Tricon 系统通信故障判断与处理

2020-10-27李建立孙照江凌婷婷石辉峰

化工自动化及仪表 2020年5期

李建立魏珩孙照江凌婷婷石辉峰

（中国石油独山子石化公司信息网络公司）

某乙烯装置的SIS 采用美国Triconex 公司的Tricon 控制系统，该系统的主要特征是三重模块冗余结构，冗余不仅表现在三重化主处理器和I/O 模块，其通信模块也是双重冗余，这种冗余设计技术有效地提高了系统运行的可靠性，降低了故障发生率，保障了装置的平稳运行。但是系统运行至今，该控制系统的通信网络发生过几次故障，系统的冗余特性并没有很好地发挥作用，笔者针对这一情况进行简单介绍，分析了该故障的原因并提出有效的应对措施。

1 SIS 通信系统说明

1.1 系统硬件配置

某化工装置有多套SIS，笔者以乙烯装置的1#SIS 为例进行说明。该套控制系统的硬件配置中有两个互为冗余的TCM 通信卡件，在同一个逻辑槽位中，分为左卡和右卡，型号均为TCM4351B，从这两个卡件的NET2 口引出网线连接至交换机1 和交换机2，再由交换机各分出两个网线到上位机Tricon 1131 工程师站和Intouch操作站，其网络结构如图1 所示。

1.2 系统软件组态

乙烯装置1#SIS 的节点号在整个化工新区系统分配中为2，在TriStation 1131 软件组态中将左通信卡的IP 地址设为192.168.1.2，右通信卡的IP 地址设为192.168.2.2。两个上位机都配置为双网卡，在上位机的IP 设定中两个网卡的号段分别对应为192.168.1.x 和192.168.2.x，x 为该号段内不和其他地址重复的任意值。

在Tricon 1131 工程师站中打开项目文件，在TriStation Communication 组态中组态节点号为2，IP 为192.168.1.2。在Intouch 操作站打开Wonderware 软件项目文件，在Host Name Configuration 选项中组态IP 为192.168.1.2，Redundant 为192.168.2.2。

2 通信故障描述

系统投用后，因工艺操作需要，仪表人员操作最多的是Intouch 操作站的联锁摘投作业，只有在Intouch 操作站中无联锁旁路设计的信号点才需要在Tricon 1131 工程师站上对该信号进行强制作业，或是需要查看SOE 时也需要操作Tricon 1131 工程师站，平时基本上很少动用该工程师站。一次仪表人员需要强制调节某信号，打开Tricon 1131 工程师站，在项目文件上建立和Tricon 系统的连接时，TriStation 1131 软件弹出提示错误对话框（TRINODE02：No response from TRICON-connection being closed），之后TriStation 1131 软件和Tricon 的连接中断，尝试连接几次后仍然出现此现象。仪表人员判断网络连接故障，为验证该判断，仪表人员将Intouch 操作站打开，发现代表网络连接状态的NET2 指示灯为绿色，表示网络连接正常，仪表人员又在Intouch 操作站上进行操作，系统通信正常，但在Tricon 1131工程师站上再次进行操作时仍弹出提示错误对话框，无法连接。

首先检查了TCM 卡（左）的状态，发现此通信卡状态正常，交换机1 的状态指示也是正常的，但是在工程师站利用命令ping 192.168.1.2-t 可以发现，此条支路的网络连接时断时续，这样才导致了上述故障现象的发生，由此可以判断此故障现象的产生很有可能是由于交换机的故障而产生的，将交换机1 更换后上述故障现象消失。

3 原因分析

上述故障是由交换机1 故障导致，致使Tricon 1131 工程师站无法与Tricon 系统连接，但是Intouch 操作站却连接正常，而且从图1 中也可以看到，系统有两个交换机，交换机1 故障时交换机2 应正常工作才对，Intouch 操作站连接正常也证明交换机2 工作正常，但是Tricon 1131 工程师站无法与Tricon 系统连接。由于系统为冗余设计，这就说明冗余机制没有发挥作用。

仪表人员仔细研究该系统组态后发现，TriStation 1131 软件的通信组态决定其通信网络是非冗余结构，也就是说虽然其硬件结构为双TCM通信卡，但TriStation 1131 软件通信组态（图2）不能实现冗余功能。在TriStation Communication组态中只能选用一个IP 地址，该系统中组态的IP 为192.168.1.2，是通信卡（左）的IP 地址，而通信卡（左）只与交换机1 相连，故当交换机1 故障时，Tricon 1131 工程师站就与Tricon 系统无法连接。

图2 TriStation 1131 软件通信组态

Intouch 操作站在交换机1 故障的情况下仍然能正常操作是由于其通信组态中为冗余设计，如图3 所示，TCM 左右两卡的IP 地址都包括在内，这样，当交换机1 故障时，Intouch 操作站通过交换机2 正常通信。

4 故障处理

通信系统出现上述故障时，最好的措施是更换交换机1，但现场维护工作千变万化，有时工艺情况要求立即强制调节某一信号，这就要立即投用Tricon 1131 工程师站，或有时交换机没有备件，不能进行更换，这都要求采用其他办法，在不更换交换机的情况下解决故障问题。

图3 Intouch 操作站通信组态

4.1 措施1

通过图1 可知，整个通信系统有两个交换机。Tricon 1131 工程师站只通过交换机1 和TCM卡（左）连接，Intouch 操作站由于通信冗余，和TCM 卡（左/右）都可以通信，可以得出结论，只要保证TCM 卡（左）和整个系统通信正常即可满足要求，而TCM 卡（右）的作用仅体现在Intouch 操作站的通信冗余上，所以把交换机2 与交换机1互换即可。实际在现场操作时没有必要真的将两个交换机互换，只需将TCM 卡（左）引出的网线直接插到交换机2 上即可。由于网络地址没有变化，Tricon 1131 工程师站仍然可以和TCM 卡（左）通信，只不过是通过交换机2 进行，而Intouch 操作站由于连接没有更改，其通信自然也不会受到影响。

4.2 措施2

措施1 是在物理连接上进行更改，将Tricon 1131 工程师站与Tricon 系统的通信绕过交换机1 来实现，还有一种措施可以不进行物理更改，只在软件组态上更改，同样可以实现系统通信，步骤也更为简单。打开Tricon 1131 组态软件（图2），在TriStation Communication 组态中将选用的IP 地址改为TCM 卡（右）的IP 地址192.168.2.2即可，然后编译、保存，这时即可正常建立连接，只不过Tricon 1131 工程师站不再和TCM 卡（左）通信而改为和TCM 卡（右）通信了。由于没有涉及到程序下装，因此不存在任何系统风险，所以措施2 比措施1 更为方便安全。