乙烯装置所使用的TRICON系统于2012 年10 月装置开工正式投用。投用初期运行基本稳定, 但是从22001133 年66 月以来, TTRRIICCOONN系统的诊断软件开始频繁提示卡件报警, 其中DDOO卡 (数字量输出) 和DDII卡 (数字量输入) 出现报警的情况最多。这些报警开始一般能自动恢复或冷复位可以恢复, 但多次报警后通过复位无法消除报警, 所触发的硬件报警灯常亮。更有乙烯压缩机TRICON系统在3625 卡件发生报警后10 分钟后发生了系统跳车的事件。
1 分析跳车事件的可能原因
1.1确认跳车时间。系统诊断信息的标志时间与SOE记录跳车时间一致, 可以确认跳车时间。直观分析本次跳车与系统诊断到的3625卡的AB两个Leg几乎同时失去通讯有关系。
1.2系统诊断信息的分析。本次事件最先发生的事件是卡件3625 Leg C的同步回路负载检测故障, 尝试做系统故障清除, 共进行了20次清除操作未果。使用备件进行更换, 但不到2分钟该卡的Leg A和Leg B同时丢失通讯。该输出卡件控制的速关油阀动作, 导致系统联锁停车。本次跳车的直接原因是3625卡件的AB Leg同时失去通讯导致的该卡件上的点翻转引起跳车。
通常情况下, TRICON系统的三重化设计可以确保系统3-2-1-0工作模式, 即在一个、两个Leg发生问题的时候可以保证一个健康的Leg可以正常工作。保证3-2-1-0工作模式的前提是系统诊断, CPU在收到某Leg的故障诊断后会剔除该信号, 改变信号表决模式。然而系统诊断的周期是由系统硬件看门狗固化的, 并不是与系统动态可调整的扫描周期一致的。在单个Leg发生故障时, 很短的时间内CPU调整表决逻辑, 或者在第二个故障发生故障, 诊断到后继续修改表决逻辑都可以保证系统正常工作, 确保系统有足够时间进行维护。为了避免误报警的干扰, 确认硬件故障通常还需要连续诊断错误大于20次, 才修改表决和向外发布故障报警。系统发生三个Leg同时故障时, 卡件输出会被置于安全状态, 两个Leg同时故障时, 由于不能通过诊断回馈及时修改数据表决运算逻辑, 必然会导致输出翻转。
两个Leg故障的时间间隔是152 毫秒几乎是同一时间, 在TRICON系统国内应用过程中, 单个卡件的多条Leg同时丢失通讯的案例比较罕见。
1.3 根据上述分析我们可以得出跳车的原因是卡件Leg A、Leg B通讯故障引起的。
2 TRICON系统故障情况分析
2.1乙烯装置TRICON系统运行近一年时间系统稳定, 基本没有故障报警发生。一年后陆续有卡件发生故障报警, 由可以清除变成无法清除, 甚至更换备件。
2.2 收集到的报警信息主要有: (1) 可以硬复位的CRC Comparison Test fail。 (2) 整机架全部卡件报警或者通讯丢失。 (3) 外部回路负载问题。 (4) 状态灯驱动错误报警。 (5) 系统冗余电源丢失一路。 (6) 现场配电电压出错。 (7) 电池电量低。 (8) 坏值。
2.3对现场情况的检查调查:对220VAC和系统内部给现场供电的直流24VDC电源进行了检测, 电源电压及波形正常。系统冗余供电电压误差3Volts属于正常范围。
对TRICON系统接地进行测量, 在脱开工作联接后的独立导线电压低于1欧姆, 连接到工作地后检测电阻读数变高, 而且在测量仪器变换量程档位时也会发生读数变化。由于工作状态下工作接地可能有泄漏电流或者感应电流, 后续做进一步观察。
3 TRICON系统问题的对应措施
经过电源、接地的检测, 没有发现可能造成损坏卡件的直接外部因素。有可能系统内部总线的屏蔽、接插件不够完美。为改善这些系统的高故障率的情况在大修时对系统所有公共部分接线 (包括电源、接地、系统总线) 全部更新。
在大修之前将采取以下措施确保运行的稳定, 避免发生系统故障引起的跳车: (1) 将本次引发跳车的故障卡件发回厂家, 分析具体损坏的元器件, 以确认卡件发生了什么样的故障, 要求厂家给出更权威的分析报告。 (2) 对于TRICON系统中涉及联锁阀控制的重要输出回路的DO卡 (3625) , 全部更换成新卡, 保障关键控制输出的可靠性。 (3) 获得厂家的技术支持。 (4) 查询系统硬件系列号, 便于后续工作。
4 结语
TRICON系统在石化装置中的应用非常广泛, 高安全性, 高自动化水平都是其它控制系统无法比拟的, 本文对目前使用该系统的部分常见故障以及解决方法进行了分析, 希望能够通过这些对故障的发现和研究解决问题, 进一步提高性能和完善使用, 为TRICON系统的安全使用提供保障。
摘要：应用于乙烯装置中的TRICON系统频繁出现卡件报警, 为防止报警对生产造成影响, 出现无法恢复的故障, 采取更换卡件的方式可临时解决, 但是一旦卡件彻底故障TRICON系统就会失去对现场故障点的控制, 故障卡件所带的阀门、机泵会全部失控, 会直接造成设备误动作, 裂解炉、反应器、机组的装置停车, 甚至引起严重的安全生产事故。本文针对TRICON系统的诊断软件频繁提示卡件报警的情况进行分析, 找到合理解决方案。
关键词：TRICON,卡件报警,诊断,解决
参考文献
[1] Wonderware®Factory Suite™In Touch®参考指南.
[2] Tricon系统维护及编程培训.
[3] Tri Station 1131 software.