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[摘 要]本文重点介绍TRICONTS3000系统的硬件组态、逻辑编程、人机界面组态等各方面的技术在连续重整装置中的应用。
[关键词]紧急停车系统ESD；TRICON系统；三重化冗余TMR；
中图分类号：TK41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0365-02
引言
炼油化工装置具有高温、高压、易燃、易爆、工艺复杂而连续性强、安全要求高等特点，为了最大限度地降低装置恶性事故发生的概率，减少计划外停车，避免重大人身伤害、重大设备损坏及重大经济损失的事故发生，设计一套安全可靠、动作及时的安全保护系统是非常重要的。紧急停车系统ESD（emergency shutdown device）是一种独立于生产过程控制系统的用于大型装置的安全联锁保护系统。在正常情况下，通过安全保护系统实时在线监测装置的安全，当装置出现紧急情况时直接发出保护联锁信号对工艺流程实行联锁保护或紧急停车，以避免危险扩散造成巨大损失。鉴于生产工艺对运行参数及控制系统的可靠性要求比较高，锦西石化连续装置采用美国TRICONEX公司开发的TRICON系统，运行非常可靠，确保了装置安全运行。
1系统概述
本系统主要实现重整装置的安全联锁系统。
本系统选用美国TRICONEX 公司TRICON控制器V10.3版硬件，组态软件为Tristation 1131 v4.7。监控和人机界面软件选用Wonderware Intouch 2012版。
本系统采用的是TRICON三重冗余安全系统，并遵循以下原则。
专业系统原则：
专业的装置联锁控制系统，其自身配备有专业的硬件和软件来进行控制。
总体安全原则：
TRICON系统为故障安全型系统，所有I/O模块具有在线监测功能，能对现场回路和接地故障实现监测和报警。
系统冗余原则：
三重化冗余TMR（Triple Modular Redundancy），系统的处理器模块（CPU模块）、内部通讯模块（内部接口模块、内部数据总线模块）、输入输出模块（I/O模块）全部为TMR配置。系统电源实现1：1方式冗余配置，对外通讯冗余配置（与DCS通讯）。
系统安全原则：
TRICON系统自身具有完备的自诊断能力，能诊断和显示系统的全部部件故障。
系统失效-安全原则：
TRICON系统失效-安全型降级模式为3-2-1-0模式，即模块的三个通道有一个通道出现故障时，剩余两个冗余通道进行2选2的表决方式实现容错，系统相当于双重化结构持续运行；如果再有一个通道出现故障，系统还可以继续正常运行（TUV AK6认证）。
系统安全记录原则：
TRICON系统具备完备的标准的SOE（Sequence of Event）事件顺序记录功能，能指出第一事件，事件分辨率为毫秒级。
工程师、操作站：
都分别安装有工程组态软件TriStration 1131和过程监测软件Intouch。组态软件TriStration 1131可组态生成Tricon系统的控制站硬件系统结构，以及生成整个装置控制的紧急停车联锁逻辑。Intouch软件则用于组态、生成装置自保联锁的实时监控画面，在这些画面中，所有的过程变量和设备状态都可以显示、报警，操作工也可对这些变量进行旁路操作。
2 主体程序设计
主体程序的设计是实现逻辑控制的核心部分。主体程序分多个部分。每一部分都是连续装置相对独立或功能相对独立的部分，根据生产工艺和生产设备的特别要求来进行设计。
由于篇幅原因，在此只举K101A程序控制为例进行说明，其余类似。
以下所有条件满足时，K101A允许启动：
1. 润滑油总管压力大于0.17MPa；
2. 润滑油温度大于20℃；
3. 盘车机构断开；
4. 联锁条件正常；
5. 当前状态为停车；
6. 启动条件满足时，按下人工确认按钮。
以下任一条件满足时，K101A将联锁停车：
1. 润滑油总管压力低于0.12MPa，三取二；
2. 按下操作室控制面板的停车按钮；
3. 按下上位画面中的软停车按钮。
以下任一条件满足时，K101A辅泵自动启动：
1. K101A电机运行时，润滑油总管压力小于0.15MPa；
2. K101A电机未运行时，润滑油总管温度大于45℃；
根据上述条件，设计逻辑程序如图1、图2所示
3 人机界面组态设计
人机界面组态设计采用目前非常流行的Intouch软件。Intouch 软件是Wonderware 公司基于Windows 环境下工作的工程设计软件。该软件编制容易、灵活、功能强。Intouch 包括两个环境：WindowsMaker和Windowsviewer。WindowsMaker是编程环境，Windowsviewer是运行应用程序环境，即操作员界面。
由于ESD 是紧急时候使用，在平时操作人员不可能一直在ESD 操作站前监视各操作界面，所以ESD 操作界面的设计要做到方便、快捷、直接。当装置发生ESD 联锁时，让操作人员在最短的时间里判断出是哪里出了问题、出现问题的原因是什么、应该如何处理等。所以相对DCS 的人机界面，ESD 有它的特殊性。
人机界面组态设计包括建立标记名词典、公共部分人机界面设计、操作画面主體部分人机界面设计、报警或联锁时自动跳出相关画面的设计、系统总目录设计及目录的报警提示功能的设计等内容。其中较有特色的是报警或联锁时自动跳出相关画面的设计，由于当ESD 系统出现报警时，操作人员不可能去翻各个画面检查到底是哪里来了报警，当然到报警画面里查看报警记录也可以查出，但毕竟不是很方便，所以在INTOUCH中通过在程序脚本中编写一段程序来实现这样一个功能。当系统过程点报警或者联锁时自动跳出相关画面，让操作人员在最短的时间内判断出装置的哪里出现了报警。
结束语
在石油化工企业的大量应用表明，ESD 系统的投用使安全联锁系统的可靠性和安全性得到极大的提高，ESD 在避免工业灾难、减少工业事故损失方面起到了积极和重要的作用，为工业过程中要求最大安全与连续生产的关键控制提供了一种最佳选择。我们应在ESD 的应用方面继续深入地探索并在实践中不断地总结经验，以提高ESD 的应用水平。
[关键词]紧急停车系统ESD；TRICON系统；三重化冗余TMR；
中图分类号：TK41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0365-02
引言
炼油化工装置具有高温、高压、易燃、易爆、工艺复杂而连续性强、安全要求高等特点，为了最大限度地降低装置恶性事故发生的概率，减少计划外停车，避免重大人身伤害、重大设备损坏及重大经济损失的事故发生，设计一套安全可靠、动作及时的安全保护系统是非常重要的。紧急停车系统ESD（emergency shutdown device）是一种独立于生产过程控制系统的用于大型装置的安全联锁保护系统。在正常情况下，通过安全保护系统实时在线监测装置的安全，当装置出现紧急情况时直接发出保护联锁信号对工艺流程实行联锁保护或紧急停车，以避免危险扩散造成巨大损失。鉴于生产工艺对运行参数及控制系统的可靠性要求比较高，锦西石化连续装置采用美国TRICONEX公司开发的TRICON系统，运行非常可靠，确保了装置安全运行。
1系统概述
本系统主要实现重整装置的安全联锁系统。
本系统选用美国TRICONEX 公司TRICON控制器V10.3版硬件，组态软件为Tristation 1131 v4.7。监控和人机界面软件选用Wonderware Intouch 2012版。
本系统采用的是TRICON三重冗余安全系统，并遵循以下原则。
专业系统原则：
专业的装置联锁控制系统，其自身配备有专业的硬件和软件来进行控制。
总体安全原则：
TRICON系统为故障安全型系统，所有I/O模块具有在线监测功能，能对现场回路和接地故障实现监测和报警。
系统冗余原则：
三重化冗余TMR（Triple Modular Redundancy），系统的处理器模块（CPU模块）、内部通讯模块（内部接口模块、内部数据总线模块）、输入输出模块（I/O模块）全部为TMR配置。系统电源实现1：1方式冗余配置，对外通讯冗余配置（与DCS通讯）。
系统安全原则：
TRICON系统自身具有完备的自诊断能力，能诊断和显示系统的全部部件故障。
系统失效-安全原则：
TRICON系统失效-安全型降级模式为3-2-1-0模式，即模块的三个通道有一个通道出现故障时，剩余两个冗余通道进行2选2的表决方式实现容错，系统相当于双重化结构持续运行；如果再有一个通道出现故障，系统还可以继续正常运行（TUV AK6认证）。
系统安全记录原则：
TRICON系统具备完备的标准的SOE（Sequence of Event）事件顺序记录功能，能指出第一事件，事件分辨率为毫秒级。
工程师、操作站：
都分别安装有工程组态软件TriStration 1131和过程监测软件Intouch。组态软件TriStration 1131可组态生成Tricon系统的控制站硬件系统结构，以及生成整个装置控制的紧急停车联锁逻辑。Intouch软件则用于组态、生成装置自保联锁的实时监控画面，在这些画面中，所有的过程变量和设备状态都可以显示、报警，操作工也可对这些变量进行旁路操作。
2 主体程序设计
主体程序的设计是实现逻辑控制的核心部分。主体程序分多个部分。每一部分都是连续装置相对独立或功能相对独立的部分，根据生产工艺和生产设备的特别要求来进行设计。
由于篇幅原因，在此只举K101A程序控制为例进行说明，其余类似。
以下所有条件满足时，K101A允许启动：
1. 润滑油总管压力大于0.17MPa；
2. 润滑油温度大于20℃；
3. 盘车机构断开；
4. 联锁条件正常；
5. 当前状态为停车；
6. 启动条件满足时，按下人工确认按钮。
以下任一条件满足时，K101A将联锁停车：
1. 润滑油总管压力低于0.12MPa，三取二；
2. 按下操作室控制面板的停车按钮；
3. 按下上位画面中的软停车按钮。
以下任一条件满足时，K101A辅泵自动启动：
1. K101A电机运行时，润滑油总管压力小于0.15MPa；
2. K101A电机未运行时，润滑油总管温度大于45℃；
根据上述条件，设计逻辑程序如图1、图2所示
3 人机界面组态设计
人机界面组态设计采用目前非常流行的Intouch软件。Intouch 软件是Wonderware 公司基于Windows 环境下工作的工程设计软件。该软件编制容易、灵活、功能强。Intouch 包括两个环境：WindowsMaker和Windowsviewer。WindowsMaker是编程环境，Windowsviewer是运行应用程序环境，即操作员界面。
由于ESD 是紧急时候使用，在平时操作人员不可能一直在ESD 操作站前监视各操作界面，所以ESD 操作界面的设计要做到方便、快捷、直接。当装置发生ESD 联锁时，让操作人员在最短的时间里判断出是哪里出了问题、出现问题的原因是什么、应该如何处理等。所以相对DCS 的人机界面，ESD 有它的特殊性。
人机界面组态设计包括建立标记名词典、公共部分人机界面设计、操作画面主體部分人机界面设计、报警或联锁时自动跳出相关画面的设计、系统总目录设计及目录的报警提示功能的设计等内容。其中较有特色的是报警或联锁时自动跳出相关画面的设计，由于当ESD 系统出现报警时，操作人员不可能去翻各个画面检查到底是哪里来了报警，当然到报警画面里查看报警记录也可以查出，但毕竟不是很方便，所以在INTOUCH中通过在程序脚本中编写一段程序来实现这样一个功能。当系统过程点报警或者联锁时自动跳出相关画面，让操作人员在最短的时间内判断出装置的哪里出现了报警。
结束语
在石油化工企业的大量应用表明，ESD 系统的投用使安全联锁系统的可靠性和安全性得到极大的提高，ESD 在避免工业灾难、减少工业事故损失方面起到了积极和重要的作用，为工业过程中要求最大安全与连续生产的关键控制提供了一种最佳选择。我们应在ESD 的应用方面继续深入地探索并在实践中不断地总结经验，以提高ESD 的应用水平。