摘要：
本课程论文主要结合本人现在进行的项目（钢厂热轧自动化系统）中iFIX的应用展开。此系统中主要使用iFIX自动化组态软件，IFIX可以运行于工业局域网，实现实时监控和网络管理以及数据的共享。
关键词：
工业局域网，过程控制系统，IFIX，工业以太网，加热系统
目标即意义：
目前冶金企业中的加热系统大多采用MTCL18淬火机床，此系统是八十年代末比利时OSB公司生产的具有国际先进水平的双频淬火炉，用于冷轧工作辊的复重新淬火。近几年以来，随着钢铁行业的发展，对轧辊材质的要求发生了很大的变化，同时对轧辊淬火的质量要求也越来越高。故而需要对原有系统进行改造。主要包括过程控制系统的改造和监测操作系统的改造。新的系统采用了MODCELL过程控制级和IFIX监控级以及基于以太网的高速串行通讯的CMS系统。
本文主要介绍系统工作所必须的工业以太网的组建，系统从功能上可以分为两级：控制级监控级。两级之间，以同轴电缆连接，通过ARCNET协议进行通信
设计要求：
作为过程生产方和维护方来说，性能优异的过程监测系统是实现优化过程控制的重要条件。所以要求基于以太网的监测操作系统必须具有下面的基本特点：
（1） 可靠性。即系统应该是完全安全可靠的，这就要求系统必须性能稳定，并保持在最快速度下实现监控数据的准确上传和下达。
（2） 灵活性。系统应在硬件和软件等方面具有模块化和面向过程对象的结构，确保良好的扩展性。
（3） 开放性。监测系统应能蒋所有符合开放标准的产品和系统，纳入与其直接数据通信的范畴，从而保证在统一的管理和维护下充分利用系统资源。可以实现与其他信息管理系统的数据交换。
（4） 可维护性。系统要在软硬件方面具有模块化结构和强大的自诊断功能，方便对系统故障的分析和诊断。
互联方案：
一．网络系统关键技术比较与选择
1. 拓扑结构的选择
常用的网络拓扑结构有总线型、环型和星型结构，为了便于网络管理和网络扩展，本方案采用总线型拓扑结构。
2. 组网技术的选择
目前常用的校园网主干网组网技术有100Mbps的快速以太网，100Mbps的FDDI， ATM网络和千兆以太网。本网络主要采用10Mbps细缆以太交换网作为主干网的组网技术，快速以太交换网是性能较高的组网方式。它具有以下优点：技术成熟稳定；对传统的局域网及其应用有很好的支持；有效保护用户投资。
二．网络系统功能分析
IFIX监控系统采取客户/服务器（Client/Server）的结构方式，使用输入/输出服务器（I/O server）的专管与各过程控制站的数据通讯功能，监测操作站和服务器之间则使用局域网相连。由于系统以扩展性架构作为其关键性的结构原则，所以具有近乎任意的扩展能力。
在钢厂的热轧系统应用中，加热炉和煤气站的两套系统各使用两套COMPAQ服务器，作为各自系统互为冗余的主，副I/O Server，服务器使用16口高速串行数据通讯板（Digibord） PC 16i / PC 4e，与MODCELL控制站MODBUS协议（RS485方式）进行数据通讯，从而保证服务器与MODCELL过程控制级之间的所有过程数据信息交换在ms内完成。过程控制级包括控制主站和子站，每一套子站对应于与监控级通讯的一个数字通道。加热炉过程控制级包括1、2、3、4号炉和公用部分（蒸汽、重油系统）共5套MODCELL控制站，下属30个控制子站，煤气站过程控制级为一个控制主站，包括4个控制子站。
加热炉系统使用4台，煤气站使用两台PC机承担操作站功能，系统内的6台计算机使用10Mpbs细缆以太网相连，两系统之间通过一条1公里长的光缆互联，实现了两个区域系统的一体化和过程数据的共享。
IFIX作为基于Windows NT 核心开发的应用程序，IFIX技术充分利用了这一网络操作系统的可靠性和稳定性，系统的I/O Server实际上担当了NT网络管理和IFIX应用程序的双重服务器功能。
三．网络拓扑结构图
此系统的网络设计结构简图如下：
[img]20054299222626981.gif[/img]
四.软硬件配置
1．硬件配置：
1. 加热炉、煤气站的两套系统使用COMPAQ服务器作为I/O Server服务器。I/O Server使用COMPAQ Proliang 1500和Proliang 2500服务器，Pentium120/Pentium Pro，内存128M，SCSI4.3G硬盘。
2. 加热炉系统使用4台，煤气站使用两台PC机作为操作站。操作站使用COMPAQ Deskpro2000，内存64M，SICI 2.1G硬盘，21”大屏幕彩色显示器用于监控操作。
2. 软件配置：
1. I/O Server服务器安装中文Windows NT Server 操作系统。
2. .操作站安装中文Windows NT Workstation操作系统作为IFIX运行平台，并采用Windows NT进行网络的管理和用户登陆控制。
五．网络安全性设计
计算机网络的安全可以理解为计算机安全在网络环境下的扩展，以保证业主基于网络的应用安全、可靠。本方案中主要从如下几方面来实现计算机网络的安全问题：
1.Windows NT安全控制
Windows NT 在操作系统层面上管理操作员用户或网络及系统管理人员的登陆，例如：
a) 身份认证，以识别区分合法用户和非法用户，从而阻止非法用户访问系统；
b) 权限控制，通过系统对用户的授权，决定哪些用户有资格访问哪些资源；
c) 审计跟踪，它将记录哪个用户在何时访问了哪些资源，用于收费记帐和非法事件发生时能够有效地追踪；
d) 对一些机密文件采用加密数据存放，用户一切合法后方可查阅。
2.IFIX安全控制
IFIX可以通过设置以安全级别为基础的各种用户，在应用程序层面对操作员的的操作权限进行控制，保证正常操作，禁止越权操作。
系统应用分析与深入讨论
本系统作为对原来系统的改造，其中一个基本的原因是为了建立与执行烧钢优化数学模型计算的上位计算机的稳定而良好的通讯。在热轧加热炉的整个监控系统中，设置了一台专职的通讯前置机，在其具备所有通讯的基础上，在后台运行另一个通讯程序，实现所有炉况信息向上位计算机的发送和接受上位机设定的优化钢锭设定值。该通讯机同时使用两种方式进行通讯，即通过上位计算机的TCP/IP网关进行的以太网上的数据交换，实现与ALPHA烧钢控制计算机通讯。以及通过RS232串口转20mA电流环，与SICOMP M70（为上位计算机的备用机）进行串行通讯。
本系统不仅拥有丰富的监控功能，而且可以实现服务器和操作站间的网络通讯，数据交换，对热轧系统的实时控制有很好的效果。解决了通讯瓶颈，实现了自动化烧钢功能，实现冗余技术，系统稳定可靠，提高了加热炉和煤气站的作业率，新的系统突出的监控性能，为整个加热炉炉区控制降低能耗，提高加热目标温度命中率，产生了明显的作用，为冶金企业的热轧生产带来了巨大的直接和间接的经济效益。
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