CN105420443B - 转炉倾动控制系统 - Google Patents

Abstract

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。

Description

转炉倾动控制系统

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。

本发明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，本发明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是本发明中一个实施例的转炉倾动控制系统的简图。

图2是本发明中另一个实施例的转炉倾动控制系统的简图。

图3是本发明中又一个实施例的转炉倾动控制系统的简图。

图4是本发明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发明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发明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，在不偏离本发明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。

为了便于理解本发明，下面对本发明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1 Profinet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Profinet I/O和模块化装备ProfinetCBA两种不同的应用模式。Profinet I/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Profinet CBA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，Profinet CBA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Profinet I/O。

图1是本发明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1用于控制整个转炉倾动控制系统的运行，交换机2用于连接各个设备，倾动变频器4用于向倾动电机发送倾动信号。角度编码器3用于检测转炉转动的角度，角度编码器3利用Profinet总线中的实时通讯功能与PLC控制器进行通讯，用于实时传递转炉倾动角度值。

图2是本发明中另一个实施例的转炉倾动控制系统的简图。

在一个实施例中，所述控制器包括可编程逻辑PLC控制器1和分布式I/O设备6，PLC控制器1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6用于在PLC控制器与交换机2、角度编码器3、倾动变频器4之间传送输入输出信号。

由于西门子已拥有从PLC控制器、分布式I/O设备、变频器、交换机及数控系统全系列的支持Profinet I/O技术规范的工业自动化产品，所以选用西门子S7-400控制器作为PLC控制器，并且选用西门子Sinamics系列中的S120变频器作为倾动变频器，以此为核心来构建转炉倾动控制系统。

其中，倾动变频器的核心控制模块即控制单元选用带有Profinet接口的CPU320-2PN，控制单元通过西门子专用Drive-CLIQ电缆连接诸如整流单元、逆变单元、编码器模块、制动单元等的其它变频器内部部件，并且通过Drive-CLIQ协议与其它部件进行通讯。

在一个实施例中，所述转炉倾动控制系统还包括操作员站20，所述操作员站20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。

要注意的是，一个完整的Profinet I/O的工程模型通常有以下三类组成元素：

1)I/O控制器，所述I/O控制器一般是可编程控制器(例如PLC控制器+分布式I/O设备ET200M)，能够执行自动化程序，其功能相当于现有技术中的Profibus的主站；

2)I/O设备，所述I/O设备是连接到Profinet网络中的现场分布式I/O；

3)I/O监视器，所述I/O监视器是一种工程设备，通常为PC，HMI等，用于I/O控制器和I/O设备的调试和诊断。

一个Profinet I/O应该包括至少一个I/O控制器和至少一个I/O设备；在一些场合中，I/O监视器可以省略。在本申请中，控制器(PLC控制器和分布式I/O设备ET200M)用作I/O控制器；交换机、角度编码器、倾动变频器用作I/O设备；此外，在本申请的系统包括操作员站的场合，操作员站用作I/O监视器。

基于Profinet总线技术的转炉倾动控制系统中，PLC控制器选用带Profinet接口的高性能控制器CPU416-3PN/DP，分布式I/O设备选用分布式ET200M系列。在有些实例中，仅需要一个ET200M；在其它实例中，可能需要多个ET200M；其中，每个ET200M均配置带有PROFINET I/O接口的IM153-4PN接口模块。带有集成PROFINET接口的高性能的PLC控制器及带有PROFINET I/O接口的分布式I/O设备，保证了高响应的程序运算速度和高的网络传输速率。操作员站20和工程师站21等均具有Profinet接口及以太网接口。操作员站监控软件采用西门子WINCC软件V7.0。工程师站21的功能和配置与操作员站类似，只是提供给不同的技术人员使用，并且安置于不同的位置。作为简化，也可以仅设置工程师站21与操作员站20之一。此外，需要注意的是，操作员站和工程师站21一般是普通的PC机，一般不具有Profinet接口，因此常常通过TCP/IP接口与PLC控制器进行通讯。作为替换，如果选用了具有Profinet接口的操作员站和工程师站21，则就实现了真正的Profinet组网一网化。

用于检测转炉转动过程中的倾动角度的角度编码器可以选用倍加福公司的带有Profinet接口的绝对值编码器EVM58。这样角度编码器可直接通过Profinet接口安装在转炉倾动控制系统中，确保该角度编码器的数值能实时可靠地传输至PLC控制器。注意，由于Profinet网络中两节点距离要求不大于100m，如果现场转炉的角度编码器距离最近的一个具有Profinet接口的设备超过100m，则需要通过在两个节点之间增加交换机进行扩展或改用光纤连接的方式；或者也可以选用带有Profibus接口的编码器，然后通过增加一个IE/PBLINK I/O代理服务器，通过该代理服务器将Profibus接口的编码器接入到Profinet网络中。也就是说，在距离过大的情况下，也可以采用Profinet接口与Profibus接口混合组网的方式。

转炉倾动装置是转炉的关键设备，转炉倾动负载工况要求当1台或2台倾动变频器或对应的倾动电机出现故障时，PLC控制器立即对剩余的变频器的速度设定等参数进行调整，确保转炉能依靠余下的3台或2台倾动电机继续运转。所以，为保证1台倾动变频器有故障时不影响其余倾动变频器与PLC控制器的正常通讯，转炉倾动控制系统的各个具有Profinet接口的设备组成星型拓扑结构。星型拓扑结构的Profinet网络对交换机的性能要求很高。倾动控制系统中所有设备均彼此独立工作，任一设备出现故障，其它设备不会受到影响。如果Profinet网络采用类似Profibus那样的总线型连接，某个Profinet节点(具有Profinet接口的设备)有故障就会影响其后面的节点(设备)与PLC控制器之间的通讯。

根据响应时间的不同，Profinet支持以下3种实时通讯方式：

1)TCP/IP标准通讯，循环时间约为100ms，用在控制器之间的通讯；

2)实时(RT)通讯，Profinet提供了优化的、基于以太网第二层(Layer2)的实时通讯通道，通过该实时通道，极大地减少了数据在通讯栈中的处理时间，通讯循环时间为10ms，使用于分布式I/O设备；

3)等时同步实时(IRT)通讯，由于有专用硬件芯片的特殊保证，通讯循环时间为1ms，适用于运动控制系统等实时性要求高的应用。

转炉倾动系统中具有多台倾动变频器，多台倾动变频器之中需要指定一台为主倾动变频器，其余变频器为从倾动变频器。一般情况下，倾动变频器的数量为4台。4台倾动变频器之间需要负荷分配，4台倾动变频器之间及各个倾动变频器与PLC控制器之间需要快速高效地交换数据，因此需要使用到Profinet中的等时同步实时(IRT)通讯功能，而现有的交换机和集线器是不支持该功能的。为此，交换机选用西门子SCALANCE X200系列网管型，该交换机性能高、支持IEEE802.1q协议、能实现10/100Mbps全双工、自适应高速通讯和远程诊断监控，用在设备级的现场中实时性非常高，也支持Profinet中的等时同步实时(IRT)通讯功能。

同时在转炉倾动控制系统的整个PROFINET网络中使用西门子原装Profinet金属接头盒及Profinet绿色网线，将金属接头与设备外壳相连，并与屏蔽层实现环状接触，这样可以显著降低使用Profibus双绞线所引起的非正常通讯状态的概率，保障了大量现场设备的正常通讯，抗干扰能力得到显著增强。

图3是本发明中又一个实施例的转炉倾动控制系统的简图。

基于Profinet接口和Profinet总线构成的网络的转炉倾动控制系统简图见图3。各个Profinet接口之间通过Profinet总线连接，并且构成星型网络结构。转炉倾动控制系统中，操作员站20及工程师站21均带有TCP/IP接口；PLC控制器、分布式I/O设备、倾动变频器和角度编码器均带有Profinet接口，通过支持Profinet等时同步实时(IRT)通讯功能的西门子网管型交换机X200系列组成星型网络。PLC控制器具有至少两个Profinet接口，其中，一个Profinet接口与工业交换机相连接，另一个Profinet接口直接与分布式I/O设备相连接。操作员站20及工程师站21与PLC控制器之间通过TCP/IP进行通讯，PLC控制器与倾动变频器之间利用Profinet中的等时同步实时(IRT)通讯功能进行通讯。由于Profinet总线的多通道全双工实时性通讯特性，所有设备能够彼此独立工作，因此即使任一设备出现故障，其它设备也不受影响。PLC控制器和倾动变频器之间利用Profinet中的等时同步实时(IRT)通讯功能进行通讯，PLC控制器和倾动变频器之间的通讯时间可以限定在4ms内，倾动主从动变频器靠PLC控制器来中转传递主从同步数据，实现负荷均匀分配。所以，利用Profinet总线技术就把转炉倾动控制系统的过程控制层和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、设备诊断与维护方面有很大改进。

转炉倾动控制系统的程序设计是在西门子编程软件STEP7 V5.5环境中编写。Profinet I/O在STEP7中的组态步骤和Profibus DP的组态类似。PLC控制器与分布式I/O设备ET200M的设定(I/O控制器的设定)包括设备名称、IP地址(网段)和Profinet I/O设备的更新时间的设定；其中需要注意的是I/O控制器的设备名称不能通过网卡来设定，只能通过下载组态信息来设置。交换机、角度编码器、倾动变频器(I/O设备)的设定主要包括各个I/O设备的设备名称、设备号和IP地址的设定，系统会自动分配给每个设备一个初始设定，也可以通过手动方式自己修改。其中设备号(Device Number)的作用类似于Profibus的从站地址；设备名称需要在联机时依次给每个I/O设备进行分配，并且需要和组态中的设备名称一致；IP地址则由I/O控制器在下载组态时通过辨别设备名称来进行分配。

要实现Profinet星型网络连接和Profinet的等时同步实时IRT功能，需先进行网络拓扑组态。因为IRT的通讯必须知道网络拓扑结构，这样才能实现有调度的实时通讯。网络拓扑组态是Profinet通讯设备特有的组态方式，具有设备更换无需可移动存储介质的优点，并且具有在操作期间更改I/O端口设备自动调试的功能。Profinet拓扑编辑器(Topology Editor)提供表格视图(Table view)和图形视图(Graphic view)这两种组态方式。

注意X200交换机需要配置及组态，配置且组态交换机是为了实现交换机诊断的功能，而且诊断的信息是通过实时通道传输的，保证报警的实时响应。PLC控制器(CPU416-3PN)还支持SNMP(简单的网络管理Simple NetWork Management Protocol)、LLDP(链路层发现协议Link Layer Discovery Protocol)及DCP(发现和组态协议DiscoveryConfiguratI/On Protocol)等协议，则可利用拓扑编辑器组态设置、互连和诊断包括端口在内的Profinet设备。

变频器组态及参数设置在西门子驱动软件Starter v4.4中进行。PLC控制器和倾动变频器的通讯利用Profinet总线中的PROFIdrive协议。PROFIdrive协议是应用在驱动技术上的Profinet行规，包含通过循环数据通道进行循环数据、通过非循环通道进行非循环数据传输、报警通道及周期同步运行4种通讯服务。注意因采用了Profinet的IRT功能，倾动变频器需设置“采用PROFIdrive的运动控制”功能才能通过Profinet的等时同步驱动耦合。因倾动变频器本身的整流单元、逆变单元、控制单元、制动单元及编码器模块等均有各自的相关参数，4台倾动变频器之间也有同步数据需要传递，所以变频器通讯报文选用配置灵活的自由报文(p0922＝999)。

PLC控制器向倾动变频器发送字：

PZD1	PZD2	PZD3	PZD4	PZD5	PZD6
						控制字1	控制字2	速度设定值	转矩设定值	主站PI积分分量	备用

倾动变频器向PLC控制器发送字：

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。多台倾动变频器均采用速度环和转矩环的双闭环控制。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。4台倾动变频器负荷均匀分配策略：4台倾动电机的轴上分别的4个增量编码器G检测到的信号输入到对应的倾动变频器，4台倾动变频器均采用速度环和转矩环双闭环控制。4台倾动变频器均经过静态优化、动态优化和速度控制器优化。任意选一台倾动变频器为主动变频器，其余三台为从动变频器，PLC控制器把启停命令及速度设定值通过Profinet总线传送给4台倾动变频器，其中，主动变频器把自身速度控制器的积分分量(P1511)及状态字通过Profinet总线传送至PLC控制器，PLC控制器再把主变频速度控制器积分分量通过Profinet IRT传送给三台从动变频器，从动变频器取消自身的速度控制器积分分量，用接受的主动变频器的速度控制器积分分量来进行PI(比例积分)控制。

PLC控制器和倾动变频器之间的Profinet总线通讯可以实现自动的主从切换功能。当某一台从动变频器出现故障时，该从动变频器向PLC控制器发出故障信号，自动停止工作，其他三台变频器继续正常工作。当主动变频器出现故障时，该主动变频器停止工作并发出故障信号，PLC控制器接到故障信号后启动故障处理子程序，通过Profinet总线通讯来设置一台从动变频器作为新的主动变频器。同时，通过Profinet总线设置并且改变变频器的内部参数。变频器内部的速度滤波器滤波时间设置为4ms，利用Profinet的IRT功能，4台倾动主从变频器通讯时间不会超过4ms，完全满足了转炉倾动装置的主从同步要求。

利用Profinet I/O支持使用一致性诊断的概念，转炉倾动控制系统的Profinet网络中I/O设备在检测到故障(例如断线)时，会将诊断中断信息输出到PLC控制器，此中断在倾动程序中调用相应的OB(诊断中断OB82)，从而根据故障来生成已定义过的响应。由于Profinet基于以太网，因此其诊断更加灵活，SNMP协议和HTTP协议都可以诊断Profinet设备，从而获取诊断信息，从网络的任何一点或通过WLAN都可以随时随地访问转炉倾动控制系统的Profinet网络中连接的设备。

转炉倾动系统中的操作员站与带Profinet I/O控制器功能的CPU416-3PN连接，利用Internet Explorer浏览器就可实现远程诊断和维护管理。在Internet Explorer浏览器地址栏中键入转炉倾动控制系统中PLC控制器的IP地址“http://192.68.0.2”，就可以监控转炉倾动主机架CPU模块状态、分布式I/O设备组态及模块状态、I/O控制器端口收发数据包状态，以及CPU及I/O控制器诊断缓冲区事件描述等系统诊断信息。本申请为方便维护人员快速查找和诊断转炉倾动系统Profinet网络中的设备故障，利用WinCC图形编辑器(Graphics Designer)先新建一幅画面(Picture)，然后调用WinCCWebBrowser控件(ActiveX controls)，指定上面的Internet Explorer浏览器地址，用于指向转炉倾动控制系统中PLC控制器的IP地址，这样就可以在运行的操作员站上直接查看到Profinet网络系统诊断信息。

在转炉倾动控制系统Profinet网络中，PLC控制器在组态时就会主动给每个设备分配地址，因此错误地将同一个地址分配至两个设备，导致Profibus网络无法运行的情况在Profinet网络中就完全不存在了。如果转炉倾动控制系统中某个设备损坏，在需要更换设备的情况下，基于以太网的LLDP协议，Profinet控制器能够快速地将原来设备的名称和地址分配给替换的设备，节省了大量的时间和物力成本。

转炉倾动系统程序采用模块化结构编程，整个转炉倾动控制系统程序有OB组织块，FC功能块和DB数据块组成。图4是本发明中转炉倾动控制系统的程序框图。

在图4中，顺序执行以下程序：OB100，开机首次扫描初始化组织块，倾动系统中初始化程序；OB1，循环扫描执行组织块；OB38，周期性循环组织块循环周期2ms，内有PLC和倾动变频器通信程序；OB80～OB87，故障处理程序；OB121，程序故障处理程序；OB122，模块故障处理程序。其中，在循环扫描执行组织块步骤中执行如下子步骤：功能FC100：倾动系统操作台操作箱输入按钮指示灯采集程序；功能FC101：倾动系统润滑液压站等公辅设备程序；功能FC102：允许摇炉条件判断程序；功能FC103：摇炉操作手柄规格化程序；功能FC104：倾动抱闸处理程序；功能FC105：正常摇炉程序；功能FC106：倾动变频器故障处理程序，主从切换程序；功能FC107：角度编码器数值处理程序；功能FC108：急停处理程序；功能FC109：和副枪及二级通讯程序。

在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进和变形，都落在本发明的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好地解释本发明的目的，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

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。

3.如权利要求1所述的转炉倾动控制系统，其特征在于，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。

4.如权利要求1所述的转炉倾动控制系统，其特征在于，多台倾动变频器的数量为4台。

5.如权利要求1所述的转炉倾动控制系统，其特征在于，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。

6.如权利要求1所述的转炉倾动控制系统，其特征在于，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。

7.如权利要求1所述的转炉倾动控制系统，其特征在于：各个Profinet接口之间通过Profinet总线连接，并且构成星型网络结构。

8.如权利要求1所述的转炉倾动控制系统，其特征在于：多台倾动变频器均采用速度环和转矩环的双闭环控制。

9.如权利要求1所述的转炉倾动控制系统，其特征在于，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。