TRICON三冗余控制器实现压缩机控制探讨

摘　要：通过对TRICON三冗余控制器实现压缩机调试、防喘振控制的简单分析，探讨ITCC(综合透平压缩机控制)一体化控制系统中，三冗余控制的总体思路和应用方法。

关键词：透平式压缩机；喘振；防喘振曲线；控制

 一、TRICON三冗余控制器方案
      1  TRICON三冗余控制器方案实现
　　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）。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。
　　从我们使用来看，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。三重模件冗余（TMR）结构（见图1）保证了设备的容错能力，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
      2、TRICON实现防喘振控制
      机组投入运行后，TRICON系统将根据压缩机入口流量、入口压力、出口压力及相应的温度，利用TRICONEX独特的防喘振技术来判断是否发生喘振。如发生喘振，则由防喘振控制器的输出值进行调节防喘振控制阀。                                                                                
      3、润滑油压力控制
      采用三取二联锁，正常时，dPSL173B（103JA 润滑油压力低低）置 1、dPAL158B（103JA 润滑油压 力低）置 1、fPSLL171B（103JA 润滑油压力低低）置1，如果联锁，三取二输出 fPSL173B_158B 置 0。 另外还设有软切除 gPSL173B，置 1 切除，并同时显示切除时间/日期，反之，显示投入时间/日期。 为了防止在启机瞬间造成润滑油压过低联锁，润
      滑油压过低联锁信号延时 2  秒，保证输出fPSL173B_2S（103JA 润滑油压力低低）保持置 1。
  
二、研究的实施方案或步骤、采取的措施
      1. 控制器选择
      TRICONEX控制系统硬件由美国TRICONEX公司生产，它具有三重冗余结构（TMR）和冗错能力。此系统由三个完全相同的系统支路组成（电源卡件除外，该卡件为双重冗余）。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。对数字输入/输出，硬件具有表决机制（OVD）。另外系统内还具有事件顺序记录功能（SOE）。
      2、TRICONEX系统设备选型及配置
      2.1、TRICONEX系统机柜选型
      康吉森公司推荐Rittal机柜，其特点为：使用带有25mm栅格的24孔条，安装快速；每种个别的要求；PS EMV-型具有很强的屏蔽作用。
      色标为RAL7035前后开门，配有手柄，采用单个机柜，电缆从底部进入，每个机柜顶部有四个吊耳，机柜内部有系统接地、安全接地汇流条端子，机柜正面名牌名称CONSEN，换气风扇安装在顶部，前门下部安装过滤网，尺寸255×255（距底边200）。
      机柜尺寸：宽度800mm高度2100mm深度800mm底座100mm.。颜色为：RAL 7035。机柜数量：6套。
      系统电源：系统使用SIEMENS 24VDC-28VDC，供电220VAC
      2.3、钥匙开关
      电源卡上边是钥匙开关（见图2、主机架钥匙开关示意图），分别是“远程”、“运行”、“编程”及“停止“，4个位置。

      2.4、三块互为冗余的主处理器
      主机架的第二、三、四个槽位为三块互为冗余的主处理器（MP）CPU卡（型号3008），每一个服务于控制器的一条支路。主处理器就装在电源卡件的旁边。每个主处理器独立地用它的I/O子系统进行通讯，以及执行用户编写的控制程序。三个MP定期地对数据和控制程序进行比较。现有主处理器卡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。
      2.5、通讯卡EICM和NCM
      主机架的第8个槽位为NCM和EICM通讯卡专用。
       1）TRICON系统可以借助于网络通讯卡件NCM而与802.3联网，该卡件可以支持所有的TRICONEX的规约和应用，用户书写的应用，以及外部系统的“开”式网络。（先进的通讯卡件（ACM）也可支持某些TRICONEX规约和应用，但它的主要功能是作为与Foxboro DCS上的1A Nodebus的接口。

        2）NCM（#4329型），它可以和IEEE802.3电气接口兼容，可以在最快为10Mbaud的通讯速度下工作。
        2.6、数字输入卡件
　   每个数字输入卡件都有三条隔离的输入支路，它们独立地处理所有输入给卡件的数据。每一支路上的微处理器扫描每个输入点，编辑各数据，并将这传送给主处理器。然后，输入数据在刚要受到处理之前在主处理器处受到表决，这样以保证其最高的整体性。   
       2.7、数字输出卡件
       每个数字输出卡件内装有适用于三条完全相同但彼此隔离的支路所用的电路。每条支路包括一台I/O微处理器，它接收来自其相应的主处理器上的I/O通讯处理器处的输出表。各种输出卡件，除了双重DC卡件外，都采用特别的四重化输出电路，这种电路对各个的输出信号在它们刚要被施加到负载去之前对其进行表决。
       2.8、模拟输入/脉冲输入卡件
      模拟输入：所有的模拟输入卡件都具有三条独立的输入支路。各输入支路从各点处接收来变动的电压信号，把它们转换成数字值，在根据命令把这些值传送给三个处理器。然后，再用中值选择算法选出一个值来，用以保证每次扫描的正确数据。??
 脉冲输入：#3510、#3511脉冲输入卡，有八个非常敏感的高频输入。适用于非放大型，磁力速度传感器，进入脉冲卡，产生一个频率或转速rpm，再被传送给主处理器。此脉冲计数以1微米的分辨率进行测量。
       2.9、模拟输出卡件
模拟输出卡件从三条支路上的主处理器接收输出信号。每一组数据都受到表决，选出一条良好的支路以驱动八个4～20mA的输出。卡件监控着它自己的电流输出（作为输入电压），并维持一个内部电压基准，这个基准可提供自我标定和卡件健康状况的信息。卡件的输出越限能力为+6%。模拟输出卡件上的每一支路都有一电流环回电路，它检验着模拟信号的精度和模拟信号的存在，而与负载是否存在或支路的选择无关。未被选的支路不能把模拟信号驱动到场内。
三、硬件检查及替换的要求
      当发现系统故障报警时，要及时处理，处理方法为，在TRICON菜单下运行TRICON Diagnostic Panel跳出一个检测窗口，连接并运行，首先出现报警机架，然后进入机架，检查卡件故障，针对故障进行清除，一般情况下，由于外界原因造成的故障，都可以清除。只有在特殊情况下，如卡件确认坏，就需要更换卡件。
注意：千万不要将运行卡拔除，一定要将备用卡插入后，待备用卡转为运行卡后，方可拔除原运行的故障卡。检查卡件是否故障，如果确实故障就送公司检修。