首钢第二炼钢厂为了提高生产高附加值品种钢的能力和解决生产组织环节的瓶颈难题，决定于2006年新建第二座LF炉。2#LF炉控制系统决定采用西门子S7-400 PLC平台，上位机监控画面上为了能与二炼钢现有数据采集InSQL数据库和ERP系统相兼容决定采用Wonderware公司InTouch软件。

一、控制系统简介
整个控制系统可以分成两大部分，一为电极调节系统，二为主体控制控制系统，三为外附系统（底吹氩调节系统和合金喂丝系统）。其中电极调节系统、外附系统都为厂家成套提供本文不做过多介绍，本文主要介绍主体控制系统。主体控制系统由一台西门子S7-400PLC（CPU416-2DP）和2台InTouch操作员站组成，主体PLC与操作员站、电极调节系统的通讯采用工业以太网通讯，主体PLC与外附系统间的通讯采用MPI通讯，主体PLC与变频器、分布I/O之间的通讯采用Profibus-Dp通讯。网络结构图如下：




二、InTouch软件设计
1）配置数据通讯
InTouch读取现场PLC变量是通过标记名来实现的，标记名分为内部变量和外部I/O变量，其中内部变量不需要通过Wonderware I/O Server即可进行访问，外部I/O变量数据的来源一般为本机或其他计算机站点运行的程序，这类数据由InTouch通过NetDDE或SuiteLink协议的方式通过Wonderware I/O server获取。本主体控制系统中利用西门子编程软件STEP7创建项目，新建了2个操作员站（PC站）、一个西门子S7-400PLC站，PLC站与PC站之间的通讯通过工业以太网实现连接通讯类型为S7连接。同时在操作员站上配置了虚拟PC站和Wonderware I/O Server，InTouch通过I/O server能方便地连接到西门子PLC上。然后在InTouch中利用标记名字典根据需要创建相应的标记名即可实现InTouch与PLC之间的数据通讯。
2）画面组态和系统监控
根据LF炉的工艺要求和便于操作、美观的原则，整个监控画面系统分成了8个主画面和若干子画面，其中8个主画面分别为“钢包车系统”、“冷却水系统”、“合金加料系统”、“高压系统”、“液压系统”、“数据趋势查询系统”、“通讯系统”、“报警查询系统”。每个主画面所监控的设备都在一个功能相对集中的工艺段内，操作员可以在同一个画面内监控到该岗位的所以设备，所以的工艺操作都可通过鼠标在画面上来实现，操作非常方便界面非常友好。“报警查询系统”显示的报警与其他主画面中的存在的报警一一对应，即每一个报警查询画面显示的都是其对应的主画面中的报警。通过“数据趋势查询系统”、“报警查询系统”画面可以快速进入查询系统，十分便捷得进行数据查询与分析。下图为其中几个画面：


图3 LF炉总貌画面


图4 合金加料画面


图5 报警查询画面


图6 网络监控画面
3）系统安全
系统安全问题是每个操作员站软件设计人员必须考虑的，本系统操作系统为windows 2000 server,操作系统本省稳定可靠，具有很高的安全性，InTouch可以通过帐号管理机制，限制不同人员的访问权限，来实现系统的安全，在本系统中共设置了2个级别的访问权限，分为工程师级、操作员级。工程师级的权限最高，可以进行修改参数、画面组态、实时监控等。操作员级的权限只能实时监控。
4）I/O server的冗余
本主体控制系统中两台操作员站的功能是完全相同的，每个InTouch在通过I/O server与PLC通讯时也采用了冗余方式，其配置方法是（如图7）：配置（在不同的计算机内）了2个及以上I/O server,正常时InTouch只通过主I/O server与PLC通讯，InTouch不断监视主I/O server通讯状态，一旦发现其存在通讯问题，InTouch立即自动转到备用I/O server。


图7 访问名冗余配置
首钢第二炼钢厂2#LF炉项目上采用了该监控系统后，经过了1年多时间的运行，系统稳定，操作简便，提高了设备的有效作业率，提高了该厂生产高附加值品种钢的能力，解决了生产组织中出现的瓶颈问题。