

点数

型号

数字输出

115VAC

光隔离，非公共的

16

3601E

120VDC

光隔离，非公共的

16

3603E

120VDC

光隔离，公共的

16

3603E

24VDC

光隔离，非公共的

16

3604E

48VDC

光隔离，非公共的

16

3607E

48VDC

光隔离，非公共的

16

3608E

115VAC

监督型，光隔离的，公共的

8

3611E

24VAC低功耗

监督型，光隔离的，公共的

8

3615E

120VAC

监督型，光隔离的，公共的

8

3613E

48VAC

监督型，光隔离的，公共的

8

3617E

24VDC

监督型，光隔离的，公共的

8

3614E

120VDC

监督型，光隔离的，公共的

16

3623

24VDC

监督型，光隔离的，公共的

16

3624

48VDC

双通道输出，公共的

32

3664/3674

继电器，NO

非三重的，非公共的

32

3636R

继电器输出

继电器，NO

非三重的，非公共的

32

3636R

表1-1Tricon系统可用的模件（续）

电压/类型

说明

点数

型号

模拟输入

0～5VDC

差分的，DC耦合的

32

3700

0～5VDC

差分的，DC耦合的+6%超限

32

3700A

0～10VDC

差分的，DC耦合的

32

3701

0～5度

0～10VDC

差分，隔离的，+6%超限

16

3703E2

0～5度

0～10VDC

高密度—公共的，DC耦合的，+6%超限

64

3704E2

热电偶输入

J.K.T型

差分的，DC耦合的，非隔离的

32

37063

J.K.T.E型

差分的，隔离的

16

3708E3

脉冲累计输入

0～20KHZ

非公共的，AC耦合的

8

3510

0～20KHZ

非公共的，AC耦合的，快速更新

8

3511

模拟输出

0～20mA

DC耦合的，公共返回

8

3805E

0～20mA，6点输出

16～320mA，2点输出

DC耦合的，公共返回

8

3805E

2.#3703E和#3704E型必须用TriStation配置成0～5或0～10VDC。

3.#3706和#3708E型用的热电偶型必须用TriStation配置

表1-1Tricon系统可用的模件（续）

电压/类型

说明

点数

型号

远程模件（RXM）

光纤

用于主RXM机架的一组三个模件，多模，最远2公里

4200-3

光纤

初级RXM机架用的一组三个模件

4201-3

光纤

初级RXM机架用的一组三个模件

4210-3

光纤

初级RXM机架用的一组三个模件

4211-3

通讯

EICM

MODBUS主机或从机，TRISTAION和centronics打印机，选用RS-232，RS-422或RS-485串行口

4119

NCM

TriStation，Peer-to-Peer,TSAA和TCP-IP

/UDP-IP

4329

SMM

在Honeywell的通用控制网络（UCN）内的过程

—临界点

4409

HIM

在Honeywell数据高速通道的节点

4509

ACM

在Foxboro的IA分布控制系统（DCS）内的过程—临界点

4609

1.2.2Tricon机架

对于V9Tricon系统，有三种型式的机架：

主机架、扩展机架、和远程机架。

一个Tricon系统可以最多包含十五个机架，用以容纳各安装种输入、输出和热插备用模件，以及通讯模件等的适当的组合。

（见图1-1）

Tricon系统的主机架安装主处理器模件以及最多六个I/O模件组。

在机架内的各I/O模件通过三重的RS-485双向通讯口而连接。

图1-1V9Tricon系统的配置

图中：

①Tricon扩展机架#3②扩展机架#4到14③Tricon扩展机架#15号④Tricon扩展机架#2⑤Tricon主机架（机架#1）⑥TriStation（IBMPC兼容）

扩展机架（机架2到15）每一个可以支持最多八个I/O组。

扩展机架通过一个三重的RS-485双向通讯口而和主机架连接。

可以用来连接一组主机架和扩展机架的标准缆的总长最多为30米（100英尺）。

远程扩展机架可以让系统扩展到远距的位置，最多距离主机架12公里（7.5英里）。

1.2.3Tricon现场接线

选装的外部端子板用来和现场的设备连接。

另外，您也可以将您的电缆直接连接到Tricon背板顶部的56针的接头上。

关于更多的端子板信息请参阅“端子板用户手册”。

1.2.4编程工作站

V9Tricon系统通过称作Tristation的工程及维护用的工作站进行编程。

Tristation1131的开发平台运行环境是WINDOWSNT4.0或更新的操作系统。

Tristation1131支持三种遵循IEC1131-3标准的编程语言：

功能块语言，梯形图语言及结构文本语言。

Tristation1131用于以下的方面：

—开发和调试Tricon所执行的控制程序。

—诊断系统的状态。

—回路检测和现场设备维护时强制点。

一旦某一控制程序被开发完成，装载操作可将程序安装入控制器内并校验其是否能正确执行。

详细情况请阅“TriStation1131开发指南”。

1.2.5环境规格

Tricon的一般环境规格见表1-2。

由于组成一个系统的元部件众多，这些规格并不一定全能适用于每一个部件。

表1-2Tricon系统的一般环境规格

规格

参数

工作温度

0～60℃（32到140°F），室温1

存放温度（带电池时）

-40～75°（-40～167°F）

存放温度（不带电池）

-40～85°（-40～185°F）

相对湿度

5%～95%，不结露

每轴的正弦振动

2G@10到500HZ

冲击

每一轴向

静电释放

IEC801-2，3级（8KV）

传导敏感度

IEC801-4，3级快速瞬态猝发&IEC801-5，3级，耐浪涌

辐射敏感度

IEC801-3，3级

辐射发射2

按CISPR11测定

1.室温指在机架底部处测得的温度。

2.关于发射等级请与Triconex联系。

1.3工作原理

三重模件冗余（TMR）结构（见图1-2）保证了设备的容错能力，并且能在元部件出现硬件故障或者来自内部或外部来源的瞬态故障的情况下提供完好的不间断的控制。

每一个I/O模件内都包容有三个独立的分电路。

输入模件上的每一分电路读取过程数据并将这些信息传送给它相应的主处理器。

三个主处理器通过一个专用的被称作TriBus的高速总线系统通讯。

图1-2Tricon控制器的三重化结构

图中：

①输入终端②自动备件③输入支路④主处理器⑤输出支路⑥表决器⑦输出终端

每扫描一次，主处理器都通过TriBus与其相邻的主处理器进行通讯，达到同步。

TriBus表决数字输入数据、比较输出数据、并将模拟输入数据挎贝至各个主处理器。

主处理器执行控制程序并把由控制程序所产生的输出送给输出模件。

除对输入数据作表决之外，Tricon在离现场最近的输出模件上完成输出数据的表决，使其尽可能地与现场靠近，以便检测出任何错误并予以修复。

对于每个I/O模件，系统可以支持一个可选的热备模件。

如果装有备件，在运行中，如主模件发生故障时，备件投入控制。

热备位置也被用于系统的在线修理。

1.3.1主处理器模件

Tricon系统包含三个主处理器模件。

每个模件控制系统的独立的一路，并与其它两个主处理器并行工作（见图1-3）。

每个主处理器上有一个专用的I/O通讯处理器，用以管理在主处理器和I/O模件之间交换的数据。

一条三重I/O总线位于机架的背板上，机架间通过I/O总线电缆连接。

当每个输入模件被询问时，I/O总线的相应的一支就把新的输入数据传递给主处理器。

输入数据汇成表存入主处理器内，并存入存储器以备用于硬件表决。

主处理器内的每一单个输入表通过TriBus传到其邻近的主处理器。

在此传送过程中，完成硬件表决。

TriBus利用一直接存储器存取可编程装置而对三个主处理器之间的数据进行同步、传送、表决、以及比较。

如果发现不一致，信号在两个表中是一致的，则对第三个表进行修正。

由于取样时间差异而造成的差别可用不同的数据图样进行限制。

每个主处理器把数据的必要的修正保持在当地存储器内。

任何差异都被标识，并在扫描结束时被Tricon的内部故障分析器来判断某一模件是否存在故障。

主处理器把修正过的数据送入控制程序。

32位的主微处理器和相邻的主处理器模件一起并行执行控制程序。

根据用户在程序中定义的规则，可生成一个基于输入值表的输出值汇总表。

每个主处理上的I/O处理器通过I/O总线把输出数据送至输出模件。

图1-3.主处理器结构

图中：

1、双重电源2、双重电源调节调3、512KbytesEPROM,2MbytesSRAM*4、时标发生器5、故障探查电路6、状态指示灯7、中断控制器8、主处理器NS32G×32，浮点处理器NS323819、内部系统总线10、上行流11、下行流12、双口RAM/IOC处理器13、公共调试口14、容错I/O总线15、容错通讯总线16