1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。TRICON三重冗余系統在加氫聯合裝置的應用-TRICON三重冗余系統在加氫聯合裝置的應用摘要：TRICON是達到SIL3級標準并獲得TVAK6級標準認證的三重模塊冗余（TMR）控制器，被廣泛應用于石油、化工等行業的安全儀表系統（SIS）、機組控制系統（ITCC）及火災報警和氣體檢測系統（FGS）中。介紹加氫聯合裝置的生產特點，并以加氫裂化裝置為例，論述TRICON系統在聯鎖保護和機組控制中的應用，說明聯鎖保護和機組控制的技術方案、主要硬件軟件配置和功能，并對應用效果作出總結。關鍵詞：TRICON三重冗

2、余加氫聯合裝置安全儀表系統機組控制系統應用1引言加氫聯合裝置是廣州分公司加工中東含硫原油及生產清潔燃料的配套建設裝置，包括：150萬噸/年加氫裂化裝置；210萬噸/年加氫處理裝置；200萬噸/年加氫精制裝置和100萬噸/年航煤加氫裝置。聯合裝置有多個加熱爐、反應器、高低壓分離器和氣體壓縮機群等，具有典型的高溫、高壓、臨氫、易燃易爆和生產規模較大、流程長等特點，自動控制和聯鎖回路多，控制策略復雜。根據石油化工安全儀表設計規范：SH/T3018、IEC61508、IEC61511等國際標準，參照國內外同類和類似裝置的安全完整性水平，采用達到SIL3級標準并獲得TVAK6級標準認證的TRICON三重

3、模塊冗余（TMR）控制器，作為加氫聯合裝置的安全儀表系統（SIS）和綜合機組控制系統（ITCC）。2TRICON系統概述TRICON系統是具有容錯結構和能力的可編程邏輯和過程控制系統，硬件核心是基于三重模塊（TMR）冗余容錯控制器。TRICON系統采用冗余電源、三個主處理器、三條完全隔離的內部總線，三個完全相同的分電路各自獨立地執行控制并與其他主處理器并行工作。所有的數字式I/O信號都由要經過硬件的三取二表決和診斷處理，模擬信號進行取中值處理，系統工作模式為3-2-1-0，單個部件硬件故障或內外部導致的瞬間故障都不會中斷控制，且具有較強的診斷功能，在線更換操作簡便，在保證了高可靠性的前提下具有

4、較好的可用性和可維修性。TRICON控制器的三重化結構如圖1所示:2.1TRICON系統的主要特點TRICON系統具有完整的過程控制聯鎖、數據采集與監控功能、機組綜合控制（ITCC）功能，能同時完成多套壓縮機組的控制以及裝置的聯鎖保護，主要特點有：（1）主處理器和I/O卡件完全三重化，安全性能高，達到SIL3級標準，并獲得并獲得TVAK6級標準認證。（2）單點故障不會造成系統的正確運行，系統診斷覆蓋率高。（3）采用3-2-1-0工作模式，獨特的槽位設計使主處理器和I/O模塊更換方便，可用行性和可維護性高。（4）提供完整的事件順序記錄（SOE）功能，有效進行系統維護和停車故障原因分析。（5）提供

5、強大的通訊功能，支持TCP/IP、ModBus等多種常用開放協議，可以和多種DCS、PLC以及智能儀表進行通訊。（6）采用32位高速CPU和協處理器，提供高達16MDRAM和32KSRAM內存；模擬卡件轉換精確度高，并可以定期自動校驗。（7）系統規模可變，支持擴展機架和遠程I/O機架。（8）基于Windows的編程軟件TriStation1131使用方便，軟件的在線修改通過TVAK6級認證，同時提供離線模擬測試。2.2系統構成TRICON系統根據應用系統的大小，可配置規模可變的單機架和最多14個擴展或9個遠程機架，最遠距離可達12km，I/O點數最大達到4688個點，其中DI2048點、DO1

6、024點、AI1024點、AO512點和PI80點。系統構成包括：機架、電源模塊、主處理器模塊、過程I/O模塊和配套系統軟件。（1）機架機架是放置各種模塊的地方，主處理器模塊所在機架為主機架，擴展機架用于擴展I/O模塊，主機架和擴展機架采用三重化擴展電纜連接。當第一個機架到最后機架之間總線長度超過30米時可使用遠程機架和現場安裝。（2）電源模塊每個機架有兩個電源模塊，以冗余方式工作，每個電源能獨立承擔機架中共有模塊的供電。（3）主處理器模塊每個主機架有三個處理器模塊，每個處理器模塊獨立完成控制并與其他兩個主處理器并行工作，完成包括I/O處理、通訊、數據采集、邏輯控制和輸出表決等。（4）過程I/

7、O模塊過程I/O模塊包括各種信號的模塊，主要有數字輸入輸出模塊（DI/DO）、模擬量輸入輸出模塊（AI/AO）和脈沖輸入模塊（PI）等，所有模塊都具有隔離功能，包括通道與通道間和電源之間隔離。過程信號通過標準端子板和專用連接電纜與過程I/O模塊進行連接。（5）系統軟件系統采用Windows操作平臺，配置TRICON的TriStation1131編程軟件、SOE軟件，操作站人機界面軟件采用Wondeware的Intouch。3.加氫聯合裝置TRICON系統配置3.1硬件配置加氫聯合裝置TRICON系統分三個工作區共四套獨立的控制器，裝置聯鎖和綜合機組控制系統公用一套控制器，分別用于加氫裂化裝置、

8、加氫處理裝置、加氫精制裝置以及航煤加氫裝置。每個工作區配置1個工程師站和1個移動組態站，每套裝置配置1個操作員站和1套輔助操作臺。系統的主要配置如表1所示。表1系統主要配置表裝置控制器機架機柜操作員站輔操臺工程師站（SOE站）打印機加氫裂化1套3個2個1個1個1臺激光彩打1臺加氫處理1套3個3個1個1個1臺激光彩打1臺加氫精制1套3個2個1個1個1臺激光彩打1臺航煤加氫1套2個2個1個1個針式1臺各工作區配置的工程師站兼作SOE站，提供對系統的離線組態、離線編程、在線監視、在線程序修改下裝等功能，同時可用于SOE數據的收集、記錄、打印等。工程師站還可兼做操作員站使用。控制器和操作員站、工程師站

9、等的通訊網絡完全是冗余方式。下面以加氫裂化裝置系統為例進行說明，其系統結構圖如圖2所示，硬件配置如表2所示。表2加氫裂化裝置系統硬件配置序號說明型號數量1增強型TRICON主處理器，50MHz，16MSROM300832高密度主機架811013高密度擴展機架811124I/O總線擴展電纜，3根900025230VAC電源模塊831266I/O空槽板8105237增強型智能通訊模塊EICM4119A28網絡通訊模塊NCM，802.3BNC接口432929DI，24VAC/DC，32點3503E1010DI，端子板，24VAC/DC，16點9563-8102011DO，24VDC，16點3604E

10、512DO，端子板，24VDC，16點9662-810513AI，0-5VDC，32點3700A114AI端子板，電流輸入，16點，用戶組態9761-210215AO，4-20mA，8點3805E116AO端子板，4-20mA電流輸出，8點9853-610117脈沖輸入PI，8點3511218PI端子板，8點9753-11023.2軟件配置TRICON系統采用微軟公司的Windows2000操作系統平臺，TRICONEX公司的TriStation1131V3.12版編程組態軟件和SOE事件記錄軟件，人機操作界面是Wonderware公司的IntouchV8.0。3.3主聯鎖實現加氫裂化裝置的主

11、聯鎖邏輯以子系統邏輯塊的形式聯系在一起，裝置共有十二個聯鎖子系統，包括：(1)裝置事故2.1MPa/min手動/自動緊急放空保護聯鎖系統；(2)裝置事故0.7MPa/min手動/自動緊急放空保護聯鎖系統；(3)高壓進料泵自動保護聯鎖子系統；(4)混合氫加熱爐自動保護聯鎖子系統；(5)離心式循環氫壓縮機自動保護聯鎖子系統；(6)往復式新氫壓縮機自動保護聯鎖子系統；(7)熱高壓分離器液位和主進料泵液力透平超速自動保護聯鎖子系統;(8)冷高壓分離器自動保護聯鎖子系統；(9)高壓貧溶劑泵自動保護聯鎖子系統；(10)脫硫化氫塔液位和主貧液泵液力透平超速自動保護聯鎖子系統；(11)分餾塔底重沸爐自動保護聯

12、鎖子系統；(12)空冷器手動停車系統；主聯鎖系統的輸入信號連接傳感器的常閉點（靜態，非勵磁），關鍵輸入采用三取二或二取二方式，設置硬件和軟件旁路開關，并用狀態指示燈指示相應條件的狀態，模擬量信號直接進入系統，輸出采用故障安全型，失電聯鎖。加氫裂化主裝置聯鎖邏輯如圖3所示。圖3加氫裂化主裝置聯鎖邏輯圖3.4循環氫壓縮機C3001控制循環氫壓縮機C3001是加氫裂化裝置的關鍵設備，給反應器提供氫氣并帶走大量熱量。機組控制包括機組聯鎖、調速控制和防喘振控制等。1、機組聯鎖C3001聯鎖條件較多，聯鎖邏輯如圖4所示，包括啟動條件聯鎖、停機保護聯鎖、油泵自啟動聯鎖和干氣密封增壓泵啟動聯鎖。（1）啟動條件

13、聯鎖壓縮機啟動的條件包括：潤滑油壓力正常；潤滑油溫度正常；速關閥全開；密封氣壓力正常；防喘閥全開人工確認。當以上信號均正常時，輔臺C3001允許開車確認按鈕，則聯鎖條件，允許開C3001，同時C3001準備啟動燈亮。（2）停機保護聯鎖出現以下任何情況，機組將立即進入停機保護狀態，聯鎖動作，C3001主汽門電磁閥失電，C3001停車，同時關閉泵總出口切斷閥。一級密封泄漏量過高；壓縮機低壓側軸振動大（二取二）；壓縮機高壓側軸振動大（二取二）；壓縮機軸位移大（二取二）；汽輪機低壓側軸振動大；汽輪機高壓側軸振動大；汽輪機軸位移大；現場手拍緊急停車；21巴緊急泄壓信號；潤滑油壓力低低(三取二)；入口分液

14、罐液位高高(三取二)；汽輪機轉速高高(三取二)；速關油壓力低低；蒸汽出口壓力低低；探頭故障；正常停機冷卻結束；當以上信號均正常時，按相應的復位按鈕，則聯鎖才能恢復正常。（3）油泵自啟動聯鎖當滿足以下條件之一時啟動潤滑油輔助油泵：潤滑調節油油壓低；汽輪機控制油油壓低；潤滑油總管壓力低；潤滑油總管壓力低。當以上信號均正常時，按相應的復位按鈕，則聯鎖條件正常時，C3001潤滑油輔油泵停；當以上信號有一個異常時，則聯鎖動作，信號去電氣，開C3001潤滑油輔油泵。（4）干氣密封增壓泵啟動聯鎖當干氣密封增壓泵泄漏壓差或循環氫壓縮機出入口壓差大于0.52MPa時停干氣密封系統的增壓泵。圖4循環氫壓縮機C30

15、01聯鎖圖2、調速控制機組的速度控制可以有多種運行方式，包括停機、啟動、暖機、加速、運行等。在自動起機模式下，根據起機曲線的升速率，蒸汽透平將自動從零轉速升到最小轉速或額定轉速。另外，還將組態迅速越過臨界轉速的控制。在半自動起機模式下，操作人員可在從零轉速到最小轉速之間的任何轉速下停留。一旦達到最小轉速，操作人員可將轉速進一步提高到工作轉速。機組調速控制見圖5所示。機組啟動、運行及超速試驗共分為九個模式08，在不同模式下有不同的升速目標值和不同的升降速率，并可以通過模式限制調速閥開度和電磁閥的帶電狀態和啟動時的暖機時間。啟動順序由一系列方式和狀態組成，TRICON系統中的順序邏輯指定在任何當前

16、方式下程序將會進入某種方式。以保證特定的程序進程以及在某一特定機械設備故障情況下采取的動作。當啟動程序選擇自動升速方式，透平轉速將沿升速曲線自動上升。當啟動程序選擇手動升速方式，可由現場控制盤升速/降速按鈕或操作站上的升速/降速軟按鈕來執行，系統默認為操作站，若由現場控制盤升速/降速按鈕進行升速和降速，則通過就地盤/控制室選擇開關來實現。圖5循環氫壓縮機C3001調速控制圖3、防喘振控制離心式壓縮機的控制都設有防喘振控制以防止機組喘振，這里采用了機組出口回流到入口的方式，在控制系統中利用TRICON防喘振擴展函數功能模塊來完成壓縮機的防喘振控制。防喘振控制策略的標準特性有：1）可選擇差壓或升壓

17、的算法；2）如果喘振發生，喘振安全裕度可自動修正；3）快開線功能可以在工作點向喘振線竄動時及時打開防喘振閥；4）獨特的喘振控制器帶有適應增益及快開/慢關響應等功能；5）比例調節功能可以“迫使”防喘振閥獨立于PI調節而打開；6）靈活的啟動和跳車邏輯；7）可選擇手動控制器幫助設定、測試和故障排除；8）喘振逼近或透平跳車時，電磁閥觸點輸出可強制打開防喘振閥。TRICON系統具有獨特的的防喘振方案，對于變化范圍很大的不同氣體條件，通過定義喘振點，提供了完全精確的防喘振控制。這種方法使得定位控制線成為可能，通過減少不必要的回流來優化喘振保護，并增加了整個裝置的運行效率。防喘振控制系統可由單元框圖形式來描

18、述。每個框圖有已定義的功能，且通過輸入輸出信號與其他框圖相互作用，完善的防喘振控制功能模塊和方便的組態，使防喘振控制在TRICON系統中易于實現。圖6是TRICON系統典型的防喘振方框圖，圖7為循環氫壓縮機C3001的防喘振操作界面。圖7中的喘振曲線圖，其中有喘振線和防喘振線，當喘振發生后防喘振線每次增加2%生成喘振下移線，成為新的防喘振線。當工況穩定脫離喘振區后，可按復位按鈕，取消喘振下移線。恢復原防喘振線。隨工況移動的工作點，指示出現在的工作點與防喘振線的距離。控制方式：有自動，半自動和手動，三種方式。自動方式下，喘振控制輸出為自動控制輸出。在手動方式下，輸出閥位由操作人員在操作站“手動輸

19、出”上給出。當在部分手動狀態下，手動控制值，與喘振控制輸出值選高值。喘振控制由喘振線和防喘振線及喘振下移線組成，當工作點越過防喘振線時，防喘振閥開始打開，起到保護機組的作用。4系統維護為保證TRICON系統的長周期安全穩定運行，必須按照廠家提供的系統維護手冊要求，結合專業特點進行維護，對系統的各種模塊、網絡通訊、工作環境和重要參數進行定期檢查，及時發現系統異常情況。同時，必須檢查旁路開關盤的狀態和聯鎖條件，定期通過編程軟件收集診斷信息，嚴格按照操作指導書更換有故障的模塊等。當裝置出現異常引起停車、停機事件時，可以通過TRICON系統提供的SOE記錄和人機界面Intouch提供的各種歷史趨勢進行

20、綜合有效分析，判別事件發生的先后順序和相關參數的變化趨勢，確定事件的直接原因。5結束語TRICON系統于2006年9月在加氫聯合裝置投入使用以來，可靠性高，功能強大，可用性和可維護性高。由于對該系統的掌握比較深入，良好的服務團隊和豐富的工程經驗使整個加氫聯合裝置的TRICON系統集成功能完善，使用方便。同時由于維護到位，系統一直處于良好的運行狀態中，確保了裝置和機組長期、穩定和高負荷運行，取得較為明顯的經濟效益。參考文獻1TRICONTechnicalProductGuideVersion9.4systems.美TRICONEX公司，1999-2004；2中國石化股份有限公司廣州分公司加工中東

21、含硫原油及生產清潔燃料配套工程加氫聯合裝置安全儀表系統(SIS)規格書；3中國石化股份有限公司廣州分公司加工中東含硫原油及生產清潔燃料配套工程加氫聯合裝置安全儀表系統(SIS)技術附件；4Tricon硬件安裝手冊培訓教材，北京康吉森自動化設備技術有限責任公司，19985創康安全和關鍵控制系統，北京康吉森自動化設備技術有限責任公司，20086TS3000系統透平及壓縮機控制技術，北京康吉森自動化設備技術有限責任公司，20087TS3000在煉油裝置上的應用，北京康吉森自動化設備技術有限責任公司，20088TriStation1131，DevelopersWorkbench，DevelopersG

22、uide.版本V4.5，北京康吉森自動化設備技術有限責任公司.19989TRICONEXTriStation1131TurbomachineryControlSoftware:ControlFunctionsLibraryCTL410.LT2，DocumentNo.:CTL410.doc，January2005；上一篇：HYPERLINK/?cid=24&conid=225o上一篇：TRICONEX的TS3000機組綜合控制系統在格爾木煉油廠的應用TRICONEX的TS3000機組綜合控制系統在格爾木煉油廠的應用下一篇：HYPERLINK/?cid=24&conid=223o下一篇：TS300

23、0在主風機-煙機能量回收機組的應用TS3000在主風機-煙機能量回收機組的應用HYPERLINK/default.phpo網站首頁網站首頁|HYPERLINK/about.phpo關于我們關于我們|HYPERLINK/about.php?cid=7o聯系我們聯系我們|HYPERLINK/feedback.phpo答疑解惑答疑解惑|HYPERLINK/article.php?cid=74o法律聲明法律聲明|HYPERLINK/map.phpo站點地圖站點地圖CopyrightconsenAllRightsReserved北京康吉森自動化設備技術有限責任公司北京市順義區空港工業B區裕東路7號郵編：

24、101318電話8523傳真YPERLINKt_blank技術支持：訊科TRICONEX的TS3000機組綜合控制系統在格爾木煉油廠的應用-青海格爾木煉油廠儀表管理朱紅摘要:本文介紹了TRICONEX的TS3000機組控制系統在格爾木煉油廠催化裝置四機組的應用,重點介紹用TRICONEX的TS3000控制系統代替原來的SIMATICS5PLC的優點和系統的可靠性、可用性和靈活性,最后闡述該系統在格爾木煉油廠的長周期運行以及創造的經濟效益.關鍵詞:TS3000系統三重化冗余聯鎖保護自動調速控制和超速保護事件記錄1.概述格爾木煉油廠催化裝置是

25、在1993年正式投產，已運行多年。該裝置的機組主要有：發電機/電動機蒸汽透平主風機煙機四機組：一臺電機驅動的備用風機；三臺電機驅動的增壓機；一臺蒸汽透平驅動的氣壓機，控制系統為老式的SIMATICS5PLC系統。具體如下：單PLC實現機組（包括主風機、備用風機、增壓機及氣壓機）的聯鎖保護（ESD）；日本富士的架裝調節器完成防喘振控制；室內手操器輸出至現場機械式液壓調速機構實現調速功能；本特利3300監控組軸振動、位移；普通的架裝調節器實現機組過程參數（如，溫度、流量、壓力等）的監控；架裝記錄儀記錄事件此種控制方案技術落后，控制方案交叉、復雜，采用多種控制器分別監控，不利于綜合控制和集中管理，防

26、喘振和調速功能的實現方式落后，且現場控制器及設備由于投用時間較長，老化嚴重，易發生裝置的誤報警及誤停車，已不適應目前的大規模生產的要求。另外，由于原系統只有幾臺記錄儀，沒有SOE功能，在發生事故時很難查找其真正原因。同時，本催化裝置的反-再聯鎖ESD用單PLC實現，沒有TUV的SIL3級認證和SOE功能，存在安全隱患。圖-2四機組的現場透平機械式液壓調速機構為了長周期運行和對機組各個性能進行一個全面的監控、控制和自動保護，我們選用TRICONEX的TS3000機組綜合控制系統來實現對原有機組SIMATICS5PLC系統和裝置ESD進行全面改造和升級，改造后的系統涵蓋原系統所有控制，并且極大的提

27、高了裝置的自控水平。四機組控制室設立主機架和一個遠程機架，氣壓機控制室設立遠程機架和一個擴展機架，催化反-再聯鎖ESD設立一個獨立的機架，遠程機架之間通過三重化的遠程光纖傳遞數據。在硬件上設立單獨的I/O卡件，軟件上設立單獨的程序塊獨立運行。保證了系統的各個機組控制的獨立性。2.TS3000系統的主要優點2.1具有強大功能的軟硬件TS3000系統硬件基于三重冗余容錯的TRICONV9系統，軟件基于Win2000環境的Tristation1131編程軟件，將聯鎖邏輯功能和包括防喘振、調速功能控制在內的調節功能集成于一個系統平臺上完成，實現了控制系統的高度可靠性、集成性及完整性。系統的安全等級可以

28、打到TUV的AK6級要求。TS3000系統專用的Tristation1131編程軟件包將安裝在Win2000操作系統下，用來實現系統組態、應用編程、程序離線模擬、程序下裝，在線修改、在線下裝及系統維護等功能。提供包括功能塊圖、梯形圖、結構化文本等編程語言，包含多種現成的邏輯塊、控制塊，并可根據自身控制要求創建特定功能塊，為編程提供了極大的方便。監控軟件選用Wonderware公司的Intouch8.0軟件，其系統平臺基于WIN2000操作系統，可以提供良好的中文人機界面。該軟件通過高速網絡及通訊卡與下層控制器保持通訊，確保數據的及時刷新；通過此軟件能夠實現繪制流程圖形及報警顯示、記錄過程報警、

29、記錄歷史數據及歷史趨勢、完成過程操作等功能,并能夠直觀動態地顯示當前壓縮機的工作點，從而更好地實現操作人員監控和操作。2.2高性能、高可靠的三重冗余化控制聯鎖保護本系統全面囊括了煉油廠催化機組的所有聯鎖保護，主要有以下:1)催化四機組(電動/發電機汽輪機風機煙機)的安全聯鎖（ESD）系統；2)備用主風機組和增壓機組的ESD系統；3)富氣壓縮機組(汽輪機壓縮機)ESD系統；4)汽輪機、煙機的調速和超速保護系統系統；5)四機組的防喘振控制系統；6)富氣壓縮機、備用主風機的防喘振控制系統；7)其它參數（如，主風機流量、負荷、壓力、溫度、振動及位移等）的監控；8)催化裝置的反-再聯鎖自保系統（ESD）

30、2.2.1直觀的機組聯鎖保護及邏輯功能來自現場的各類過程輸入和輸出信號經過相應的端子板、繼電器以及I/O卡件與TS3000系統連接，信號線路排列整齊，標識清楚，便于查找，解決了原來單臺設備的控制分散，信號分散，信號查找困難問題。信號通過主處理器內部的用戶程序來實現機組的聯鎖停機邏輯和開機啟動順序控制等。即，采用三重冗余容錯的控制系統替代了原有的單片機PLC系統，I/O卡件具有在線更換和帶電插拔功能,每一種卡件都有冗余功能,其中一塊卡件故障時,不影響系統的正常運行,并且通過系統診斷或硬件指示燈來判斷故障原因,極大的增強了系統的可靠性、可用性和靈活性.給操作工或儀表工程師提供了一個非常直觀的判斷問

31、題的界面.另外,在人機界面上直觀的將機組開機順序和停機邏輯關系圖一一列出,并且做了旁路開關，遇到問題先解除聯鎖，再進行分析。使大家通過邏輯圖掌握開機條件和停機原因，以前這些資料只能找圖紙,使得很多人對機組聯鎖保護無從知曉,不管是儀表維護工或者是操作工再不會在聯鎖投用的時候去維修或操作，使得裝置非正常自保。四機組聯鎖邏輯1機組超速5980RPM三取二OR1主電機跳閘2煙機入口蝶閥關3汽輪機主氣門關4煙機入口閘閥關5風機出口止回閥關6風機防喘振閥開7存儲器置08聯鎖去裝置ESD（主備機切換開關在主機位置）2機組超速5980RPM3機組超速5980RPM4潤滑油壓力過低0.1MPa三取二延時3秒5潤

32、滑油壓力過低0.1MPa6潤滑油壓力過低0.1MPa7煙機軸位移過大0.6mm8風機軸位移過大0.7mm9汽輪機軸位移過大0.7mm10手動停機按鈕11操作畫面手動停機按鈕2.2.2安全可靠的汽輪機、煙機的調速控制和超速保護TRICONEX根據汽輪機的啟機曲線編制自動或半自動啟機程序。在通常應用中，機組的速度控制可以有多種運行方式，包括停機、啟動、暖機、加速、運行等。在自動啟機模式下，根據啟機曲線的升速率，蒸汽透平將自動從零轉速升到最小轉速或額定轉速。另外，還組態迅速越過臨界轉速的控制。在半自動啟機模式下，操作員可從零轉速到最小轉速之間的任何轉速下停留。一旦達到最小轉速，操作員可將轉速進一步提

33、高到工作轉速。同時，汽輪機、煙機的超速保護可以在控制系統內部通過三取二算法對機組進行超速保護。操作工在清晰而直觀的流程圖中，能夠得心應手一步一步進行操做，這在原來的系統中是不可能實現的，以至于很多人對機組操作都成了迷。在新系統上了之后，很多人在這種界面和人機對話中，學會了機組的操作和開機、停機本領，尤其是新手更容易掌握，真正實現自動控制和聯鎖保護功能。四機組開機和調速畫面2.2.3先進的四機組、備用風機及氣壓機的防喘振控制四機組、備用風機、增壓機和氣壓機的防喘控制是依據機組的機械性能特性及喘振曲線，結合相關的理論計算公式來實現的。TS3000系統根據壓縮機入口流量、入口壓力、出口壓力及相應的溫

34、度，利用TRICONEX獨特的防喘振技術來判斷是否發生喘振。正常工作時，PID調節功能幾乎保持不變，當工況發生變化，PID調節功能自動打開或關閉防喘振閥進行安全校正，進行自適應控制，當操作點移向控制線右側，比例度自動減少，同時縮短積分時間，增強調節功能。當操作點超過控制線，這時積分時間最小，進行純比例調節，如果操作點和控制線交叉，則控制器直接輸出一個開關信號直接控制電磁閥打開防喘振閥實現提前保護，達到防喘振的目的。直觀的人機界面和工作點狀態，使壓縮機組工作于最佳工作點，完全替代原來的防喘振調節器，消除了原來人工手動調節的諸多不利因素和誤差，大大提高了對機組的保護功能。2.2.4簡單的過程功能調

35、節和直觀的人機界面對于其它的各種流量、壓力、溫度、液位等過程調節，通過TS3000內置的固有控制模塊或創建的特定控制算法來實現控制功能，替代原有調節器。畫面集中，調節簡便，控制精度高，實現了優化操作。機組畫面分為四機組、氣壓機、備用風機、增壓機等畫面，畫面相互獨立，各自有主菜單和分菜單，每套機組畫面都有主流程、聯鎖動態監控、控制回路動態監控、防喘振監控、調速和超速控制、系統參數數據顯示、報警、歷史、系統診斷等畫面，每臺工作站都能進行操作和監控，實現了集中管理，集中控制，減輕了操作工的勞動強度，消除了以前憑經驗、摸索操作的不正確做法。2.2.5過程信息監控在中心控制室中設置兩臺監控操作站，操作站

36、通過冗余的以太網卡、冗余的鎧裝光纖與位于四機組機柜室內的主機架TS3000控制器通訊。所有操作站的系統軟件環境為中文Win2000平臺，通過用戶名和口令保護設置多個訪問級別；在操作站上，實現工藝流程圖、動態工作點、報警日志、歷史趨勢等各項顯示，同時完成包括啟停機、手/自動調節、負荷設定調整等在內的各項操作。另外，TS3000系統具有強大的通訊能力，提供包括以太網、MODBUS在內的多種通訊接口，實現與DCS系統、操作監控站、編程維護站、在線設備診斷系統等的通訊，實現了機組與催化裝置DCS的通訊，并在DCS上進行相關數據顯示和netS8000機組在線診斷系統的通訊，達到對機組狀態的適時監控。2.

37、2.6編程及維護：編程軟件Tristation1131工作于Win2000環境下，完全符合國際IEC1131標準，人機界面友好，可以非常簡便地對系統進行設置，對具體的應用程序進行編程、編譯、下裝和在線修改，可以對所編程序進行離線模擬，可以對系統的軟件和硬件狀態進行在線診斷，可以根據實際需要對過程變量進行強制等；該系統功能先進，通俗易懂，儀表工程師已能對該系統進行故障判斷、硬件更換、軟件程序修改、調試、下裝工作。2.2.7事件記錄（SOE）：系統內置的SOE功能以毫秒級的速率采集和記錄發生的事件，最多可記錄60000條事件，可以記錄故障報警，捕捉第一報警信息，為事故分析提供第一手詳實的信息；對S

38、OE的記錄和檢索功能集成于工程師站內；采集的SOE數據可實時存貯在硬盤的歷史中，并可通過打印機打印出來。為事件的分析創造了非常好的證據。便于總結經驗排除故障，盡快恢復操作。3.結束語TRICONEX的TS3000機組綜合控制系統將傳統上需要多個分立儀表如防喘調節器、聯鎖自保單元、電子調速器、負荷調節器等實現的功能集成在一套可靠性極高的系統中完成；減少了各個設備間的連接和通訊、減少人為因素和設備故障發生的幾率，降低了長周期運行成本，并提供了更加良好的操作監控界面，具有畫面直觀，機組運行狀態直觀、機組重點資料全部呈現于畫面的特點，集成化最高以及最大限度的方便了將來主風機和氣壓機改造擴能的系統擴展。

39、系統改造后徹底消除原來系統安全隱患，確保系統操作靈活、控制可靠，長周期安全、穩定運行，最大限度的為我廠催化裝置安、穩、長、滿、優運轉提供前提保障，以及為我廠的經濟建設更好的服務。上一篇：HYPERLINK/?cid=24&conid=227o上一篇：TRIDENT系統在汽輪機驅動空壓機組的應用TRIDENT系統在汽輪機驅動空壓機組的應用監控組態軟件的相關技術發展趨勢HYPERLINK/Forum/tag-%25CF%25E0%25B9%25D8%25BC%25BC%25CA%25F5.htmlt_blank相關技術,HYPERLINK/Forum/tag-%25D7%25E9%25CC%25A

40、C.htmlt_blank組態,HYPERLINK/Forum/tag-%25C8%25ED%25BC%25FE.htmlt_blank軟件,HYPERLINK/Forum/tag-%25C7%25F7%25CA%25C6.htmlt_blank趨勢,HYPERLINK/Forum/tag-%25B7%25A2%25D5%25B9.htmlt_blank發展1監控組態軟件的發展變遷&c6u9E_.x;M3S(u9o+a#YY0V監控組態軟件已經成為工業自動化系統的必要組成部分，即“基本單元”或“基本元件”，因此吸引了大型自動化公司紛紛投資開發自有知識產權的組態軟件，以期依靠強大的市場產生大批量

41、的銷售，從中獲取利潤。作為自動化通用型工具軟件，組態軟件在自動化系統中始終處于“承上啟下”的地位。用戶在涉及工業信息化的項目中，如果涉及到實時數據采集，首先會考慮使用組態軟件。正因如此，組態軟件幾乎應用于所有的工業信息化項目當中。應用的多樣性，給組態軟件的性能指標、使用方式、接口方式都提出了很多新的要求，也存在一些挑戰。這些需求對組態軟件系統結構帶來的沖擊是巨大的，對組態軟件的技術發展起到關鍵的促進作用。)u:k*|-;l6M,Y3XD1x1R2l(v9W目前在國內外市場占有率較高的監控組態軟件分別是GEFanuc的iFix、Wonderware的Intouch、西門子WinCC、Citect

42、和LabView等。中國大陸廠商以力控、亞控等為主，除此外尚有510個廠商從事監控組態軟件業務，在國內市場上，高端市場仍被國外產品壟斷。國內產品已經開始搶占一些高端市場，并且所占比例在逐漸增長。6S&|.7y.+($l:E&tc9H+p4z2監控組態軟件的幾個技術熱點8V4q.G7F#_!k;q*I*;o)J2.1監控組態軟件的功能變遷*Y)v8Y-S%M;$E!a;z#?&X&功能變遷：仍以人機界面為主，數據采集、歷史數據庫、報警管理、操作日志管理、權限管理、數據通訊轉發成為其基礎功能；功能組件呈分化、集成化、功能細分的發展趨勢，以適應不同行業、不同用戶層次的多方面需求。*-d.k,v*k5

43、L)z$#N9/V3d-E.C6b:J;?$L新技術的采用：組態軟件的IT化趨勢明顯，大量的最新計算技術、通訊技術、多媒體技術被用來提高其性能，擴充其功能。3N*o7x,u6B2j,t*N&v3T.)_,F注重效率：實際上，有的“組態”工作非常繁瑣，用戶希望通過模板快速生成自己的項目應用。圖形模板、數據庫模板、設備模板可以讓用戶以“復制”方式快速生成目標程序。.y8K1J;|%Ok-:n9L_1*?;g組態軟件注重數據處理能力和數據吞吐能力的提高：組態軟件除了常規的實時數據通訊、人機界面功能外，1萬點以上的實時數據歷史存儲與檢索、100個以上C/S或B/S客戶端對歷史數據庫系統的并發訪問，對組

44、態軟件的性能都是嚴峻的考驗。隨著應用深度的提高，這種要求會變得越來越普遍。7Sb9z:R;r7c4u(J7F,r1p/j8PK;t/g:x6K與控制系統硬件捆綁：組態軟件與自動控制設備實現無縫集成，為硬件“量身定做”。這表明組態軟件的滲透能力逐漸加強，自動化系統從來就離不開軟件的支持，而整體解決方案利于硬件產品的銷售，也利于廠商控制銷售價格。3T%Yj#G)H&A+Zw4G.1;n$F!i6p9z;?2.2OPC技術及其最新的UA(UnifiedArchitecture)框架/0X:P/q:-a6W;g1m$u4E!w4jc.c標準化使工業自動化業內的硬件、軟件生產商、集成商和最終用戶受益匪淺

45、，OPC作為新興的數據互聯國際標準，其貢獻是巨大的。目前OPC在解決工業設備實時數據采集與通信方面已經獲得業內的廣泛認可，是降低系統間互聯成本的最佳途徑。但是OPC本身仍處于快速發展、進化之中。(U.L)E#U:8S(q$h#V&t9A/N2h3Q(X$p)E*_I現有OPC標準已經誕生10年有余，此間技術已經取得了很大進步，因此新的標準必須誕生，以跟上技術進步的步伐，OPCUA工作組就是在這樣的背景下誕生的。OPC基金會于2004年1月成立了UA工作組，致力于采用最新技術把OPC建成一種新的系統架構，滿足互操作和即插即用、自動識別的要求。以期這種新的架構在今后10年或更長時間成為自動化領域的

46、新標準。%n.Z6|1h8RVJ!s#N/L&:B4N9I0A2006年6月，OPC基金會發布了第一部分UA標準，截止2008年12月底，基于ANSIC/C+、JAVA、Microsoft.NET平臺、用于實現OPCUA功能的大部分代碼框架已經公布。9R5D#.j8N9y0X)do/_2L1Z1H:X+b!EgG#I下面是OPCUA標準誕生的一些詳細背景和原因：/w6n(n:BZ9D+m!+j4e;u9gQ7微軟公司為發展跨平臺Web服務的技術和SOA(ServiceOrientedArchitecture)技術，不再重點發展COM技術，OPC技術面臨失去技術支撐的境地。+j:b7?.Aj+P

47、H$i2&D/|;8n5W%S3Xc6Y&y)OPC產品供貨商希望一個OPC產品能夠提供多種數據服務，而非像現在那樣把產品分為DA、A&E、HAD等多種模式。,c/l(!G(1w*RL:k%g*v2A*lOPC產品供貨商希望OPC產品能夠運行于非微軟的操作系統中，包括嵌入式設備上。v$1O9o9o!l!Q_/&J/U0)W1b%k其他一些OPC基金會的合作組織需要支持高級結構化數據的可靠和有效的實現手段。4F/C.F#K*j8ba(_/r-M7v*o8w9i)E9c+dOPCUA的主要內容：9g:b!_$B9h$v!c,m8W)G3I7p-F7k1C&全面確立以面向服務（service-ori

48、ented）為核心的概念，UA被描述為一組分層次的規格書，目前由11部分構成，分別是：)o+z0Y(At1u9T$X3Y9S;B/S3!fPart1-Concepts（概念）v;dz8S:&w2|9Jj23D1T6i5RPart2-Security（安全）:$8p5I6D%Z7o:7s:E4l.a&i9m(r4PPart3-AddressSpace（地址空間）7Y:R.O?90m/c!n$c6si6d,R+DPart4-Services（服務）s+E*z,C0ts0fx3k0c*f)v4g5e0f)v*N-hPart5-InformationModel（信息模型）p)B;J&iD4c;l4V:

49、j/m+Sn,Y6v2P0yPart6-Mappings（映像）+P*FEh+u1h1k;|%G(L(ab3d$w!S7hPart7-Profiles（簡介）&)B9k,6+U,D*P3a+iPart8-DataAccess（數據訪問）.y1,G:j3,|#_7K&f5v8fw#Part9-AlarmsandConditions（報警與條件）.!Q1O/l(V#d16K&P.U2#_$*m.Part10-Programs（程序）7f2A1w5r/H.S9vX8D0P.g;J;kPart11-HistoricalAccess（歷史訪問）,z.Z3fW)D1Q/S6A.A$p%R3i-6g)x/C

50、6為了明確表達UA的結構，在以上規格書中，OPC基金會故意使用了一些抽象的概念和術語，在這些規格書的后半部分，特別舉例說明如何通過現有技術來編程實現這些概念。UA的這種全新結構以及與其相關的這些技術規格書，其閱讀難度要遠超過現有基于COM的OPC標準。因此在著手學習OPCUA規格書前最好先讀一些介紹性的文章，循序漸進地深入。2i6w1a0M/!b4!S4B(_/k!.W2t45A2.3跨操作系統平臺技術/(:l0f!5zo(_T+r1P1d,h監控組態軟件應用于大型SCADA系統，如天然氣管道、石油管道、鐵路、電力等行業，出于安全、高效等角度考慮，這些大型SCADA多數要求軟件使用UNIX/L

51、INUX操作系統。以基于UNIX/LINUX平臺分布式實時數據庫為核心的SCADA系統構成監控組態軟件的各種組件，如分布式實時數據庫、I/O通訊程序、控制策略程序等，出于系統拓撲設計、實際情況要求，經常需要運行于嵌入式設備中，這些嵌入式設備以Linux平臺的開放性最好，主要用于系統間互聯、數據采集并計算、無人站數據遠傳、海量實時數據存儲、特殊控制等要求，如果不借助監控組態軟件的現有成果，實現上述功能的系統維護代價非常高，且容易造成信息孤島，不利于系統擴展。監控組態軟件的跨操作系統平臺技術就很好地解決了這一問題，因為垮平臺的特點，保障了組態軟件的這些組件能夠成功地向Linux系統移植。;J0)X

52、$e4Mc/F)s7f;&:V9r由于OPCUA標準的推出，也給組態軟件的跨平臺技術指明了方向，跨平臺不是監控組態軟件的可選項，而是必選項。60r%S&E9Cv66f0X)i,K*B-Q3H&S7L8i2q.N3監控組態軟件與未來控制系統發展的相互影響,a4B;Q)A(o;_,L$W3T2l8X$A-A)C7N4k3.1開放系統與PAC控制器/p$n0+?1r5P8sMB)E8G8h9D;pT$Z8%y6g隨著軟件、硬件標準化的發展，PLC、DCS等控制系統間界限愈加模糊，在設計人員的腦海里只有“控制器”的概念，用戶在選型、設計時不必關心所使用的究竟是DCS還是PLC。PAC（programm

53、ableautomationcontroller）就是在此情況下應運而生的。$6m/S$!V7Z)1U3:F!o;H3h很多PAC控制器內置WebServer，帶有XML編程接口，或者直接內置OPCUAServer，帶有鮮明的開放系統特點，同時也帶有明顯的IT特征。!WN.v3y0c.o5W:AT0f7y/U6V*my-sPAC與組態軟件有什么關系呢？或者說對監控組態軟件的發展會產生什么樣的影響呢？#x,I+qT;A-$M9w(Cs89s:L(j.U由于PAC誕生較晚，無論從硬件還是軟件方面，都表現出“集成化”的特征。PAC控制器大量地使用已有的成熟技術，這些成熟技術既包括硬件，也包括軟件。P

54、AC對這些已有技術進行必要的改造后納入控制器的內部，使之成為有競爭力的產品。;y2u,k2e955X&2&6b:;az0p與其他控制系統相比，很少有PAC控制器廠家同時擁有自己專用的操作站軟件，大多與成熟的監控組態軟件配套使用，構成完整的監控系統。因此PAC與監控組態軟件保持著一種天然的近親關系，這也體現了社會分工的細化。#30T6D1O+u3C-Q.V4&b4g4VPAC控制器對組態軟件的發展產生的影響可以概括為：0B3/.m0L:_J3y/l;3V$x/i6_1d#iV(1)PAC控制器為基于嵌入式實時內核的嵌入式分布式實時數據庫提供了組態軟件向下擴展的機遇，嵌入式分布式實時數據庫同時也大

55、大提升了PAC控制器的處理能力。&S*x;A1J1Px$z:62O/?)ic&x;q(2)PAC控制器為基于嵌入式實時內核、符合IEC61131-3標準的軟PLC技術提供了更廣闊的發展空間，同樣地，這種符合IEC61131-3標準的軟PLC技術一方面提升了PAC控制器的處理能力，另一方面加速了其控制軟件的成熟速度。,i-A&A5!g8:M+H!hjY%q$O%)D*_(3)控制器與上位監控組態軟件的無縫集成技術!1aBv/y$z+s&v6g2Yo9X7D9Y+K88)控制器與上位監控組態軟件的無縫集成，最早見于DCS系統。PAC控制器與監控組態軟件實現無縫集成后，便可在功能上縮小與DCS的差別

56、，也是提高控制系統實施效率的有效手段。這種無縫集成能夠達到以下目的：3;w8Y&L2M(Z0|-z,Z3S!r7t6|9y4#TC-a控制策略一經生成，以監控組態軟件為核心的操作站系統便自動生成實時數據庫（同時包括過程變量和控制站狀態變量），省去了手工建立數據字典的工作量及可能出現的錯誤和排錯工作；另外，基于過程控制的專用模板能夠快速構建PID回路圖、小組畫面等過程操作畫面，就像在組態軟件中組態歷史趨勢圖一樣，在可復用的模板上填上對應的變量名稱即可。2uy+(x&Oh-S1;T5E3.2開放控制系統防病毒和黑客攻擊技術6e5Y3!o2?;H9bU:P/O!aLp#隨著系統開放性要求的不斷提高和

57、工廠控制網絡的發展、升級，控制網絡與外界的徹底隔離變得越來越難做到。為控制系統的安全起見，監控組態軟件的操作站需要安裝防病毒軟件，以防止蠕蟲類病毒對系統的運行造成影響。另外，隨著軟件標準化的發展，監控組態軟件操作站的文件系統，尤其是文件內的數據，被非法修改的危險也是存在的。/R(y)T#hw3J*l1j+B3zj監控組態軟件操作站避免被病毒、黑客攻擊的重點防范集中在以下方面：8w-Z5g*N8v(r2t5n4H8x$T8Y&s,o(vF%O7i(1)使用工業網絡安全防護網關，將計算機操作站及控制網與辦公網實現徹底隔離，切斷非法數據、黑客、病毒的傳播途徑。$e!_0m$x:r5I)L:C&y;P

58、aa,.T)b;J%(2)計算機操作站避免因病毒而死機、失靈或失去控制；這一點需要操作系統、防殺毒軟件的數據接口配合，以便在組態軟件中能夠及時對出現的病毒進行報警。8m*j+h9.RC.e9sG*H0O6M,w6y/T/Pt$z0l(3)防止非法登錄、篡改數據、讀取數據；組態軟件現有的安全機制可以有效地防非法登錄、非法篡改數據，非法讀取數據主要依賴數據文件的加密和文件的打開權限。9t7g&z5H6D-Q6w&Q6e1l5J9Q2F7C9H-V)D5另外，在監控組態軟件中對網絡交換機的狀態進行必要的監控也是必要的，多數網絡交換機都支持SNMP（簡單網絡管理協議,SimpleNetworkMana

59、gementProtocol）數據交換標準，因此監控組態軟件可透過SNMP接口來監控網絡交換機的狀態，對流量異常、端口狀態、非法訪問等及時發現并報警。%A)C0X&I7N!ku5O%X$T1y3c/m;xe,J)a3r3.3SIS安全認證與FDA認證7N&Z-g3?0C(z8k+#h#s.q,F%G3M.n:K7N控制系統的最重要指標是安全可靠，以往對可靠性指標的衡量標準是平均無故障時間（MTBF），這一指標的測量一般是通過對樣機測試得到的數據。MTBF并不能代表每個系統個體的可靠性，而且對于一個控制系統來說，MTBF也是難以通過檢測的方法得到其真實的數據。5BE)n-4xc#zQ6/?)g0

60、A近幾年，國際電工委員會針對系統可靠性的定義、認證等標準研究已經取得非常多的成果，并發布了很多這方面的標準。這些標準的采用將對監控組態軟件帶來重大影響，SIS（SafetyInstrumentSystem）就是其中的一個子集。1Pe1X!U7I+r+o1A4(iA$C,UIEC61508.1-7電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全標準的頒布，標志著功能安全作為獨立的安全學科，進入實際的應用階段。隨后，各個應用領域的功能安全標準也相繼制訂。這些標準都是以安全完整性等級(SIL)來評估儀表和系統的風險程度。這樣，“安全”即成為可度量的一個指標。:O9w*g+p(n4p4p#K)l2.f6E