基于PLC的GateWay技术在转炉自动化中的应用

王轶

（济钢集团有限公司自动化部，山东 济南 250101）

基于PLC的GateWay技术在转炉自动化中的应用

王轶

（济钢集团有限公司自动化部，山东 济南 250101）

济钢210 t转炉自动化系统以Control Logix系列PLC为硬件，采用Control Logix5561 CPU，软件采用RSLogix5000 V16.0，建立L2级和L1级系统之间网关，保证了转炉生产自动化控制中不同系统之间数据的快速、安全、准确传递。

网关；PLC；转炉自动化；GateWay技术

1 前言

济钢210 t转炉生产线转炉作业区包括炉体倾动、氧枪、本体仪表吹炼、汽化冷却、副枪和投料等系统，外围系统包括LT干法除尘、皮带上料、铁水倒灌站、KR脱硫站、炉后CAS站以及后续的LF精炼炉和RH精炼炉等。该转炉自动化系统采用SDM静动态模型，L2级模型系统需要及时、准确地获取L1级数据，同时下发冶炼指令到L1级，且各L1级子系统之间也需要获取相关状态数据。在转炉吹炼操作时，倾动、氧枪、副枪、投料等系统同时参与控制才能完成终点钢水成分和温度控制，副枪需要倾动的炉体状态数据、仪表的吹氧量数据，倾动系统需要副枪动作的状态，L2级需要随时与氧枪、本体、副枪和投料系统交换数据，以获得当前的冶炼信息，并通过模型计算，下发新的枪位、吹氧量、加料指令以及给副枪测量触发信号等。系统对数据通讯的传输速度、数据的精确性和可靠性以及网络的稳定性都提出很高的要求。为此，在转炉自动化系统中采用基于Control Logix系列PLC的GateWay网关技术。

2 网关的实现

转炉自动化系统网关采用Rockwell的PLC作为硬件载体，CPU采用Control Logix5561，1个Control-Net通讯模块1756-CNB用于L1级PLC通信，1个以太网模块1756-ENBT负责与L2级通信，软件采用RSLogix5000 V16.0，使用梯形图编程。网络配置如图1所示，GateWay介于L2级和L1级系统之间，接收L2级的指令数据下发给指定的L1级子系统，同时将L1级数据上传至L2级，必要时也可完成L1级系统之间的数据交换。GateWay与L2之间通过以太网连接，与L1级通过ControlNet方式连接。

GateWay网关与L2级之间以Control Logix提供的MSG消息服务来完成数据的传递，L2级一侧运行PLC的驱动(由Delphi7开发)，负责解析GateWay网关发送来的数据包，转换成模型系统需要的格式后存储在L2级Oracle数据库中，同时将L2级下发的指令转换成MSG格式后发给GateWay网关。

图1 转炉自动化系统网络配置

以L2级获取本体仪表系统的氧流量（Actual Oxygen Flow Rate）为例建立通讯连接。

1）建立Message结构的标签。在Control Logix的用户自定义数据类型中建立Message结构的标签，如图2所示，用于记录指令的通讯组态和执行情况。在Message结构中，每一个成员数据类型可根据通讯数据内容定义，此处数据为模拟量，定义为DINT，完成结构类型的定义后，将在通讯程序段建立的标签分配给某条MSG指令。

图2 Message结构定义

对MSG进行组态。进入MSG组态界面，由于L1级也采用了同系列PLC，此处将MSG类型设置为CIP Data Table Read/ Write，表示此MSG对Control Logix控制器进行读写，再设置源数据和目标数据以及数据源的数量。

2）数据读取。完成MSG的组态后，可在程序段中编写数据的读写指令，首先从L1级PLC读取需要的数据至缓冲区。为了提高系统的通讯效率，采用了时间戳触发方式来判断目前的数据是否为新的数据，即通讯的PLC之间采用Trigger脉冲计数，发送方判断为新的数据时给Trigger加1，接收方PLC收到变化的Trigger值时刷新数据，这样避免了频繁交换旧数据带来的通讯负荷。

3）数据发送。当接收到新数据时，将新的数据MOV到发送缓冲区，等待L2级读取。同样，Gate-Way读取L2级发送来的数据到接收缓冲区，再转发L1级PLC。而各L1级系统之间的通讯，由于并未涉及与L2的数据交换，采用各L1级之间的直接MSG通讯，减少了由GateWay中转带来的通讯延迟。在特殊情况下，也可通过GateWay来完成数据传递。

3 结语

转炉自动化系统网关以PLC作为硬件，稳定性好，以Message方式通讯，具有响应快、可靠性高的优点，且采用了Trigger时间戳来辨识数据的刷新，降低了无效数据交换造成资源浪费，减轻了系统负担，便于故障查找和维护。应用过程中，通过对GateWay网关PLC数据的在线监控，多次查找出系统的故障原因，保证了济钢210 t转炉稳定运行。

Application of the GateWay Technique Based on PLC in Converter Automation

WANG Yi
（The Automation Department of Jinan Iron and Steel Group Corporation,Jinan 250101,China）

Jinan Steel used the Control Logix series PLC as hardware,Control Logix5561 CPU and RSLogix5000 V16.0 as software in the 210 t converter automation system,establishing the gateway between systems in L1 level and L2 level,insuring the data between different systems in the converter automation system transferring fast,safely and accurately.

gateway;PLC;converter automation;GateWay technique

TP393.03

A

1004-4620（2011）04-0054-01

2011-05-23

王轶，男，1981年生，2005年毕业于江西理工大学电气工程及其自动化专业。现为济钢自动化部助理工程师，从事钢铁生产过程的自动化系统技术开发工作。