TRICONEX 3625 是英维思运营(Invensys Operations Management,现属于施耐德电气)旗下
TRICONEX品牌为
Tricon三重模件冗余容错控制系统设计的一款核心


三重化模拟量输入模块。该模块专用于
安全仪表系统(SIS),如紧急停车系统(ESD)和火气检测系统(F&G),负责高完整性地采集来自现场的关键过程变量信号(如压力、温度、液位),并将这些信号转换为三重冗余的数字数据,供Tricon控制器进行安全逻辑运算。
应用场景:
在阿拉伯湾沿岸一座巨型石化联合企业的乙烯裂解装置中,裂解炉出口温度是防止炉管结焦和过热的超关键参数。三支独立的热电偶测量该温度,它们的信号分别接入一个 TRICONEX 3625 模块的三个独立通道。模块内部,三套完全隔离的电路同步对这三个信号进行采样、滤波和模数转换。Tricon控制器采用“三取二”表决逻辑:只有当至少两个通道的信号均超过安全设定值时,才会触发紧急停炉联锁。这种设计意味着,即使其中一支热电偶损坏、一根信号电缆被切断或模块内部一个通道的电子元件故障,系统仍能基于剩余两个正常通道做出正确判断,既防止了误停车(保障生产连续性),又确保了在真实危险发生时可靠动作(保障安全)。在一次因电涌导致一支热电偶信号线感应出强干扰的意外中,3625 模块的滤波和诊断功能迅速将该通道标记为“故障不良”,系统自动将其排除在表决之外,仅依赖两个正常通道继续工作,从而避免了一次非计划的全装置停车,其价值以百万美元计。该产品解决了在极端危险过程工业中,对关键安全参数进行超可靠、高可用性、故障安全型监测的终极需求。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | 3625 |
制造商 | TRICONEX (Schneider Electric) |
适用系统 | Tricon 容错控制系统(v9, v10, v11 等系列) |
产品类别 | 三重模件冗余(TMR)模拟量输入模块 |
输入信号类型 | 支持多种类型:4-20mA (有源/无源),热电偶 (J, K, T, E, R, S, B, N型),RTD (Pt100, Cu10等),毫伏信号,电压信号 (0-5V, 1-5V等) |
通道数量 | 通常为8个差分输入通道(具体配置取决于子型号和跳线设置) |
冗余架构 | 三重化:每个通道包含三套独立的输入电路、A/D转换器和诊断器 |
安全等级 | 适用于SIL 3 (IEC 61508 / IEC 61511) 安全完整性等级的应用 |
精度 | 高精度,典型误差 < ±0.1% 满量程(对于4-20mA) |
诊断功能 | 全面的在线诊断:开路检测、短路检测、超量程检测、模块内部电路自检 |
HART支持 | 部分型号支持HART协议数字通信,可在传输4-20mA模拟信号的同时进行智能仪表数字通信 |
隔离 | 通道间、通道与系统间高等级电气隔离,防止干扰和故障扩散 |
工作温度 | 工业级宽温范围:-40°C 至 +70°C |
安装方式 | 插卡式,安装于Tricon机架(如Chassis)的指定I/O槽位 |
技术原理与创新价值:
创新点1:彻底的三重化硬件冗余与“三取二”表决。TRICONEX 3625 的核心是其物理层面的三重化设计。从现场接线端子开始,信号就被分成三路完全独立的路径,经过三个独立的信号调理器、三个独立的A/D转换器进行处理。三个结果被送至Tricon的主处理器进行“三取二”中间值表决。这意味着任何单一部件的故障(无论是传感器、电缆、接线端子,还是模块内部的一个电路)都不会导致系统误动作或失去保护功能,同时系统还能在不停机的情况下在线更换故障模块,实现了无与伦比的可用性和安全性。
创新点2:全面的在线诊断与故障安全导向。模块不仅进行测量,更持续进行自我诊断。它能检测输入信号的开路、对地短路、对电源短路,以及超出量程等故障。更重要的是,它对自身内部的电源、微处理器、存储器、A/D转换器进行周期性测试。一旦检测到任何故障,模块会立即将故障通道标记为“不良”,并将其从表决逻辑中排除,同时向上位系统报告详细诊断信息。这种“故障已知、故障安全”的设计,是达到SIL3认证的关键。
创新点3:灵活的信号适应性与智能集成。通过模块上的跳线或软件配置,每个通道都可以独立设置为不同的信号类型(如4-20mA、热电偶等),极大提高了硬件配置的灵活性。对于支持HART的型号,它允许传统的4-20mA模拟量变送器在提供过程值的同时,通过叠加的数字信号传输额外的设备状态、诊断和配置信息,实现了对现场智能仪表的深度集成,提升了整个SIS的可维护性。
应用案例与行业价值:
在北美页岩气产区的一座大型天然气处理厂,其脱酸装置的高压分离器液位是防止气体带液进入下游压缩机、造成严重损坏的关键联锁参数。
应用流程:三个差压变送器测量液位,输出三路4-20mA信号至一个 TRICONEX 3625 模块。Tricon控制器连续监控这三个值。通过“三取二”表决得到一个可靠的液位值,并与高高液位联锁设定值比较。同时,3625 模块持续诊断每一路信号。当某个变送器因膜片损坏导致输出恒定时,模块能迅速诊断出“信号卡滞”故障,将其排除,系统依赖剩下两个变送器继续安全运行,并触发维护报警。
带来的改进:工厂的仪表和维护团队表示,3625 模块的先进诊断功能使他们从被动的“故障后维修”转变为主动的“预测性维护”。系统能提前警告变送器的潜在问题,让他们有机会在计划停车期间进行更换,彻底避免了因单个仪表故障引发的意外联锁停车。工厂的安全仪表系统可靠性大幅提升,非计划停车次数显著减少。
相关产品组合方案:
TRICONEX 3008 / 3503E: 其他型号的模拟量输入模块,可能具有不同的通道数或信号类型侧重点。
TRICONEX 4351B: Tricon系统的主处理器模块(TMR),接收并处理来自 3625 等I/O模块的数据。
TRICONEX 3620 / 3625: 数字量输入/输出模块,与 3625 协同处理开关量安全联锁。
TRICONEX 8312: 数字量输入模块,用于接收来自现场开关、按钮的触点信号。
TRICONEX 9561-610: 电源模块,为整个Tricon机架(包含 3625)提供冗余电源。
TRICONEX TRISTATION 1131: 系统的工程组态、编程和调试软件。
智能变送器(如罗斯蒙特、横河): 支持HART协议,可与支持HART的 3625 模块进行数字通信。
安全栅/隔离器: 在需要本安防爆的场合,安装在现场变送器与 3625 模块之间。
安装维护与全周期支持:
TRICONEX 3625 模块的安装和维护必须由经过专门培训的SIS工程师执行,并严格遵守安全规程。在系统处于安全状态或旁路模式下,断开电源后,将模块插入Tricon机架指定槽位并锁紧。现场信号线需按照三重化原则,正确连接到模块端子的三个独立通道上。上电后,需使用TRISTATION 1131软件对模块进行硬件配置、通道类型设置和校准。
日常维护的核心是利用系统的诊断功能。工程师应定期检查系统事件日志中关于I/O模块的诊断信息。模块支持在线热插拔(在系统配置允许且遵循特定程序的情况下),这允许在不中断过程操作的情况下更换故障模块。