1 过程计算机的发展过程
我国钢铁行业最早采用过程计算机是在宝钢一期工程，那时基础自动化控制系统的功能比较弱，所有计算都在过程计算机中实现，过程计算机参与部分控制功能，所以一般称为过程控制计算机。当时过程计算机采用小型机，再加上文字终端和图形终端(那时的终端只是显示器加键盘)。在与基础自动化控制系统连接时需要加上一个专用设备。早期典型过程计算机系统见图1。
虽然此时计算机设备的可靠性已相当高，但大部分过程计算机系统都采用双机热备方式，过程计算机的数据存储一般采用文件系统。
随着集成电路技术的发展，PC机的功能日益强大，现在的PC机其性能早已超过10 a前的小型机性能。过程计算机系统设计普遍采用PC服务器加PC终端的客户机/服务器方式，基础自动化也配置终端，与基础自动化控制系统的连接采用标准的以太网协议，服务器采用两块网卡，分别与基础自动化、终端及其它计算机系统相连，典型的过程计算机系统结构如图2所示。
2 “三电”一体化设计
我国钢铁行业中的Ll和L2区分严格，基础自动化与过程计算机各有自己的操作终端，二者不能互为备用，界面也不相同;于是操作员面前就有很多终端，使用起来很不方便。虽然在“三电”控制系统设计过程中，一直说要进行“三电”一体化设计，但笔者认为，只有Ll和L2共用操作终端，而且Ll和I2采用相同的操作系统以及相同的软件开发，才能称为真正的“三电”一体化设计。
2.1 操作系统的统一
现在有的大型项目在L2中采用UNIx操作系统，数据存储采用Oracle数据库，而也有很多项目采用微软的Windows操作系统和微软的MSSQL—Server数据库。在钢铁厂的过程计算机系统中，笔者认为采用微软的Windows操作系统和MSSQLServer数据库是合理的配置，原因是：首先Unix操作系统要求的服务器硬件档次较高，相应的软件价格也很高，所以投资比用Windows系统高;其次，Unix操作系统和Oracle数据库的维护成本非常高，如果一旦维护人员离岗，必须另外培训新的维护人员，而Windows和MSSQLSeTver的维护成本则非常低;虽然Unix操作系统的可靠性要高于Windows系统，但是只要加强管理，Windows系统的安全性完全能够满足钢铁生产过程的要求。如果L2和Ll都采用Windows系统，就使得L2和Ll实现真正的“三电”一体化成为可能。
2.2 应用软件的统一
随着软件技术的发展，很多L1的HMI软件都具备与数据库的接口，使得L2采用HMI软件来实现成为可能。现在很多公司推出了L2和Ll都能够采用的软件，例如Wonderware公司的IndustrialApplication Server(IAS)软件，采用微软的.NET架构，用IAS开发Ll和L2画面以及L2的后台程序。
传统L2的终端不断地从服务器读取数据，如果网络中断，终端的响应时问则很长，所以L2的终端不能与Ll的终端合用。IAS的原理是从服务器向客户端发送数据，而不是从终端到服务器去读取数据，终端不考虑数据从哪台服务器来，只是显示数据对象的值。如果网络中断，虽然没有数据显示，但画面不会很长时间不能动，所以L2终端可以和Ll终端合并使用。采用InTouch编制画面，使用按钮切换画面即可。这样就减少了放在操作员面前的终端数量，方便了操作。
采用相同的软件开发L2和Ll，既减少了操作终端的数量，也减少了硬件投资，维护工作量亦随之减少。特别是采用IAS软件后，L2的投资明显减少，只需增加1个L2服务器的软件平台(Plat.fom)，不需要在L2服务器上运行其他程序，使整个Ll和L2的系统结构变得非常简单。
2.3 应用实例
2006年笔者在攀钢的转炉易地大修工程中，采用了微软的Windows操作系统、Oracle数据库、Wonderware的IAS和InTouch软件来设计Ll画面和L2软件程序。具体系统框图如图3所示。
IAS软件引入了对象，所有的数据都放在对象里，每个对象可以是模拟量或数字量，也可以是模拟量、数字量、字符串的集合或由事件触发的程序集合。在使用过程中，按照功能和区域划分数据，维护非常方便。
该系统采用了2台HMI Server，减少了HMI对PLC的访问点，IAS软件可以使2台HMI Server实现热备，提高了系统的可靠性。每个转炉有2个Ll终端和1个L2终端，L2软件和Ll画面均采用IAS软件和InTouch进行设计，由于界面相同，设计时合并L2和Ll终端，减少了L2投资，L2服务器上只安装1个Platform来支持应用程序对象的运行。但是在实施过程中由于用户不希望合并L2和Ll终端，所以最终没有合并终端。每个转炉操作工的面前有5台操作终端(其中包括1个L3的专用终端和1个副枪专用终端)。
我们在L2服务器上采用IAS开发L2的应用软件。IAS的程序脚本采用VB.NET语法和结构，设计人员可以很方便地在IAS中采用.NET的方法编制应用软件。我们把L2的应用程序根据不同的功能，做成一个或多个IAS对象，每个对象里的子程序既可以定时触发，也可以条件触发，程序编制完成后把它配置到L2服务器上运行即可。如果某些功能暂时不用，只需要把配置的对象收回即可。如果某台服务器增加了功能，而服务器的处理能力又不够时，只需增加一台服务器，增加一个Platform的授权，就可以把服务器上的部分对象收回，然后部署到新增的服务器上运行。用IAS软件编制程序非常方便，维护人员进行程序维护也很方便。当系统或者程序出现问题时，在IAS的事件Logger里就可以看见相应的报警和错误信息，系统会提示是哪个对象的哪个事件发生了错误，什么类型的错误，然后维护人员就可以找到相应的程序对象进行修改。
3 应用前景
现在越来越多的工程项目都采用微软的Windows操作系统和Oracle数据库，这为“三电”一体化设计提供了基础。IAS是新推出的软件，设计理念比较先进。虽然还存在着一些小问题，如用户开发界面还不够友好，但是IAS的.NET的架构适合把Ll和L2集成在一起。炼钢厂的特点是工位多，数据量不是很大，采用IAS设计系统是一个很好的选择。只要IAS的新版本能够克服目前存在的不足之处，那么在炼钢厂的Ll和L2软件设计中将大有可为。
