摘要：

   TRICON系统硬件是由美国TRICONEX公司生产。TRICON控制系统，在石油、化工、冶金、铁路等联锁、控制方面应用较广。下面用应用实例，针对TRICON的TS3000在机组综合控制系统中的应用进行说明。

关键词： TRICONEX公司 ； 应用实例 ； 机组综合控制系统

1、前言

  TRICON系统硬件是由美国TRICONEX公司生产。TRICON控制系统应用非常广泛，不仅在石油、化工中应用较广，而且在冶金、铁路等方面也得到广泛应用。

  TRICON的TS-3000机组综合控制系统控制是应用在机组综合控制方面的典范。TRICON机组综合控制系统与其它控制系统比较，突出表现在以下几个方面：

  *综合实现ESD、SOE（事件顺序记录）功能，DCS的指示、记录、控制功能（防喘振控制功能，调速功能、PID控制功能等）及诊断功能等。

  *控制角度与DCS比较，具有响应速度快，运行稳定等特点。

  *ESD联锁控制系统比较，具有三重化，冗余容错控制系统，扫描时间为毫秒级。

  由于有以上的特点，它在机组综合控制方面得到广泛的应用。下面用实例说明它的应用。

 2、系统通讯

   系统通讯是检验一个系统能否正常工作的必要条件，否则将变成瞎子。为了搞好通讯，可以从以下几个方面入手。

2.1、通讯协议

使用专用通讯卡与DCS通讯：

 *SMM(4409)通讯卡专用于与HONEYWELL TDC系统的通讯。

   *ACM(4609)通讯卡专用于与FOXBORO I/A系统的通讯。

 使用NCM（4329）通讯卡NET2口，它支持开放网络，可实现SOE功能、DDE服务器功能。使用TCP/IP或IEEE802.3协议，通讯速率可达10兆波特率。NCM通讯卡支持以太网通讯功能。

    使用EICM（4119）通讯卡提供的RS-232/RS-422/RS-485通讯口，以MODBUS协议作为标准，与上位机或DCS通讯。

2.2、网络通讯冗余配置

    网络通讯卡NCM(4329)采取双卡冗余配置，并结合两个HUB实现网络冗余，每一个HUB的RJ-45可以接一台或多台计算机（每台计算机为双网卡，上位显示控制操作系统建议采用InTouch 8.0）。

2.3、网络通讯检查

    TRICON 控制系统默认的IP地址是192.168.1.1（双卡默认的第二IP地址是192.168.2.1）。对于操作站或工程师站也必须各指定一个IP地址，例如：192,168.1.201（192,168.2.201）。这样就可以通过PING进行网络通讯检查。如果PING 192.168.1.1（192,168.2.1）通过，说明网络通讯正常，否则需检查不通过的原因，也可以采取连续PING（PING 192.168.1.1 –t），检查通讯是否正常。

2.4、写一个小程序，检查系统是否通讯正常。

3、TRICON机组综合控制系统应用实例

3.1、镇海重整C702机组，压力三分程、防喘振、调速及递推综合控制

3.1.1、V701罐压力PIC7003输出三分程控制递推控制

   调节器为＂正＂作用

* 0~30%低选分程后控制一段回流阀

    将0~30%转换成0~100%，输出至手操器HIC－7012，手操器HIC－7012输出与PIC7005输出的50~100%转换成0~100%反向，低选输出，再与防喘振控制器FIC7012的输出反向，进行低选后，进行分程放大控制，（50~100%转换成0~100%）FV7012A、（0~50%转换成0~100%）FV7012B两个一段回流阀。

* 30~60%输出作为C702机组调速外给定

    将30~60%转换成0~100%，输出经手操器HIC－7020作为C702转速控制器的串级给定信号，C702转速控制器既可以压力串级控制，也可以通过在DCS上进行外给定转速控制，通过内给定为本地转速控制，当SIC－C702选择外给定时，必须选择是压力控制还是DCS控制，外给定转速控制范围9000～10500 RPM。

*60~100%控制V701放空阀

    将60~100%转换成0~100%输出，经手操器HIC－7003输出至V701放空阀PV7003。

  注意：

    为解决喘振与调速耦合，当进入防喘振控制区时，调速自动转到手动（在正常运行调速范围）升速/降速。

3.1.2、防喘振控制

3.1.3、递推控制 

    当V703压力，PIC－7006压力高时，通过控制V702压力，PIC－7005，使二段回流阀FV7013A、FV7013B开，将能量传递到一段，再通过V701压力，PIC-7003使一段回流阀FV7012A、FV7012B开，将能量传递到V701，通过V701放空阀PV7003放空，实现递推控制。 

   调节器为＂正＂作用 

 *0~50%分程放大输出控制两个二段回流阀

    0~50%转换成0~100%与PIC7006输出的50~100%转换成0~100%反向，低选输出再与防喘振控制器FIC7013的反向输出，进行低选后，进行分程放大控制（50~100%转换成0~100%）FV7013A、（0~50%转换成0~100%）FV7013B两个二段回流阀。

 *50~100%低选分程后控制一段回流阀

   50~100%转换成0~100%反向输出与PIC7003输出的手操器HIC－7012输出，低选输出，再与防喘振控制器FIC7012的输出反向，进行低选后，进行分程放大控制，（50~100%转换成0~100%）FV7012A、（0~50%转换成0~100%）FV7012B两个一段回流阀。

   调节器为＂正＂作用

 *0~50%控制V704A/B阀PV7006

    将0~50%转换成0~100%控制PV7006阀。

*50~100%分程放大输出控制两个二段回流阀 

    50~100%转换成0~100%反向后输出，与PIC7005的0~50%分程放大，低选输出，再与防喘振控制器FIC7013的反向输出，进行低选后，进行分程放大控制（50~100%转换成0~100%）FV7013A、（0~50%转换成0~100%）FV7013B两个二段回流阀。 

 3.2、C702机组调速

 3.2.1、启动条件

 1）、首先C702机组联锁条件正常（说明：置1正常，置0联锁动作）

 *、压缩机低压缸轴位移高高正常，另外还设有软切除；

 *、压缩机高压缸轴位移高高正常，另外还设有软切除；

 *、汽轮机轴位移高高正常，另外还设有软切除；

 *、润滑油压力低低正常，并设有软切除，联锁（置0）时，延时2秒钟后，输出置0，目的是防止由于扰动可能产生的误动作，如果置0延时在2秒钟内，则输出不置0即保持原输出不动；

 *、汽轮机排汽压力高正常，并设有软切除，联锁（置0）时，延时2秒钟后，输出置0，如果置0延时在2秒钟内，则输出不置0即保持原输出不动；

 *、汽轮机就地盘手动停机，正常时置1；

 *、V708增压机液位高高正常，联锁（置0）时，延时2秒钟后，输出置0，如果置0延时在2秒钟内，则输出不置0即保持原输出不动；

 *、V702一段再接触罐液位高高正常，联锁（置0）时，延时2秒钟后，输出置0，如果置0延时在2秒钟内，则输出不置0即保持原输出不动；

 *、V702二段再接触罐液位高高正常，联锁（置0）时，延时2秒钟后，输出置0，如果置0延时在2秒钟内，则输出不置0即保持原输出不动；

 *、C702紧急停车，正常时置1；

 *、C702调速系统正常停机，正常时置1；

 *、C702超速跳闸及联锁，正常时置1；

    上述条件只要有一项不满足联锁就无法自锁，调速系统模式iMODE_C702=0，当条件都满足时，按下C702系统软复位按钮gC702RS按钮时，C702停联锁继电器返回信号dESD_DI04自锁，使C702停机置1及去TS3000 C702调速系统fC702T置1，iMODE_C702=1，联锁系统复位。

 2）、C702机组启动条件正常（说明：满足条件置1，否则置0）

 *、盘车机构电机停置1；

 *、防喘振阀全开置1；

 *、润滑油压力正常置1；

 *、润滑油温度正常置1；

 *、C702停机联锁复位fC702T置1；

 *、速关阀关置0反向后和速关阀开置1进行“与”操作，目的是检验速关阀开关是否有故障。

    上述条件都满足时，C702允许启动灯亮置1，同时允许启动置1，去调速系统TS3000，使调速系统运行模式iMODE_C702 =2，进入允许启动模式。当确认系统正确无误时，按启动命令按钮，硬按钮或软按钮，进入第一暖机目标值1000RPM，iMODE_C702=3，系统在自动模式下，就开始自动按预定的升速曲线开始升速。调节器为＂反＂作用。

3.2.2、启动过程及控制 

    在HMI调速画面中，首先检查调速操作

 ①、 选择冷/热启动方式

    热启动时， 第一暖机模式iMODE_C702 =3，倒计时10 分钟，第二暖机模式iMODE_C702 =4，倒计时间默认20 分钟，但通过登陆到工段级以上，可以修改倒计时时间，倒计时时间在0～5小时内可任意设定。冷启动时，第一暖机模式iMODE_C702 =3，倒计时20 分钟，第二暖机模式iMODE_C702 =4，倒计时间TMR_02_PT_C702默认20 分钟，但通过登陆到工段级以上，可以修改倒计时时间，倒计时时间在0～5小时内可任意设定。

 ② 、手动升速/自动升速操作方式选择

   自动方式升速时，按设置的参数进行升速，升速率（1000RPM），正常爬坡速率（600.0RPM），临界转速（3000.0～5000.0 RPM），快速爬坡速率（临界段）（4000.0 RPM）在6300.0 ～10934.0 rpm转速范围内任意可调，条件是转速调节器SIC_C702也在自动模式。手动方式升速时（不建议），按升速/降速命令按钮(硬按钮或HMI软按钮)，按一下升几转，连续按下不放手时，升速速率与自动相同，条件是转速调节器SIC_C702也在自动模式，SIC_C702调速切换(外给/中控选择)。

    第二暖机模式结束后，自动进入加速升速iMODE_C702 =5在此期间要通过临界转速3000.0～5000.0 RPM）到达目标转速6300.0进入正常运行模式iMODE_C702 =6，此后可以根据调节器给定值来调节C702机组转速，范围为6300.0 ～10934.0 rpm。

 iMODE_C702 0： 停机

 iMODE_C702 1： 系统复位

 iMODE_C702 2： 允许启动

 iMODE_C702 3： 暖机1到计时

 iMODE_C702 4： 暖机2到计时

 iMODE_C702 5： 加速升速

 iMODE_C702 6： 正常运行

 iMODE_C702 7： 正常停车

 iMODE_C702 8： 超速试验

 3.2.3、超速试验

    首先选择超速试验选择开关（有工段级以上权限），选择现场/中控室启动超速试验，只有在iMODE_C702 =0时（停机），超速试验按钮才起作用，按超速试验按钮，画面用闪烁提示超速试验状态。其余与升速过程相同，进入超速试验iMODE_C702 置8，到达跳闸置时，发出联锁跳闸指令置1，iMODE_C702 置0。

 3.2.4、正常停急

    需在运行模式下iMODE_C702 置6，在HMI调速画面上，按正常停机按钮（有工段级以上权限）置1，iMODE_C702 置7进入正常停机模式，目标转速1000RPM，等到测量转速降到等于1010RPM时，倒计时2分钟后，自动停机，iMODE_C702 置0。

 3.2.5、外给定/中控室调节选择

    外给定分为DCS给定和PIC7003三分程控制输出PY7003的30～60%放大到0～100%后，转换成9000～10500RPM经手操器输出作为调速器外给定，选择DCS给定或PIC7003给定，由DCS/压力选择开关决定。

 注意：

    C702在升速过程中，无论在手动还是自动操作模式时，通过临界区时，均强制自动操作通过，待通过临界区后恢复正常升速。

    汽轮机单机超速试验时，注意：只有在停机时，按超速试验按钮，否则不可以超速试验。超速试验时，分电子超速和机械超速试验，在电子超速状态下，不能做机械超速，因为电子超速的量程范围被限制，只有在机械超速试验状态下，才可以机械超速试验（量程范围被扩大）。当正常运行时，操作员误操作，没有将机械超速选择开关转到电子超速，程序默认电子超速。

 3.3、扬子重油催化烟机，再生器压力三分程及轴流风机防喘振控制

3.3.1、再生器压力PIC1三分程放大控制输出 

 调节器为＂正＂作用

 每一部分三分程输出都设有手操器

 *0~30%低选分程后控制烟机入口蝶阀

    将0~30%转换成0~100%，输出至手操器HIC1，手操器HIC1输出与转速SIC401（反作用）输出及烟机出口温度控制TIC52（反作用）输出，输出低选，如果转速大于7000.0rpm或装置联锁置0，机组烟机入口蝶阀产生部分关闭指令10%（开10%），使HIC4输出等于10。另外转速在此有自动跟踪功能。部分关闭复位，用HIC1手操器，手动/自动切换置“手动”，使部分关闭复位。

 *30~60%输出控制小旁路控制阀

 将30~60%转换成0~100%，输出经手操器HIC3输出到小旁路阀，输出值显示，反向后输出到阀vIP12B。

 *60~100%输出控制大旁路控制阀

    将30~60%转换成0~100%，输出经手操器HIC2输出到大旁路阀，输出值显示，反向后输出到阀vIP12A。

 3.3.2、轴流风机防喘振控制

    在本套系统中，我们利用TRICON防喘振扩展函数功能模块来完成防喘振控制。应用在轴流风机防喘振控制。下面说明如下。

 防喘振扩展函数文件名： SGA31-02.LT2

 防喘振扩展函数的各功能块作用如下：

 喘振线功能块为（Surge_Line）COMPRESSOR_SURGE_LINE2

 喘振监测功能块（Surge_Detect_02）COMPRESSOR_SURGE_DETECT4

 喘振调节功能块（Surge_Control_02）COMPRESSOR_SURGE_CONTROL4

 防喘振控制功能框图如下：

 a、 模块1：选定喘振算法；TS-3000控制算法分两种：即Pd/Ps～h/Ps喘振算法和 Pd-Ps～h/Ps喘振算法，一般选用Pd/Ps～h/Ps喘振算法。

 b、 模块2：检测工作点离喘振控制曲线的远近情况。

 c、 模块3：喘振安全域度（即喘振控制曲线与喘振曲线之间的距离）修正，一般域度设7～10%。

 d、 模块4：生成喘振控制曲线，即喘振曲线加喘振安全域度得到喘振控制曲线。

 e、 模块5：计算出喘振控制器的设定值。喘振控制器的设定值根据工作点的变化而变化，如工作点位于喘振控制线的右边，该设定值与工作点的距离为某一设定值，一般设为2％～5％。如果工作点位于喘振控制线的左边，则与防喘振控制线进行高选，来决定设定值。

 f、 模块6：为喘振控制器，这是一个快速PID控制器，根据喘振控制器的设定值及当前的入口流量来计算出喘振器的输出值。

 g、 模块7：计算喘振控制器的比例项输出值。如工艺扰动特别大或其它原因，造成机组突然喘振，喘振控制器来不及响应，这时该模块输出一个比例项输出值来迅速打开放空阀。

 h、 模块8：计算机组起动时的控制逻辑输出值。在机组起动时，控制逻辑使放空阀全开，使机组能安全起动，防止意外事故的发生。

 i、 模块9：选择防喘振控制程序的输出值。即在快速PID控制器的输出值、比例项的输出值、机组起动时逻辑控制器的输出值三者之间进行高选

 j、模块10：计算喘振－速度耦合控制器的值。如果喘振发生，控制逻辑会使速度控制器的设定值增加，使机组转速升高，增加入口流量防止喘振。当然如果转速升高，机组的出口压力升高，有可能继续引起喘振，这时就应该解除耦合，实现解耦控制。

 k、 块11：设定喘振控制逻辑的手动、部分手动及自动控制功能。如果在手动方式，快速PID控制器的输出值不起作用。如果在部分手动方式，快速PID控制器仍然监控机组的运行情况，即防喘振控制优先

 l、 模块12：阀门预置功能，这一功能用来提高阀门的响应速度。

 m、 模块13：进行阀门线性。

 n、如果联锁停车,用开关量信号DO紧急打开放空阀，进行放空。

 4、结束语

    通过上述应用实例的描述，TRICONEX公司的TS-3000机组集成综合控制系统，可以较好的完成各种控制功能和联锁功能，克服了以往分散控制系统的缺点，把机组的各个控制部分，包括：调速控制、防喘振控制、事件顺序纪录（SOE）功能、故障诊断功能及机组的紧急停车联锁等完美地结合在一起，集成为一套综合控制系统，实现了机组集成综合控制。该系统组态简单方便，安全可靠，维护方便，得到各方人事的一致认可，现广泛应用于炼油、化工企业中，至今在我国以有200多套相继运行。