转炉倾动控制系统技术方案

本申请涉及一种转炉倾动控制系统，包括：控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器、倾动电机；其中，多台倾动变频器与多台倾动电机一一对应地连接，并且用于分别控制对应地连接的多台倾动电机；其特征在于，控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器分别具有Profinet接口，交换机通过Profinet接口分别与控制器、角度编码器、倾动变频器连接，控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器之间通过Profinet接口进行通讯。本发明专利技术把转炉倾动控制系统的过程控制层、现场设备控制层都统一起来，真正实现了一网到底的控制理念，在系统的互操作性、开放性、可靠性、设备诊断与维护等方面有很大改进。

【技术实现步骤摘要】
转炉倾动控制系统
本专利技术涉及转炉倾动控制系统的
，特别涉及用现场总线技术来构建的转炉倾动控制系统。
技术介绍
转炉倾动控制系统是转炉炼钢的核心系统，转炉倾动控制系统一般采用4台倾动电机，通过一二次减速机刚性相连，并采用全悬挂4点啮合柔性传动方式。4台倾动电机之间要进行均匀的负荷分配，确保4台倾动电机同步运行、同步停止，从而平稳运行。国内钢厂普遍采用Profibus-DP总线来构建转炉倾动控制系统，4台倾动电机分别由4台单独的变频器控制，PLC控制器通过Profibus-DP总线与4台倾动变频器进行通讯，传递启停命令以及速度转矩设定值等数据，倾动主从动变频器之间通过SIMOLINK光纤(或SINAMICSLINK光纤)传递同步数据，PLC控制器与操作员站则通过以太网来通讯传递数据。此控制系统中包含了以太网、Profibus-DP总线和SINAIMICSLINK光纤三种不同的通讯方式。并且，Profibus-DP总线本身具有以下缺点：i)数据传速速度慢，Profibus-DP总线的最大传速速度为12Mbps，且受传速距离的影响；ii)系统的可靠性不高，Profibus-DP总线采用一连到底的连接方式，通过一根双绞线将主站与所有的子站连接起来，当某段总线或某个子站出现故障的情况下，其余子站有可能全部停止工作；iii)抗干扰能力差，Profibus-DP总线采用屏蔽双绞线进行通讯，Profibus规范无法与普通屏蔽双绞线的内阻、线间电容等参数相匹配，系统经常出现非正常通讯状态，导致抗干扰能力不强；iv)故障诊断较难，一旦Profibus-DP网络出现故障，查找故障点比较困难，缺乏有效可靠的专业检测仪器，只能依靠经验丰富的维护人员进行故障点排查，不仅浪费宝贵的生产时间，影响生产计划，还增加了人力成本。由于Profibus-DP总线的上述缺点，采用Profibus-DP总线构建的转炉倾动控制系统中存在Profibus总线扩展性不理想，系统抗干扰能力差，故障查找困难，不能直接与TCP/IP接口相连接，数据传递效率不高，可靠性不佳等缺点，影响了转炉倾动控制系统的稳定性和快速性。
技术实现思路
本专利技术所采用的技术方案是：在一个可选的实施例中，一种转炉倾动控制系统包括：控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器、倾动电机；其中，多台倾动变频器与多台倾动电机一一对应地连接，并且用于分别控制对应地连接的多台倾动电机；其特征在于，控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器分别具有Profinet接口，交换机通过Profinet接口分别与控制器、角度编码器、倾动变频器连接，控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器之间通过Profinet接口进行通讯。在一个可选的实施例中，所述控制器包括可编程逻辑PLC控制器和分布式I/O设备，PLC控制器具有两个Profinet接口，其中一个Profinet接口连接到所述交换机，另一个Profinet接口连接到分布式I/O设备，分布式I/O设备用于在PLC控制器与交换机、角度编码器、倾动变频器之间传送输入输出信号。在一个可选的实施例中，所述转炉倾动控制系统还包括操作员站，所述操作员站通过TCP/IP接口与PLC控制器进行通讯，用于操作及监控转炉倾动系统。在一个可选的实施例中，多台倾动变频器的数量为4台。在一个可选的实施例中，倾动变频器与PLC控制器之间利用等时同步实时IRT通讯功能进行通讯，用于传递主从同步数据，主从同步数据至少包括控制字、状态字、速度给定、转矩分量。在一个可选的实施例中，各个倾动电机的轴上分别安装有增量编码器，用于向对应的倾动变频器实时传递数据。在一个可选的实施例中，各个Profinet接口之间通过Profinet总线连接，并且构成星型网络结构。在一个可选的实施例中，多台倾动变频器均采用速度环和转矩环的双闭环控制。在一个可选的实施例中，PLC控制器是西门子S7-400、分布式I/O设备是西门子ET200M、交换机是西门子网管型交换机X200、角度编码器是倍加福绝对值编码器EVM58，倾动变频器是西门子S120。本专利技术所要达到的技术效果是：1)采用实时性好、稳定性高、抗干扰能力强、互联性和兼容性好，基于以太网技术的Profinet总线代替Profibus总线来构建改进的转炉倾动控制系统；2)利用Profinet总线技术把转炉倾动控制系统的过程控制层、现场设备控制层都统一起来，真正实现了一网到底的控制理念，在系统的互操作性、开放性、可靠性、设备诊断与维护等方面有很大改进。附图说明通过下面结合附图对其实施例进行描述，本专利技术的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。图1是本专利技术中一个实施例的转炉倾动控制系统的简图。图2是本专利技术中另一个实施例的转炉倾动控制系统的简图。图3是本专利技术中又一个实施例的转炉倾动控制系统的简图。图4是本专利技术中转炉倾动控制系统的程序框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述。在下面的描述中，只通过说明的方式对本专利技术的某些示范实施例进行描述，毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，可以用各种不同方式对所述的实施方案进行修正。因此，附图和描述在本质上只是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。为了便于理解本专利技术，下面对本专利技术的系统和使用方法分别进行详细描述。Profinet总线是由Profibus国际组织推出的新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。Profinet总线完全兼容工业以太网和现有的现场总线(Profibus)技术。基于现有成熟的IT标准，提供对TCP/IP的绝对支持，实时性高，提供标准的独立制造商工程接口，可方便地把制造商的设备和组件集成到单一系统中、拓扑结构灵活、可靠性高、设备诊断与维护方便。Profinet总线与现有的现场总线Profibus的对比参考如下的表1。表1Profinet总线和Profibus总线的区别基于以上，提出了采用实时性好、稳定性高、抗干扰能力强、互联性和兼容性好，基于以太网技术的Profinet新型总线，从而代替Profibus总线，来构建新型转炉倾动控制系统。Profinet技术分为用于集成分布式I/O的ProfinetI/O和模块化装备ProfinetCBA两种不同的应用模式。ProfinetI/O是用于实现模块化、分布式应用的通讯概念，是为基于以太网的现场设备之间的高速数据交换而设计的。而ProfinetCBA是基于组件的自动化技术，主要用于模块化应用程序的实现，ProfinetCBA用于控制器与控制器之间的通讯。在本申请中，转炉倾动控制系统采用ProfinetI/O。图1是本专利技术中一个实施例的转炉倾动控制系统的简图。如图1所示，本申请的转炉倾动控制系统包括：控制器1、交换机2、角度编码器3、倾动变频器4、倾动电机M；其中，多台倾动变频器4与多台倾动电机M一一对应地连接，并且用于分别控制对应地连接的多台倾动电机；控制器1、交换机2、角度编码器3、倾动变频器4分别具有Profinet接口，交换机通过Profinet接口分别与控制器、角度编码器、倾动变频器连接，控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器之间通过Profinet接口进行通讯。其中，控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转炉倾动控制系统，包括：控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器、倾动电机；其中，多台倾动变频器与多台倾动电机一一对应地连接，并且用于分别控制对应地连接的多台倾动电机；其特征在于，控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器分别具有Profinet接口，交换机通过Profinet接口分别与控制器、角度编码器、倾动变频器连接，控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器之间通过Profinet接口进行通讯。

【技术特征摘要】
1.一种转炉倾动控制系统，包括：控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器、倾动电机；其中，多台倾动变频器与多台倾动电机一一对应地连接，并且用于分别控制对应地连接的多台倾动电机；其特征在于，控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器分别具有Profinet接口，交换机通过Profinet接口分别与控制器、角度编码器、倾动变频器连接，控制器、交换机、角度编码器、倾动变频器之间通过Profinet接口进行通讯，所述控制器包括可编程逻辑PLC控制器和分布式I/O设备，PLC控制器具有两个Profinet接口，其中一个Profinet接口连接到所述交换机，另一个Profinet接口连接到分布式I/O设备，分布式I/O设备用于在PLC控制器与交换机、角度编码器、倾动变频器之间传送输入输出信号。2.如权利要求1所述的转炉倾动控制系统，其特征在于，角度编码器距离最近的一个具有Profinet接口的分布式I/O设备超过100m时，采用以下三种连接方式中的任一种：在角度编码器与该分布式I/O设备之间增加交换机进行扩展；使用光纤连接方式；采用具有Profibus接口的角度编码器，利用代理服务器将Profibus接口的角度编码器接入到Profinet网络中...

【专利技术属性】
技术研发人员：任朝晖，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42