TRICONEX-TS3000控制系统卡件在线更换

电子技术与软件工程
Electronic Technology & Software Engineering
电子技术Electronic Technology
TRICONEX-TS3000控制系统卡件在线更换
杨亮
(中海石油华鹤煤化有限公司黑龙江省鹤岗市154100 )
摘要：本文通过对系统架构的分析的概述，对TRICONEX-TS3000系统卡件常见的故障及处理办法进行了总结和归纳，进而提出 TRICONEX-TS3000控制系统卡件在线更换步骤及注意事项。

关键词：TRICONEX-TS3000控制系统；卡件在线更换步骤；注意事项
T R I C O N E X TS3000系统概述：TS3000控制系统是基于T R I C O N E X而幵发的一种I T C C机组综合控制系统。

主要由电源模 块、主处理器、I/O模块、机架组成。

通过三重模件冗余结构（T M R)提供容错能力，识别并补偿控制系统的错误，并允许在不影响正常 生产的情况下在线维修。

每一个10模块表面是1块卡，实际有三条完全相同的互不影 响的检测电路。

3块C P U卡分别接收对应的10模块三条回路的值。

3块C P U卡通过TriBus总线进行所有数据的传输、比较、核对，如果两块表决一致，会自动修正不一致的C P U卡，形成最终表决 的值，并通过三条I/O B U S送至对应的输出通道。

每一个I/O插槽可以含有两个相同的I/O模块，如果在一个模 块上检测到一个故障，控制就会自动地切换到运行良好的模块上。

如果在插槽里仅安装了一个模块，也可以在线更换一个有故障的模 块。

在这种情况下，将完好的模块插入备用槽并将控制切换到这个 模块上，这样就可以拔出有故障的模块。

Tricon控制器的三重结构如图1。

1卡件故障分析及处理措施
1.1主机箱指^警动作
当出现下列情况之一时，主机箱电源模块上的报瞥触点激活：
(1)控制器配置与控制程序配置不匹配，数字输出（D O)模 块出现负荷/熔断器故障。

(2)控制器中的某个模块丢失。

（没有状态指示灯警告你有 此问题）。

(3) 主机箱中的一个主处理器或输入/输出模块出故障。

(4) 扩展机箱中的某个输入/输出模块出故障。

(5)主处理器检测到系统故障。

在此情况下，两个报警触点 即使没有相应的模块故障的状态下也可能被触发。

(6)机箱内的输入/输出总线电缆安装不正确-例如信道A 的电缆不经意地接至信道B。

当下列这些情况之一发生时，至少有
方便、容易掌握的语言特色，现如今己经得到了广泛的应用，成为 了目前单片机编程中应用最多的语言之一。

同样地，由于汇编语言 具有简单实用，控制灵活，实时性强，程序效率高等特点，以及极 强的硬件控制能力和用其它高级语言无法控制的软硬件细节也使得 它在单片机编程中得到了广泛应用。

但是由于汇编语言比较繁琐且 较为复杂，综合考虑，在软件的设计语言这一部分我们将选择C语 言。

3.2小程序开发设计
随着张小龙发布的小程序正式上线后，小程序完成了应用触 手可及且无需安装卸载的功能。

对于开发者来说，小程序较于普通 A P P设计而言难度更低，可以满足现实生活中一些便捷的基础应用。

而对于用户而言，小程序更加灵活、便捷，并且不会占用用户过多 的手机空间，且无需进行安装，所以更加经济划算。

基于此，对于 晾衣架的通讯，我们将采用小程序的设计方式，图3是小程序所需 完成的后台功能图。

对于小程序开发部分，我们主要采用ESP8366模块，该模块可 以实现将用户的物理设备（例如手机、iPad等）连接到所处Wi-Fi 无线网络上，然后进行晾衣架与互联网或局域网通信，从而能够 满足用户通过小程序来远程控制单片机的需求。

我们采用最常用 的T C P连接，实现单片机和物联网A P P的两者互联。

其中T C P是 一种传输层协议，在该协议中，需要通信的双方都要遵循T C P协 议，并且其中任何一方只需得到另外一方的ip地址和端口号就能 和对方建立起以全双工通信方式的连接。

在ESP8266模块中也具备 TCP/IP协议栈，用户通过利用该模块作为客户端并使用A T指令向 服务端发起T C P连接，然后开启透传模式，在该模式中，模块串 口收到的数据然后通过T C P连接并透传到服务端，从而完成数据 从硬件串口通过网络到程序进程的传输，实现了软硬结合。

2TCP 协议如图4所示。

4结语
随着经济基础的稳步提升，电子产品逐渐替代传统非电子产品 己经成为当代科学发展的主流趋势。

随着人们生活水平的提高，人 们智能化的追求也逐步提高。

基于此，这篇文章我们介绍了一种物 联网环境下的新型晾衣架。

区别于其他晾衣架而言，该晾衣架不再 是仅仅只对衣物进行消毒烘干处理，而且还能够根据天气情况或者 用户需求自动伸收晾衣架，从而大大节约了人们的时间，更特别的 是，本设计的晾衣架还结合了双轨太阳跟踪装置，实现对太阳的实 时跟踪，从而使衣物得到充分的晾晒，使太阳光能够得到充分的利 用。

参考文献
[1] 俞文俊，凌志浩.一种物联网智能家居系统的研究[J].自动
化仪表，2011，32 (08): 56-59.
[2] 陶永华等编著.新型控制及其应用[M].北京：机械工业出版
社，1998.
[3] 袁敏.基于物联网的远程智能家居控制系统的设计[J].制造
业自动化，2012, 34 (22): 32-34+102.
[4] 刘四洋，伍春生，彭燕昌，许洪华.主动式双轴太阳跟踪控制
器[J].可再生能源，2007(06): 69-72.
[5] 李伟豪，高博文，刘佳.基于微信小程序的校园服务平台设计
与实现[J].计算机产品与流通，2019 (03): 283-284.
作者简介
张铃（1999-)，女，土家族，湖北省恩施土家族苗族自治州人。

大学本科在读，重庆市西南大学本科就读。

研究方向为电子信息。

廖艺灼（ 1999-)，男，四川省成都市人。

大学本科在读，重庆市 西南大学本科就读。

研究方向为自动化。

黄焱（1997-）（通讯作者），男，白族，云南省大理白族自治州人。

大学本科在读，重庆市西南大学本科就读。

研究方向为电子信息。

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Electronic Technology & Software Engineering 图1:Tricon控制器的三重结构
一个主机箱电源模块上的一个报警触点激活：
(1) 电源模块出故障。

(2) 供应给电源模块的主电源丢失。

(3) 电源模块上有电池电量低报警或温度过高报警。

1.2扩展机箱的报警动作
当输入/输出模块出故障时，扩展机箱上两个电源模块的报警 触点均被激活。

若出现下列这些情况之一时，扩展机箱中至少1个 电源模块上的报警触点被激活：
(1) 电源模块出故障。

(2) 供给电源模块的主电源丢失。

(3) 电源模块有“温度过高”的警告。

1. 3主处理器模块故障时指示灯状态
C P U模块故障时各指示灯状态，P A S S灯灭、A C T I V E灯亮、F A U L T灯亮，M A L N T I指示灯任意、M A L N T2指示灯任意、卡件 正常工作。

大范围的诊断验证每个主处理器以及每个输入/输出模块和通 信信道的健康状况。

瞬时故障由硬件多数表决电路记录和屏蔽。

持 续的故障被诊断出来，出错的模块被热更换或者以容错方式操作，直至热更换完成为止。

1.4 I/O模块故障时指示灯状态
I/O模块故障时各指示灯状态，P A S S灯灭、A C T I V E灯亮、
F A U L T灯亮，卡件正常工作。

1.4.1 D I卡：故障信息解析
通过T R I L O G诊断软件诊断故障信息：
ETS A/B/C0x26 Communication l o s t on active board.
ETS A/B/C0x26 No communication on a leg。

结论：
该D I卡的A/B/C(同一时间只会有一个引脚损坏）腿通讯丢失，系统处于降级状态，系统可靠性级别减低，C P U对接收到的三个 回路进行表决（2003)，如果一个回路损坏，将导致传送到C P U 的值不正常，如果该卡再出现另外一个引脚损坏，则该卡传送到的 C P U的值为假值，将导致C P U表决出错，将导致该块卡所有点假值，引起系统误动作。

1.4.2 A I卡.•故障信息解析
AI:NGAI A/B/C19 Input miscompare
结论：
A I卡支持对每个通道进行完整而不间断的诊断，在任何通道上的诊断故障都会触发此模块上的故障显示灯，通过上位诊断软件诊 断为该A I的A/B/C(同一时间只会有一个引脚损坏）腿通讯丢失，系统由三重化降为两重化，系统可靠性级别减低，A I模块易于出 现错误的比较读数，这样可能会增加故障概率。

一般说来，读数之 间的差别越大并且错误比较的持续时间越长，就表明故障出现的可 能性越大。

其差别大小和持续时间的长短在模拟输入模块之间变 化,C P U对接收到的三个回路进行表决（A I取中值），如果一个回 路损坏，C P U表决混乱，将导致C P U表决出错，将导致该块卡所 有点假值，引起系统误动作。

1.4.3 A O卡：故障信息解析
A O i N G A O A/B/C19 Output miscompare
结论：
一个模拟输出模块上的每个信道在每个输出点都有其它信道可 读的两条独立的电流回送电路。

来自这些电路的信息是用作硬件表 决过程部分。

第一条电路是验证各点的模拟信号是否精确和是否存 在，但这与负载是否存在或信道的选择无关。

第二条电路是验证来 自所选信道各点的实际电流。

如果从非选择信道上的任何一点检测 到有一个电流存在，则要立即关断那个信道。

如果模块不能驱动来 自任一点的电流，例如开路负载电流，则负载报警状态指示灯亮。

该故障信息为：该A O卡的A/B/C(同一时间只会有一个引脚损坏）腿通讯丢失，系统由三重化降为两重化，系统可靠性级别减低，C P U对接收到的三个回路进行表决（A O取中值），如果一个回路 损坏，C P U表决混乱，将导致C P U表决出错，将导致该块卡所有 点假值，引起系统误动作。

1.4.4 D O卡：故障信息解析
E T O A/B/C1235 Communication l o s t on active board.
E T O A/B/C1235 No communication on a leg〇
结论：
每只数字输出模块中均包括有三个相同并相互隔离的信道线 路。

每个信道都具有一个输入/输出微处理器，微处理器是接受来 自相应主处理器上输入/输出通信处理器中的输出表。

所有的数字 输出模块（不包括双D C模块）均采用专用的四重输出电路，该电 路是对单个的输出信号在准备施加到负载前对其进行表决。

如果信 道A和B,或信道B和C,或信道A和C的驱动器命令这些信道关 闭，那么该表决线路便成为通过电源的串并联路径，三选二驱动器 表决接通。

双数字输出模块是提供单个并联或串联路径，即对每只 开关均单独采用三选二表决过程。

各类数字输出模块均针对各输出 点实施特定类型的输出表决诊断。

在执行输出表决器诊断（O V D)期间，在一个接一个输出点的执行指令的状态是瞬间逆转的。

模块
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电祁术
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Individual
C—Comron
图2
上的回路允许各微处理器去读取该点的输出值，以便决定该输出回 路中是否存在潜在的故障。

因为输出表决诊断会在连接的负载上强 制模拟一个错误信号。

该故障信息为：该D O 卡的A /B /C (同一时 间只会有一个引脚损坏）腿通讯丢失，系统由三重化降为两重化， 系统可靠性级别减低，如果再有一个回路损坏，将导致C P U 表决 出错，将导致该块卡所有点假值，引起系统误动作。

1.4.5更换新卡件的故障信息解析
ETS B 0x 27B a d I O P Version , I O P (3498)Expected (4299).
ETS B
0x 27
Communication l o s t to board .
结论：
新卡版本过早于系统应用的卡件不兼容，系统无法识别，该卡 无法使用，更换新卡，并确认正确的版本号。

更换新卡版本正确的诊断信息为：ETS B 0x 27 Board Model 3 i n s t alled .
ETS B 0x 27 Prom Version 6298,0 Vendor f f f f ,0 Model :- Revision S erial Number :.(显示版本 Prom Version 6298).2卡件在线更换2.1卡件更换指导原则
(1) 确认将更新卡件Firware 号和M P 版本号兼容。

(2) 在将备用模件插入系统之前，检查备件有无损坏的针脚。

(3)
操作时应佩带防静电护腕，规范作装，避免手触及板内
电子部件。

(4) 将备用槽的盖板拆下，将备卡插入到备用槽内，插入过
程中无卡涩、平稳的推送入位，并用定位螺丝固定，固定螺丝不是 越近越好，用力矩扳手上紧，并确定力矩在1.125N m ,最大力矩不 得超过1.575 N m ，小心地将换上模件滑推到位，然后用力将模件 推入总线的槽口内。

(5) 任何多余的没有使用的模件应存放在原来运输用的包装盒内。

(6)
查看上位画面，査看该卡的点指示是否正常，同时登录
诊断软件，记录下故障I /O 卡的诊断信息，型号及系列号，再次确
认备卡的Firware 号，并做好记录。

2.2在线更换电源模件
电源模件如图2所示，更换电源模件前，应遵循卡件更换指导 原则。

在维护或修理单个电源模件时。

不需中断控制过程。

(1) 确诊后备电源模件处于工作状态。

(2) 松开有故障电源模件上的可伸缩的固定件，紧抓此固定 件的同时将模件滑出机架。

(3) 小心地将换上电源模件滑推到位，然后用力将模件推入 总线的槽口内。

注意：如果由于某些原因已卸电源模件卸下，请在间隔至少60 秒后再插入。

2. 3在线更换CPU 卡
C P U 卡如图3所示，更换C P U 卡件前，应按照上述的步骤更换。

如果系统中多块卡故障报警，包含C P U 卡，首先对C P U 卡进行更换，
待C P U 卡正式进入工作状态后（激活指示灯亮起），再进行其他 卡件的更换，除C P U 卡有更换次序要求外，其他型号的卡件无更
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Dual Power Rails
Network (RJ-45) 1 Reser^d for Modbus(DB 9) /fu tu re u s e
Fault Tolerant !>D Bus 375 \
I/O Modules
Comm Bus Communicatkxi 2 Mbaud j Modules
图3
换次序，并查看三块C P U 卡，确认有1块处于工作状态。

(1)
将报故障的C P U 卡松开定位螺丝，缓慢的将故障卡件平 行的拉出来，如果中途卡涩，应退会并拔出卡件。

(2) 将新的C P U 卡缓慢的平行的插入槽中，新卡件的进行自
检自检完成并无故障P A S S 等点亮。

P A S S 等点亮时间在5min 钟左 右。

(3) 用10英寸一磅的力矩将卡件的定位螺钉上紧。

无问题后如模件入座不当，且固定件拧紧得不合适，模件将不
能正常工作，换上去的C P U 卡通过T R I B U S 总线和其他两块卡进 行软件版本及电路比对、数据同步，新的C P U 卡进入工作状态，
A C T I V E 等点亮时间在5min 钟左右，同正常状态的C P U 卡指示灯 以相同的频率闪烁。

2. 4在线更换I /O 模件
如果某I /O 模件的故障指示灯点亮，则模件检测到有故障存在。

更换I /O 模件前，应遵循本节前部给出的重要的一般指导原则，然
后按下列步骤更换有故障的模件。

(1) 把完全一样的模件插入故障件相邻的槽内。

推动模件牢 固地插入机架内。

(2) 用10英寸一磅的力矩将卡件的定位螺钌上紧。

新卡件的进行自检自检完成并无故障P A S S 等点亮，这时卡件
同故障卡在进行软件版本及电路比对，无问题后A C T I V E 灯点亮。

在新卡进入工作状态后，故障的卡件退出工作状态，A C T I V E 灯由 绿色变为熄灭状态，査看上位诊断软件（T R I L O G )确认新卡进入 工作状态，故障卡槽位无卡，这时拔出故障卡件。

3注意事项
(1) 系统维护过程中应特别注意不可使24V D C 电源正端短路。

这会引发系统停车。

(2) 做好备件的针脚，检查有无损坏的针脚，如有针脚损坏，
就不要插入模件。

把针脚损坏的卡件插入时，会导致Tricon 误动作，
并影响被控过程。

(3) 插卡过程中切勿将手碰触卡件电路板，按照滑道，无力将卡插入到总线的槽内，将2个可伸缩的固定螺丝拧紧，如果模 件没有正确安装并紧固好，模件有可能不能正常工作。

(4) 待备卡A C T I V E 指示灯亮起后，故障卡A C T I V E 己经灭后，将报故障的卡件松开定位螺丝，缓慢的将故障卡件平行的拉
出来，如果中途卡涩，应退会并拔出卡件。

(5) 切忌避免整点更换卡件。

4结束语
T R I C O N E X TS 3000系统在日常维护过程中，卡件更换己成为 硬件维护中尤为重要的一部分，当系统卡件故障时，可以在线的更
换卡件，保证装置的安全稳定长周期运行。

参考文献
[1] 左国庆，明赐东.自动化仪表故障处理实例[M ].北京：化学
工业出版社，
2003.[2] 杨宗强等.仪器仪表使用及电器元件检测[M ].北京：化学工 业出版社，2014.
[3] 陈玲，郑继红.Tricon 系统的应用与维护[J ].化工自动化及 仪表，2005.
[4] 刘翠玲等.集散控制系统[M ].北京：北京大学出版社，2006.[5] 肖大雉.控制设备及系统[M ].北京：中国电力出版社，2006.
作者简介
杨亮（ 1990-),男，黑龙江省安达市人。

2012年毕业于东北石油
大学（秦皇岛分校）计算机控制技术专业，现就职于中海石油华鹤
煤化有限公司，从事仪表管理工作，负责四大机组ITCC 系统工作。

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