GENIUS現(xiàn)場總線在熱連軋控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

董永剛，邢建輝

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GENIUS現(xiàn)場總線在熱連軋控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

董永剛1，邢建輝2

（1.邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 邢臺 054035；2.德龍鋼鐵有限公司，河北 邢臺 054000）

簡述了德龍850mm熱連軋生產(chǎn)線自動化控制系統(tǒng)的配置，重點(diǎn)介紹了Genius現(xiàn)場總線的應(yīng)用，Genius網(wǎng)中PLC主站控制器與VersaMax I/O、其他Genius設(shè)備等數(shù)據(jù)交換，各模塊在Genius網(wǎng)做主站或從站的詳細(xì)配置，PLC控制器對數(shù)據(jù)的讀寫。

Genius總線；VersaMax I/O從站；波特率

德龍鋼鐵850mm熱連軋廠2003年底正式投產(chǎn)，這條熱連軋生產(chǎn)線上的工藝設(shè)備先進(jìn)，自動化程度高。德龍850mm熱連軋生產(chǎn)線廣泛采用了Genius現(xiàn)場總線技術(shù)，具有很好的實(shí)時(shí)性，可以用于控制大量的現(xiàn)場I/O設(shè)備，使用屏蔽雙絞線為通信介質(zhì)，使控制器與節(jié)點(diǎn)設(shè)備以菊花鏈的形式連接起來，避免了大量的傳輸電纜，為現(xiàn)場設(shè)備實(shí)時(shí)控制提供了有力保障。

一、Genius現(xiàn)場總線的概述

Genius總線是一個(gè)對等、令牌網(wǎng)絡(luò)，一條網(wǎng)絡(luò)最多可有32個(gè)站點(diǎn)[1]，網(wǎng)絡(luò)支持廣播方式通訊，廣播方式通訊的效率要遠(yuǎn)高于報(bào)文方式通訊，該網(wǎng)絡(luò)具有極大的靈活性，同時(shí)支持控制器之間以及控制器和遠(yuǎn)程I/O之間的通訊。Genius網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)可以采用屏蔽雙絞線、光纖或MODEM。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)的兩端有終端電阻[1]。Genius總線的特性：

（1）Peer to Peer 網(wǎng)絡(luò)。

（2）高速、強(qiáng)抗干擾能力，采用頻移鍵控調(diào)制技術(shù)，頻率范圍從0到460.8KHz。

（3）實(shí)時(shí)性好、遠(yuǎn)距離傳輸，信號衰減小，采用屏蔽雙絞線，最遠(yuǎn)距離可達(dá)2 300m。

（4）支持廣播方式和報(bào)文方式通訊。

（5）靈活，該網(wǎng)絡(luò)即可以用于PLC之間通訊，也可用于PLC和I/O之間通訊，還可以混合應(yīng)用即用于PLC之間通訊，又用于I/O之間通訊。

（6）簡單易用，由于該網(wǎng)絡(luò)支持廣播方式通訊，所以組態(tài)通訊非常簡單。

二、熱連軋生產(chǎn)線自動化控制系統(tǒng)的配置

德龍850mm熱連軋生產(chǎn)線自動化系統(tǒng)由基礎(chǔ)自動化級和傳動控制級組成。基礎(chǔ)自動化級由10個(gè)控制站組成（包括加熱爐燃燒控制器），控制系統(tǒng)采用美國GE公司的PLC產(chǎn)品GE90-70或90-30控制器及專用液壓控制器，其中粗軋區(qū)與精軋區(qū)及卷取區(qū)主控制器采用了GE公司的PLC90-70系列，爐區(qū)、高壓水、精軋區(qū)的飛剪和換輥控制器采用了PLC90-30系列，各個(gè)現(xiàn)場操作臺采用VersaMaxI/O系列。在車間現(xiàn)場大量設(shè)備的控制中，由各個(gè)現(xiàn)場操作臺VersaMaxI/O通過Genius網(wǎng)與主控制設(shè)備PLC90-70系列或PLC90-30系列相連接，由Genius網(wǎng)傳輸信號給主控制器經(jīng)程序處理后執(zhí)行操作命令，大大減少PLC柜到現(xiàn)場接線和本地I/O模板，形成分布式的控制系統(tǒng)[2]。通信介質(zhì)近距離采用雙絞線，遠(yuǎn)距離采用光纖，Genius網(wǎng)的通信介質(zhì)采用工業(yè)屏蔽雙絞線。

三、熱連軋Genius網(wǎng)絡(luò)配置

在德龍850mm熱連軋自動化控制系統(tǒng)中，爐區(qū)、粗軋區(qū)、精軋區(qū)、卷取區(qū)都有以PLC90-70系列或PLC90-30系列Genius網(wǎng)絡(luò)模塊做主站組成的Genius網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 850熱軋生產(chǎn)線Genius組網(wǎng)圖

GE Fanuc系列PLC90-70支持的Genius網(wǎng)主模塊是IC697BEM733。它作為標(biāo)準(zhǔn)的模塊，可以插在PAC70系列90-70PLC的中央機(jī)架上，可以用配置軟件Cimplicity ME，VersaPro，LM90等軟件配置主從站。現(xiàn)以爐區(qū)PLC90-30系列Genius網(wǎng)的主模塊IC693BEM331和從站VersaMax I/O的網(wǎng)絡(luò)接口單元IC200GBI001舉例，主要組成4個(gè)從站，是PLC柜內(nèi)從站、推鋼從站、回轉(zhuǎn)臺從站、出鋼從站，主站站號可默認(rèn)，4個(gè)從站的站號分別為12、13、14、15，根據(jù)每個(gè)從站的I/O模塊的輸入和輸出的點(diǎn)數(shù)，分配各個(gè)從站的I/O的起始地址和長度，配置見圖2，在主站中設(shè)置波特率，各個(gè)從站有相應(yīng)的從站站號和波特率的撥碼開關(guān)，撥碼要和軟件中設(shè)置的從站號和波特率一致，注意各個(gè)從站的波特率設(shè)置不對容易引起網(wǎng)絡(luò)通訊故障。注意連接終端電阻，兩頭末端位置的終端電阻的大小取決于所采用的電纜。在PLC程序中，如果需要使用各從站的I/O點(diǎn)，比如要使用出鋼從站的529I點(diǎn)，可以直接在程序調(diào)用，不用特殊指令，既方便又快捷。

圖2 VersaPro軟件配置Genius網(wǎng)

四、結(jié)束語

帶鋼熱連軋生產(chǎn)線工藝要求對自動化程度比較高，各種現(xiàn)場設(shè)備比較多，本設(shè)計(jì)組成的Genius網(wǎng)可以大量的應(yīng)用于現(xiàn)場I/O設(shè)備，減少了大量的現(xiàn)場電纜，它在穩(wěn)定性和成熟性上具有可靠的保證，此網(wǎng)絡(luò)為熱連軋廠的順利生產(chǎn)提供了堅(jiān)實(shí)保障。

[1]凌斌. 現(xiàn)場總線在宣東煤礦主井提升機(jī)改造中的應(yīng)用[J]. 河北煤炭，2011（03）：44-46.

[2]劉玠，孫一康. 帶鋼熱連軋計(jì)算機(jī)控制[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997：28.

Application of GENIUS Fieldbus in Hot Rolling Control System

DONG Yong-Gang1，Xing Jian-hui2

（1.Xingtai Polytechnic College, Xingtai, Hebei 054035, China; 2.Deron Irom and Sted Co., Ltd. Xingtai, Hebei 054000, China）

This paper briefly describes the configuration of the automatic control system for the Delong 850mm hot continuous rolling production line, highlights the application of the Genius fieldbus, the data exchange between the PLC main station controller and VersaMax I/O and other Genius devices in the Genus network, the detailed configuration of each module with the GeniusNet as the main or secondary station, and PLC controller for data reading and writing.

Genius fieldbus; versaMax I/Osecondary station; baud rate

TP273

A

1008—6129（2018）03—0067—03

2018—04—21

董永剛(1979—) ，河北永年人，邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系，講師。