[發明專利]轉爐傾動控制系統

有效

• 申請號: 201510737079.0
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN105420443B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 任朝暉
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: C21C5/50
• 分類號: C21C5/50
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 許向彤,陳英俊

技術領域

本發明涉及轉爐傾動控制系統的技術領域，特別涉及用現場總線技術來構建的轉爐傾動控制系統。

背景技術

轉爐傾動控制系統是轉爐煉鋼的核心系統，轉爐傾動控制系統一般采用4臺傾動電機，通過一二次減速機剛性相連，并采用全懸掛4點嚙合柔性傳動方式。4臺傾動電機之間要進行均勻的負荷分配，確保4臺傾動電機同步運行、同步停止，從而平穩運行。

國內鋼廠普遍采用Profibus-DP總線來構建轉爐傾動控制系統，4臺傾動電機分別由4臺單獨的變頻器控制，PLC控制器通過Profibus-DP總線與4臺傾動變頻器進行通訊，傳遞啟停命令以及速度轉矩設定值等數據，傾動主從動變頻器之間通過SIMOLINK光纖(或SINAMICS LINK光纖)傳遞同步數據，PLC控制器與操作員站則通過以太網來通訊傳遞數據。

此控制系統中包含了以太網、Profibus-DP總線和SINAIMICS LINK光纖三種不同的通訊方式。并且，Profibus-DP總線本身具有以下缺點：

i)數據傳速速度慢，Profibus-DP總線的最大傳速速度為12Mbps，且受傳速距離的影響；

ii)系統的可靠性不高，Profibus-DP總線采用一連到底的連接方式，通過一根雙絞線將主站與所有的子站連接起來，當某段總線或某個子站出現故障的情況下，其余子站有可能全部停止工作；

iii)抗干擾能力差，Profibus-DP總線采用屏蔽雙絞線進行通訊，Profibus規范無法與普通屏蔽雙絞線的內阻、線間電容等參數相匹配，系統經常出現非正常通訊狀態，導致抗干擾能力不強；

iv)故障診斷較難，一旦Profibus-DP網絡出現故障，查找故障點比較困難，缺乏有效可靠的專業檢測儀器，只能依靠經驗豐富的維護人員進行故障點排查，不僅浪費寶貴的生產時間，影響生產計劃，還增加了人力成本。

由于Profibus-DP總線的上述缺點，采用Profibus-DP總線構建的轉爐傾動控制系統中存在Profibus總線擴展性不理想，系統抗干擾能力差，故障查找困難，不能直接與TCP/IP接口相連接，數據傳遞效率不高，可靠性不佳等缺點，影響了轉爐傾動控制系統的穩定性和快速性。

發明內容

本發明所采用的技術方案是：

在一個可選的實施例中，一種轉爐傾動控制系統包括：控制器、交換機、角度編碼器、傾動變頻器、傾動電機；其中，多臺傾動變頻器與多臺傾動電機一一對應地連接，并且用于分別控制對應地連接的多臺傾動電機；其特征在于，控制器、交換機、角度編碼器、傾動變頻器分別具有Profinet接口，交換機通過Profinet接口分別與控制器、角度編碼器、傾動變頻器連接，控制器、交換機、角度編碼器、傾動變頻器之間通過Profinet接口進行通訊。

在一個可選的實施例中，所述控制器包括可編程邏輯PLC控制器和分布式I/O設備，PLC控制器具有兩個Profinet接口，其中一個Profinet接口連接到所述交換機，另一個Profinet接口連接到分布式I/O設備，分布式I/O設備用于在PLC控制器與交換機、角度編碼器、傾動變頻器之間傳送輸入輸出信號。

在一個可選的實施例中，所述轉爐傾動控制系統還包括操作員站，所述操作員站通過TCP/IP接口與PLC控制器進行通訊，用于操作及監控轉爐傾動系統。

在一個可選的實施例中，多臺傾動變頻器的數量為4臺。

在一個可選的實施例中，傾動變頻器與PLC控制器之間利用等時同步實時IRT通訊功能進行通訊，用于傳遞主從同步數據，主從同步數據至少包括控制字、狀態字、速度給定、轉矩分量。

在一個可選的實施例中，各個傾動電機的軸上分別安裝有增量編碼器，用于向對應的傾動變頻器實時傳遞數據。

在一個可選的實施例中，各個Profinet接口之間通過Profinet總線連接，并且構成星型網絡結構。

在一個可選的實施例中，多臺傾動變頻器均采用速度環和轉矩環的雙閉環控制。

在一個可選的實施例中，PLC控制器是西門子S7-400、分布式I/O設備是西門子ET200M、交換機是西門子網管型交換機X200、角度編碼器是倍加福絕對值編碼器EVM58，傾動變頻器是西門子S120。