[发明专利]转炉倾动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及转炉倾动控制系统的技术领域，特别涉及用现场总线技术来构建的转炉倾动控制系统。

背景技术

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SINAMICS LINK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SINAIMICS LINK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。

发明内容

本发明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。