摘要:钢铁企业经过改扩建后,自动控制系统大多使用多种类型的PLC。如何利用网络互联的方法,实现异构PLC系统之间的通信,具有非常现实的意义。本文介绍了唐山钢铁集团有限责任公司炼铁厂原料自动控制系统改造过程中,通过第3方网关实现GEFanuc公司的GE90270PLC与罗克韦尔公司的ControlLogix控制系统之间的网络通信,以确保系统改造过程中生产的连续性,减少设备停机时间。此项技术也可以为同类企业的技术改造提供技术依据。关键词:异构可编程控制器;以太网网关;网络通信1问题的提出唐山钢铁集团有限责任公司炼铁原料场最初设计为2座1260m3高炉、2台180m2烧结机供料。经过近些年的改扩建,特别是3#高炉大修及新180m2烧结机的建成,目前料场共承担1座3200m3高炉、2座2000m3高炉、2台210m2烧结机、1台265m2烧结机、1台180m2烧结机,总计3座高炉、4台烧结机的原料运输及加工任务。原料自动控制系统采用美国GE公司的90270PLC,随着3#高炉扩容和新烧结机的建成,原系统存在安全运行已超过平均无故障时间、用户程序占用内存过多等诸多问题。因此,采用新型PLC对系统进行更新改造势在必行。为确保烧结与高炉的正常生产,原料自动控制系统的改造不能在设备完全停机的情况下进行,必须在保证老系统正常运行的前提下,同步设计新的控制系统。电气方面重新铺设现场设备信号线电缆,并且增加继电器,使现场信号同时接入新系统并保留原系统的接入。该方案可以保证各控制站在不停机的情况下实现新老系统的切换。但由于仪表及烧结自动控制系统的改造与原料自动控制系统的改造不能实现同步,电子秤、料位计、烧结接口等信号仍然存在于老系统中,因此需要实现新老系统间的数据通信,使暂不能接入新系统的信号仍由老系统通信到新系统,待条件允许时再逐步接入新系统。因此,研究如何利用网络互联的方法,实现新型PLC与GE90270PLC之间的通信,就成为首要解决的关键问题。2GE90270PLC与ControlLogixPLC网络通信设计由于GEPLC没有I/O的升级产品,因此唐钢炼铁原料场控制系统只能选用其他品牌的PLC产品。在PLC机型的选择中,除了考虑其强大的功能外,还有重要的一点就是同一企业中PLC机型的统一,这样可以减少备品备件的数量,也有利于技术力量的培训,便于用户程序的开发和修改[1]。唐钢炼铁厂烧结、高炉等多个控制系统均使用美国罗克韦尔的ControlLogix系统,因此确定原料场控制系统也使用ControlLogix系列PLC。GE90270PLC与ControlLogixPLC属于不同厂商的工控产品,它们的软件互不兼容,通信协议也不相同。不同的工控结构在数据定义、分类标准和规格制定方面的差异,使得不同结构中的实时数据不能自由流动。如果新旧设备之间需要进行数据通信,就涉及到不同协议的网络互联[2]。目前这两种产品之间还不能直接通信,只有通过第3方通信设备才可以实现,但目前国内实际应用的实例不多。我们经过多次试验,成功实现了两种异构PLC之间的相互通信并运用到控制系统中,设计中主要解决了以下几方面的关键问题。211信息层网络实现同构目前,基于工业以太网的TCP/IP体系架构已逐渐为众多的工业控制器厂商所接受。工业以太网本身的开放性及其在大多数应用领域中能够满足高传输速率、高可靠性、抗干扰、实时传输、可扩展和维护、标准化和互操作等要求,并且允许在同一网络上运行不同的应用层协议,能够通过Inter2net实现工业生产过程的远程监控,使企业自动化系统能够在更大范围内实现跨部门、跨地域的集成,因此成为网络级同构的最佳选择原料场原有的GE90270控制系统控制层采用Genius网,信息层采用以太网。改造后的Control2Logix控制系统控制层采用ControlNet网。由于控制层采用不同结构的网络,因此考虑到原料场两种异构PLC之间的数据通信问题,我们对新的控制系统信息层也采用以太网,以实现信息层网络的同构。212网关实现网络互联尽管GE90270PLC和ControlLogixPLC都支持以太网通信协议,但它们的通信协议并不完全相同,只有通过第3方(具有开放性)的通信网关,才能实现相互通信。美国Woodhead作为全球知名的工业连接和通信产品供应商,推出了WoodheadGATEway。它是专门针对工业现场应用的多协议网关,可实现不同厂商控制器间的通信,并实现互操作。Wood2headGATEway端口包括10/100Mb/s自适应以太网RJ45端口、标准ProfibusD2SUB端口和RS485/422串行端口。现有的协议包括20种以太网TCP/IP、串口和Profibus,囊括了罗克韦尔、西门子、施耐德、三菱、欧姆龙、GE、阿尔斯通等各大厂商的协议。其开