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摘要：
本課程論文主要結合本人現在進行的項目（鋼廠熱軋自動化系統）中iFIX的應用展開。此系統中主要使用iFIX自動化組態軟件，IFIX可以運行于工業局域網，實現實時監控和網絡管理以及數據的共享。
關鍵詞：
工業局域網，過程控制系統，IFIX，工業以太網，加熱系統
目標即意義：
目前冶金企業中的加熱系統大多采用MTCL18淬火機床，此系統是八十年代末比利時OSB公司生產的具有國際先進水平的雙頻淬火爐，用于冷軋工作輥的復重新淬火。近幾年以來，隨著鋼鐵行業的發展，對軋輥材質的要求發生了很大的變化，同時對軋輥淬火的質量要求也越來越高。故而需要對原有系統進行改造。主要包括過程控制系統的改造和監測操作系統的改造。新的系統采用了MODCELL過程控制級和IFIX監控級以及基于以太網的高速串行通訊的CMS系統。
本文主要介紹系統工作所必須的工業以太網的組建，系統從功能上可以分為兩級：控制級監控級。兩級之間，以同軸電纜連接，通過ARCNET協議進行通信
設計要求：
作為過程生產方和維護方來說，性能優異的過程監測系統是實現優化過程控制的重要條件。所以要求基于以太網的監測操作系統必須具有下面的基本特點：
（1） 可靠性。即系統應該是完全安全可靠的，這就要求系統必須性能穩定，并保持在最快速度下實現監控數據的準確上傳和下達。
（2） 靈活性。系統應在硬件和軟件等方面具有模塊化和面向過程對象的結構，確保良好的擴展性。
（3） 開放性。監測系統應能蔣所有符合開放標準的產品和系統，納入與其直接數據通信的范疇，從而保證在統一的管理和維護下充分利用系統資源。可以實現與其他信息管理系統的數據交換。
（4） 可維護性。系統要在軟硬件方面具有模塊化結構和強大的自診斷功能，方便對系統故障的分析和診斷。
互聯方案：
一．網絡系統關鍵技術比較與選擇
1. 拓撲結構的選擇
常用的網絡拓撲結構有總線型、環型和星型結構，為了便于網絡管理和網絡擴展，本方案采用總線型拓撲結構。
2. 組網技術的選擇
目前常用的校園網主干網組網技術有100Mbps的快速以太網，100Mbps的FDDI， ATM網絡和千兆以太網。本網絡主要采用10Mbps細纜以太交換網作為主干網的組網技術，快速以太交換網是性能較高的組網方式。它具有以下優點：技術成熟穩定；對傳統的局域網及其應用有很好的支持；有效保護用戶投資。
二．網絡系統功能分析
IFIX監控系統采取客戶/服務器（Client/Server）的結構方式，使用輸入/輸出服務器（I/O server）的專管與各過程控制站的數據通訊功能，監測操作站和服務器之間則使用局域網相連。由于系統以擴展性架構作為其關鍵性的結構原則，所以具有近乎任意的擴展能力。
在鋼廠的熱軋系統應用中，加熱爐和煤氣站的兩套系統各使用兩套COMPAQ服務器，作為各自系統互為冗余的主，副I/O Server，服務器使用16口高速串行數據通訊板（Digibord） PC 16i / PC 4e，與MODCELL控制站MODBUS協議（RS485方式）進行數據通訊，從而保證服務器與MODCELL過程控制級之間的所有過程數據信息交換在ms內完成。過程控制級包括控制主站和子站，每一套子站對應于與監控級通訊的一個數字通道。加熱爐過程控制級包括1、2、3、4號爐和公用部分（蒸汽、重油系統）共5套MODCELL控制站，下屬30個控制子站，煤氣站過程控制級為一個控制主站，包括4個控制子站。
加熱爐系統使用4臺，煤氣站使用兩臺PC機承擔操作站功能，系統內的6臺計算機使用10Mpbs細纜以太網相連，兩系統之間通過一條1公里長的光纜互聯，實現了兩個區域系統的一體化和過程數據的共享。
IFIX作為基于Windows NT 核心開發的應用程序，IFIX技術充分利用了這一網絡操作系統的可靠性和穩定性，系統的I/O Server實際上擔當了NT網絡管理和IFIX應用程序的雙重服務器功能。
三．網絡拓撲結構圖
此系統的網絡設計結構簡圖如下：

四.軟硬件配置
1．硬件配置：
1. 加熱爐、煤氣站的兩套系統使用COMPAQ服務器作為I/O Server服務器。I/O Server使用COMPAQ Proliang 1500和Proliang 2500服務器，Pentium120/Pentium Pro，內存128M，SCSI4.3G硬盤。
2. 加熱爐系統使用4臺，煤氣站使用兩臺PC機作為操作站。操作站使用COMPAQ Deskpro2000，內存64M，SICI 2.1G硬盤，21”大屏幕彩色顯示器用于監控操作。
2. 軟件配置：
1. I/O Server服務器安裝中文Windows NT Server 操作系統。
2. .操作站安裝中文Windows NT Workstation操作系統作為IFIX運行平臺，并采用Windows NT進行網絡的管理和用戶登陸控制。
五．網絡安全性設計
計算機網絡的安全可以理解為計算機安全在網絡環境下的擴展，以保證業主基于網絡的應用安全、可靠。本方案中主要從如下幾方面來實現計算機網絡的安全問題：
1.Windows NT安全控制
Windows NT 在操作系統層面上管理操作員用戶或網絡及系統管理人員的登陸，例如：
a) 身份認證，以識別區分合法用戶和非法用戶，從而阻止非法用戶訪問系統；
b) 權限控制，通過系統對用戶的授權，決定哪些用戶有資格訪問哪些資源；
c) 審計跟蹤，它將記錄哪個用戶在何時訪問了哪些資源，用于收費記帳和非法事件發生時能夠有效地追蹤；
d) 對一些機密文件采用加密數據存放，用戶一切合法后方可查閱。
2.IFIX安全控制
IFIX可以通過設置以安全級別為基礎的各種用戶，在應用程序層面對操作員的的操作權限進行控制，保證正常操作，禁止越權操作。
系統應用分析與深入討論
本系統作為對原來系統的改造，其中一個基本的原因是為了建立與執行燒鋼優化數學模型計算的上位計算機的穩定而良好的通訊。在熱軋加熱爐的整個監控系統中，設置了一臺專職的通訊前置機，在其具備所有通訊的基礎上，在后臺運行另一個通訊程序，實現所有爐況信息向上位計算機的發送和接受上位機設定的優化鋼錠設定值。該通訊機同時使用兩種方式進行通訊，即通過上位計算機的TCP/IP網關進行的以太網上的數據交換，實現與ALPHA燒鋼控制計算機通訊。以及通過RS232串口轉20mA電流環，與SICOMP M70（為上位計算機的備用機）進行串行通訊。
本系統不僅擁有豐富的監控功能，而且可以實現服務器和操作站間的網絡通訊，數據交換，對熱軋系統的實時控制有很好的效果。解決了通訊瓶頸，實現了自動化燒鋼功能，實現冗余技術，系統穩定可靠，提高了加熱爐和煤氣站的作業率，新的系統突出的監控性能，為整個加熱爐爐區控制降低能耗，提高加熱目標溫度命中率，產生了明顯的作用，為冶金企業的熱軋生產帶來了巨大的直接和間接的經濟效益。
參考文獻：
1. John Enck & Mel Beckman局域及廣域互聯網絡設計基礎 電子工業出版社。
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作者簡介：
姓名：殷連剛
單位：東南大學
通迅地址：南京東南大學0801信箱
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從事工作：東南大學在讀碩士研究生 電話：025－3694446
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