Triconex 3720 是 TRICONEX 公司（现隶属于施耐德电气）为其旗舰安全仪表系统（SIS）—— Tricon系列控制器 设计和制造的 三重化模拟量输入模块。它是专门用于安全关键应用的模拟量信号采集模块，负责接收来自现场变送器（如压力、温度、流量变送器）的4-20mA标准信号，并可能支持HART通信协议，其三重化冗余设计确保为安全逻辑提供极高完整性（SIL 3级）的过程数据。
应用场景：
在西亚某大型天然气处理厂的脱硫装置区，工艺管道内的硫化氢（H₂S）浓度是必须严苛监控的核心安全参数。一旦浓度超标，必须立即启动联锁，切断进料并打开放空阀。该厂采用三台独立的H₂S浓度变送器，将其输出的4-20mA信号分别接入 Triconex 3720 模块的三个独立输入通道。在一次雷雨天气中，工厂电网遭遇瞬时浪涌，导致其中一台变送器的输出信号出现剧烈尖峰干扰。然而，3720 模块的每个通道都具备强大的信号调理和滤波能力，并且三个通道会独立进行A/D转换。中央处理器对三个转换后的数值进行“中值选择”或“平均值表决”，自动剔除了那个受干扰的异常值，最终提交给安全逻辑的是一个稳定、可信的H₂S浓度值。因此，尽管发生了单点干扰，但系统未产生误报警或误动作，生产得以平稳继续。同时，3720 模块的诊断功能记录了该通道的瞬时异常，为维护人员提供了预警。它完美解决了安全监测中 “信号必须绝对可靠，单点故障不得引发误动或系统失效” 的核心要求。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | 3720 |
制造商 | TRICONEX (现属施耐德电气) |
产品类别 | 三重化冗余（TMR）模拟量输入（AI）模块 |
所属系统 | Triconex Tricon 安全仪表系统（SIS） |
安全认证 | 符合IEC 61508标准，通过TÜV认证，支持SIL 3应用。 |
输入信号 | 4-20mA DC（标准过程电流信号），可能支持HART数字通信协议。 |
输入通道 | 三重化设计，每模块提供多个隔离的模拟量输入点（具体点数如8点）。 |
架构原理 | 三通道独立采集、调理、转换，结果送主处理器进行表决。 |
分辨率与精度 | 高分辨率（通常16位），高精度，满足安全系统测量要求。 |
隔离 | 通道间、通道与总线间电气隔离，防止故障扩散和干扰窜入。 |
HART支持 | 通常支持HART协议，可实现对智能变送器的远程配置、校准和诊断信息读取。 |
诊断功能 | 全面在线诊断：信号断线/短路检测、超量程检测、模块硬件自检、A/D转换器测试等。 |
故障响应 | 具备故障安全特性，诊断出致命故障时，模块可被安全地置于预定状态。 |
通信 | 通过Tricon背板总线与主处理器（如3625）通信。 |
技术原理与创新价值：
创新点1：硬件三重化与高完整性数据表决
Triconex 3720 的核心是硬件级别的三重化。每个输入点都对应三个完全独立的信号调理电路和模数转换器（ADC）。这三个通道并行工作，同时对同一现场信号进行测量。测量结果被送至Tricon主处理器进行高完整性表决。表决算法（如三取中值）能够自动屏蔽因单一通道元件故障、瞬时干扰或漂移产生的错误数据，确保上传至安全逻辑的模拟量值是可靠且一致的，从数据源头上保障了安全决策的正确性。
创新点2：深度集成诊断与预测性维护支持
该模块的自我诊断能力远超普通模拟量模块。它不仅能检测回路断线（电流<3.6mA）和短路，还能执行复杂的A/D转换器完整性测试和基准电压校验。结合对HART协议的支持，3720 可以从智能变送器获取设备状态、校准信息、环境温度等大量诊断数据。这种“模块自诊断+变送器诊断”的双重机制，使得系统能够在变送器性能下降或出现早期故障时提前预警，实现预测性维护，避免其演变成导致安全系统功能失效的隐性故障。
创新点3：“故障安全”设计与高可用性
3720 模块的设计严格遵循“故障安全”原则。其内部诊断电路持续监控自身健康状态。一旦检测到无法通过冗余纠正的永久性硬件故障（如电源故障、关键IC失效），模块会向主处理器报告故障，并确保其输出处于一个已知的安全状态（如将所有通道置于故障安全值），防止向系统提供错误数据。同时，得益于Tricon系统的热插拔和在线维护能力，可以在不中断安全功能的情况下更换故障的3720 模块，实现了系统的高可用性。
应用案例与行业价值：
案例：炼油厂加氢反应器高温联锁系统改造
北美一家炼油厂的加氢裂化装置，其反应器床层温度是防止“飞温”事故最关键的安全参数。原有系统采用单变送器接入常规DCS，存在单点失效风险。为满足最新的安全标准，工厂决定采用独立的SIL 3级安全仪表系统进行保护。
项目为每个关键温度点安装了三支冗余的热电偶，并配有三台温度变送器，其输出信号接入 Triconex 3720 模块。系统投用后，在一次催化剂再生活化过程中，一支热电偶因结焦导致响应迟缓，其对应的变送器输出与另外两支出现偏差。3720 模块的三个通道如实采集了这三个略有不同的数值。Tricon主处理器根据表决逻辑，采用了两个一致的健康信号，并标记了故障通道。操作员收到预警后，在计划停车时更换了故障热电偶，整个过程未触发任何不必要的联锁停车。工厂安全经理评价道：“Triconex 3720 不仅仅是一个输入模块，它是一套完整的信号可信度管理系统。它的三重化和高级诊断，让我们对进入安全逻辑的数据质量有了前所未有的信心。这使我们能够更精确地设定报警和联锁值，在保障绝对安全的前提下，最大化生产运行的连续性和经济性。”
相关产品组合方案：
Tricon主处理器：如 3625，是系统的核心，接收并处理 3720 模块提供的表决后数据。
其他Tricon模拟量模块：如 3700E 系列的其他型号，可能支持热电偶、RTD等不同类型信号。
三重化数字量输入模块：如 3503E，用于处理开关量安全信号（如压力开关、液位开关）。
三重化模拟量输出模块：如 3806E，用于安全系统向最终执行元件（如调节阀）输出控制信号。
智能变送器：支持HART或FF协议的现场仪表，可与 3720 模块实现深度交互，提升整体监控水平。
Tricon机架与电源：如 8110/8312，为所有模块提供安装基座和冗余电源。
Tristation 1131 工程软件：用于对 3720 模块进行组态（如量程设置、HART参数配置）、逻辑编程及系统诊断。
安装维护与全周期支持：
安装与调试：安装 Triconex 3720 必须由经过培训的专业人员，在系统断电（或确认在可安全热插拔状态下）进行。将其插入Tricon机架指定槽位。接线时，需确保三路冗余信号正确接入对应的三个通道，并注意信号隔离要求。上电后，使用 Tristation 1131 软件识别模块，并进行详细组态：设置每个通道的工程单位、量程、报警阈值，并启用所需的诊断功能（如断线检测）。对于HART变送器，还需进行HART地址配置和通讯测试。调试阶段必须进行全量程精度测试，验证每个通道的测量准确性和表决功能的正确性。
维护与支持：日常维护主要通过 Tristation 1131 软件监控模块和各个通道的健康状态、诊断事件以及HART设备管理信息。定期利用系统功能进行在线诊断测试，验证模块的诊断电路是否完好。
扫一扫咨询微信客服
