李建立 魏 珩 孫照江 凌婷婷 石輝峰

（中國石油獨(dú)山子石化公司信息網(wǎng)絡(luò)公司）

某乙烯裝置的SIS 采用美國Triconex 公司的Tricon 控制系統(tǒng)， 該系統(tǒng)的主要特征是三重模塊冗余結(jié)構(gòu)，冗余不僅表現(xiàn)在三重化主處理器和I/O 模塊，其通信模塊也是雙重冗余，這種冗余設(shè)計(jì)技術(shù)有效地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，降低了故障發(fā)生率，保障了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。 但是系統(tǒng)運(yùn)行至今，該控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生過幾次故障， 系統(tǒng)的冗余特性并沒有很好地發(fā)揮作用，筆者針對(duì)這一情況進(jìn)行簡單介紹，分析了該故障的原因并提出有效的應(yīng)對(duì)措施。

1 SIS 通信系統(tǒng)說明

1.1 系統(tǒng)硬件配置

某化工裝置有多套SIS， 筆者以乙烯裝置的1#SIS 為例進(jìn)行說明。該套控制系統(tǒng)的硬件配置中有兩個(gè)互為冗余的TCM 通信卡件， 在同一個(gè)邏輯槽位中， 分為左卡和右卡， 型號(hào)均為TCM4351B，從這兩個(gè)卡件的NET2 口引出網(wǎng)線連接至交換機(jī)1 和交換機(jī)2， 再由交換機(jī)各分出兩個(gè)網(wǎng)線到上位機(jī)Tricon 1131 工程師站和Intouch操作站，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

1.2 系統(tǒng)軟件組態(tài)

乙烯裝置1#SIS 的節(jié)點(diǎn)號(hào)在整個(gè)化工新區(qū)系統(tǒng)分配中為2， 在TriStation 1131 軟件組態(tài)中將左通信卡的IP 地址設(shè)為192.168.1.2，右通信卡的IP 地址設(shè)為192.168.2.2。 兩個(gè)上位機(jī)都配置為雙網(wǎng)卡，在上位機(jī)的IP 設(shè)定中兩個(gè)網(wǎng)卡的號(hào)段分別對(duì)應(yīng)為192.168.1.x 和192.168.2.x，x 為該號(hào)段內(nèi)不和其他地址重復(fù)的任意值。

在Tricon 1131 工程師站中打開項(xiàng)目文件，在TriStation Communication 組態(tài)中組態(tài)節(jié)點(diǎn)號(hào)為2，IP 為192.168.1.2。 在Intouch 操作站打開Wonderware 軟件項(xiàng)目文件， 在Host Name Configuration 選項(xiàng)中組態(tài)IP 為192.168.1.2，Redundant 為192.168.2.2。

2 通信故障描述

系統(tǒng)投用后，因工藝操作需要，儀表人員操作最多的是Intouch 操作站的聯(lián)鎖摘投作業(yè)，只有在Intouch 操作站中無聯(lián)鎖旁路設(shè)計(jì)的信號(hào)點(diǎn)才需要在Tricon 1131 工程師站上對(duì)該信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)制作業(yè)， 或是需要查看SOE 時(shí)也需要操作Tricon 1131 工程師站，平時(shí)基本上很少動(dòng)用該工程師站。 一次儀表人員需要強(qiáng)制調(diào)節(jié)某信號(hào)，打開Tricon 1131 工程師站， 在項(xiàng)目文件上建立和Tricon 系統(tǒng)的連接時(shí)，TriStation 1131 軟件彈出提示 錯(cuò) 誤 對(duì) 話 框 （TRINODE02：No response from TRICON-connection being closed），之后TriStation 1131 軟件和Tricon 的連接中斷，嘗試連接幾次后仍然出現(xiàn)此現(xiàn)象。 儀表人員判斷網(wǎng)絡(luò)連接故障，為驗(yàn)證該判斷，儀表人員將Intouch 操作站打開，發(fā)現(xiàn)代表網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)的NET2 指示燈為綠色，表示網(wǎng)絡(luò)連接正常， 儀表人員又在Intouch 操作站上進(jìn)行操作，系統(tǒng)通信正常，但在Tricon 1131工程師站上再次進(jìn)行操作時(shí)仍彈出提示錯(cuò)誤對(duì)話框，無法連接。

首先檢查了TCM 卡（左）的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)此通信卡狀態(tài)正常， 交換機(jī)1 的狀態(tài)指示也是正常的，但是在工程師站利用命令ping 192.168.1.2-t 可以發(fā)現(xiàn)，此條支路的網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)斷時(shí)續(xù)，這樣才導(dǎo)致了上述故障現(xiàn)象的發(fā)生，由此可以判斷此故障現(xiàn)象的產(chǎn)生很有可能是由于交換機(jī)的故障而產(chǎn)生的，將交換機(jī)1 更換后上述故障現(xiàn)象消失。

3 原因分析

上述故障是由交換機(jī)1 故障導(dǎo)致， 致使Tricon 1131 工程師站無法與Tricon 系統(tǒng)連接，但是Intouch 操作站卻連接正常，而且從圖1 中也可以看到，系統(tǒng)有兩個(gè)交換機(jī)，交換機(jī)1 故障時(shí)交換機(jī)2 應(yīng)正常工作才對(duì)，Intouch 操作站連接正常也證明交換機(jī)2 工作正常，但是Tricon 1131 工程師站無法與Tricon 系統(tǒng)連接。 由于系統(tǒng)為冗余設(shè)計(jì)，這就說明冗余機(jī)制沒有發(fā)揮作用。

儀表人員仔細(xì)研究該系統(tǒng)組態(tài)后發(fā)現(xiàn)，TriStation 1131 軟件的通信組態(tài)決定其通信網(wǎng)絡(luò)是非冗余結(jié)構(gòu)， 也就是說雖然其硬件結(jié)構(gòu)為雙TCM通信卡，但TriStation 1131 軟件通信組態(tài)（圖2）不能實(shí)現(xiàn)冗余功能。 在TriStation Communication組態(tài)中只能選用一個(gè)IP 地址， 該系統(tǒng)中組態(tài)的IP 為192.168.1.2，是通信卡（左）的IP 地址，而通信卡（左）只與交換機(jī)1 相連，故當(dāng)交換機(jī)1 故障時(shí)，Tricon 1131 工程師站就與Tricon 系統(tǒng)無法連接。

圖2 TriStation 1131 軟件通信組態(tài)

Intouch 操作站在交換機(jī)1 故障的情況下仍然能正常操作是由于其通信組態(tài)中為冗余設(shè)計(jì)，如圖3 所示，TCM 左右兩卡的IP 地址都包括在內(nèi)，這樣，當(dāng)交換機(jī)1 故障時(shí)，Intouch 操作站通過交換機(jī)2 正常通信。

4 故障處理

通信系統(tǒng)出現(xiàn)上述故障時(shí)，最好的措施是更換交換機(jī)1，但現(xiàn)場維護(hù)工作千變?nèi)f化，有時(shí)工藝情況要求立即強(qiáng)制調(diào)節(jié)某一信號(hào)，這就要立即投用Tricon 1131 工程師站，或有時(shí)交換機(jī)沒有備件，不能進(jìn)行更換，這都要求采用其他辦法，在不更換交換機(jī)的情況下解決故障問題。

圖3 Intouch 操作站通信組態(tài)

4.1 措施1

通過圖1 可知， 整個(gè)通信系統(tǒng)有兩個(gè)交換機(jī)。Tricon 1131 工程師站只通過交換機(jī)1 和TCM卡 （左） 連接，Intouch 操作站由于通信冗余，和TCM 卡（左/右）都可以通信，可以得出結(jié)論，只要保證TCM 卡（左）和整個(gè)系統(tǒng)通信正常即可滿足要求，而TCM 卡（右）的作用僅體現(xiàn)在Intouch 操作站的通信冗余上， 所以把交換機(jī)2 與交換機(jī)1互換即可。 實(shí)際在現(xiàn)場操作時(shí)沒有必要真的將兩個(gè)交換機(jī)互換，只需將TCM 卡（左）引出的網(wǎng)線直接插到交換機(jī)2 上即可。 由于網(wǎng)絡(luò)地址沒有變化，Tricon 1131 工程師站仍然可以和TCM 卡（左） 通信， 只不過是通過交換機(jī)2 進(jìn)行，而Intouch 操作站由于連接沒有更改，其通信自然也不會(huì)受到影響。

4.2 措施2

措施1 是在物理連接上進(jìn)行更改， 將Tricon 1131 工程師站與Tricon 系統(tǒng)的通信繞過交換機(jī)1 來實(shí)現(xiàn)，還有一種措施可以不進(jìn)行物理更改，只在軟件組態(tài)上更改， 同樣可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通信，步驟也更為簡單。 打開Tricon 1131 組態(tài)軟件 （圖2）， 在TriStation Communication 組態(tài)中將選用的IP 地址改為TCM 卡（右）的IP 地址192.168.2.2即可，然后編譯、保存，這時(shí)即可正常建立連接，只不過Tricon 1131 工程師站不再和TCM 卡（左）通信而改為和TCM 卡（右）通信了。 由于沒有涉及到程序下裝，因此不存在任何系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，所以措施2 比措施1 更為方便安全。

5 結(jié)束語

Tricon 控制系統(tǒng)的冗余只是體現(xiàn)在卡件的硬件冗余上，即兩個(gè)TCM 卡，但在軟件組態(tài)中由于通信IP 地址只能選用一個(gè)， 所以并不是冗余通信。 日常運(yùn)行中，其實(shí)只有交換機(jī)1 在運(yùn)行，之所以選用雙交換機(jī)， 很大程度上是考慮到Intouch操作站的通信冗余。