【正文】 施的改造大量需要組態(tài)軟件，另一方面，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、原有系統(tǒng)的升級和擴(kuò)容也需要組態(tài)軟件的支撐。現(xiàn)在用戶購買組態(tài)軟件雖然也需要一定的投資，但是和以前相比，投資額得到了大大降低。 需求是推動其發(fā)展的第一動力，市場會逐步擴(kuò)大。實時數(shù)據(jù)庫存儲和檢索的是連續(xù)變化的過程數(shù)據(jù)，它的發(fā)展離不開高性能計算機(jī)和大容量硬盤，現(xiàn)在越來越多的用戶通過實時數(shù)據(jù)庫來分析生產(chǎn)情況、匯總和統(tǒng)計生產(chǎn)數(shù)據(jù)，作為指揮、決策的依據(jù)?，F(xiàn)在的情況有了很大改觀。最早的組態(tài)軟件用來支撐自動化系統(tǒng)的硬件。I/O驅(qū)動軟件也逐漸會朝標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。這就導(dǎo)致組態(tài)軟件不可能退出市場，因為需求是存在的。即使這樣，也不能認(rèn)為不再需要組態(tài)軟件了。未來的傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、控制器的智能化程度越來越高，實時數(shù)據(jù)瀏覽和管理的需求日益高漲，有的買主甚至要求在自己的辦公室里監(jiān)督定貨的制造過程。 組態(tài)軟件的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢組態(tài)軟件是工業(yè)應(yīng)用軟件的一個組成部分，其發(fā)展受到很多因素的制約。用一些分析工具觀察其執(zhí)行的結(jié)構(gòu)，感覺其程序結(jié)構(gòu)設(shè)計不是十分合理，代碼重用率低，不像是多人協(xié)同開發(fā)的成果。但從它DEMO版運(yùn)行效果來看，執(zhí)行代碼的運(yùn)行效率不是很高，特別是圖形處理環(huán)節(jié)，似乎有些缺陷。網(wǎng)絡(luò)方面有獨(dú)到之處，缺點(diǎn)是效率和穩(wěn)定性還有待提高。MCGS思想比較獨(dú)特，屬于比較另類的產(chǎn)品，有很多特殊的概念和使用方式，大多數(shù)使用過其他組態(tài)軟件的人都會感覺有些不習(xí)慣的，早期的產(chǎn)品是用VB開發(fā)的。有可能還沒有擺脫早期形成的、不合理的程序構(gòu)架。早期的組態(tài)王仿造Intouch，只是單機(jī)接口，在數(shù)據(jù)管理和開放性方面才有了一些改進(jìn)。國產(chǎn)化的組態(tài)軟件具有較強(qiáng)的價格競爭優(yōu)勢。國產(chǎn)化的組態(tài)軟件：國產(chǎn)化的組態(tài)軟件產(chǎn)品也正在成為市場上的一支生力軍，近年來已有一定影響力的產(chǎn)品有組態(tài)王、sYNALL、Meos、天工、Controlx、虎翼、力控等。德國西門子公司的WINCC，新版軟件有了很大進(jìn)步，但體系結(jié)構(gòu)還是比較老，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)管理方面要比Fix差，但也屬于比較先進(jìn)的產(chǎn)品之一。其控制算法比較好，1/0硬件驅(qū)動相對比較少，但大部分驅(qū)動程序可隨軟件包提供給用戶。界面部分很漂亮，很吸引人。澳大利亞CIT公司的Citech，是組態(tài)軟件中的后起之秀，在世界范圍內(nèi)擴(kuò)展得很快，近年來CIT公司在中國基本采用直銷方式，建有辦事處，并聘用一定數(shù)量的本地人才直接進(jìn)行市場銷售、技術(shù)支持乃至項目開發(fā)。但也許過于“龐大”和“臃腫”，對系統(tǒng)資源耗費(fèi)巨大，用戶最為明顯的感受就是“緩慢”，提供的許多“大而全”的功能對于中國用戶也并不適用。其1/0硬件驅(qū)動豐富，只是驅(qū)動程序也需單獨(dú)購買。美國Intellution公司的Fix產(chǎn)品在中國市場也由來已久，1993年Intenutinn公司就曾到中國參加過展覽會(當(dāng)時專門的組態(tài)軟件廠商直接在中國參展還不多見)，但其在中國的銷售渠道比較混亂。在32位Windows環(huán)境下，但大系統(tǒng)軟件包卻比較貴。(16位)很穩(wěn)定，在中國市場也普遍受到好評。Intouch軟件的圖形功能比較豐富，使用較方便，但控制功能較弱。國外的組態(tài)軟件：美國WONnERWARE公司的Intoueh，堪稱組態(tài)軟件的“鼻祖”，率先推出的16位Windows環(huán)境下的組態(tài)軟件。從近幾年的調(diào)查結(jié)果來看，國內(nèi)組態(tài)軟件市場大部分份額仍被國外幾家組態(tài)軟件占據(jù)，如:Fix、Intouch等?，F(xiàn)在組態(tài)軟件已經(jīng)在中國市場確立了其應(yīng)有的地位，并逐步進(jìn)入了上升期。所有這些因素的綜合，給組態(tài)軟件在中國市場帶來了新的生機(jī)。一些組態(tài)軟件的生產(chǎn)商和供貨商亦逐步加大了在中國市場的推廣力度，并在價格方面做出了政策性調(diào)整。早些年組態(tài)軟件的應(yīng)用推廣工作也打下了一定的基礎(chǔ)，業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)認(rèn)識到組態(tài)軟件的重要性，并接受它而不再熱衷于在項目中搞低層次的編程開發(fā)。組態(tài)軟件市場在中國開始有較快的增長，大約在1995年底至1996年。 組態(tài)軟件的發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀組態(tài)軟件產(chǎn)品大約在上世紀(jì)80年代中期在國外出現(xiàn)，在中國也已有將近20年的歷史。：I/O驅(qū)動程序是組態(tài)軟件中必不可少的組成部分，用于和I/O設(shè)備通訊，互相交換數(shù)據(jù)，DDE和OPC Client是兩個通用的標(biāo)準(zhǔn)I/O驅(qū)動程序，用來和支持DDE標(biāo)準(zhǔn)和OPC標(biāo)準(zhǔn)的I/O設(shè)備通訊。：在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，目標(biāo)實時數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)被實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行程序裝入計算機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)。等）都有獨(dú)立的實時數(shù)據(jù)庫組件，以提高系統(tǒng)的實時性，增強(qiáng)處理能力。：有的組態(tài)軟件只在圖形開發(fā)環(huán)境中增加了簡單的數(shù)據(jù)管理功能，因而不具備完整的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)，供圖形運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時使用。有了應(yīng)用程序管理器的支持，這些操作將變得非常簡單。在自動化工程設(shè)計工程師應(yīng)用組態(tài)軟件進(jìn)行工程設(shè)計時，經(jīng)常會遇到下面一些煩惱：經(jīng)常要進(jìn)行組態(tài)數(shù)據(jù)的備份；經(jīng)常需要引用以往成功應(yīng)用項目中的部分組態(tài)成果（如畫面）；經(jīng)常需要迅速了解計算機(jī)中保存了哪些應(yīng)用項目。自動化工程設(shè)計工程師最先接觸的一定是系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，通過一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試，最終將目標(biāo)應(yīng)用程序在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境投入實時運(yùn)行，完成一個工程項目。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境由若干個運(yùn)行程序組成，如圖形界面運(yùn)行程序、實時數(shù)據(jù)庫運(yùn)行程序等。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境由若干個組態(tài)程序組成，如圖形界面組態(tài)程序、實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)程序等。 組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)按照系統(tǒng)環(huán)境劃分，從總體上講，組態(tài)軟件是由兩大部分構(gòu)成的：：是自動化工程設(shè)計工程師為實施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進(jìn)行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。在組態(tài)軟件中，通過組態(tài)生成的一個目標(biāo)應(yīng)用項目在計算機(jī)硬盤中占據(jù)惟一的物理空間（邏輯空間），可以用惟一的一個名稱來標(biāo)識，就被稱為一個應(yīng)用程序。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。對應(yīng)于原有的HMI（人機(jī)接口軟件，Human Machine Interface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。 組態(tài)軟件與MCGS 什么是組態(tài)軟件組態(tài)軟件，又稱監(jiān)控組態(tài)軟件，譯自英文SCADA,即 Supervision,Control and Data Aquisition(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制),組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。5）外設(shè)端口服務(wù)：完成與外設(shè)端口連接的外圍設(shè)備部編輯器或通信適配器的通信處理。4） I/O 刷新：在此階段，進(jìn)行I/O刷新。3）掃描周期計算處理：若設(shè)定掃描周期為固定值，則進(jìn)入等待循環(huán)，直到該固定值到,再往下進(jìn)行。如果有異常情況，則根據(jù)錯誤的嚴(yán)重程度發(fā)出報警或停止PLC運(yùn)行。各階段完成的任務(wù)如下：1）公共處理：復(fù)位監(jiān)視定時器，進(jìn)行硬件檢查、用戶內(nèi)存檢查等。一次循環(huán)過程可歸納為公共處理、程序執(zhí)行、掃描周期計算處理、I/O刷新和外設(shè)端口服務(wù)五個工作階段。 S7200PLC工作原理各種PLC都采用掃描工作方式，具體工作過程大同小異。模擬量輸入擴(kuò)展模塊EM232具有2路模擬量輸出。3．功能擴(kuò)展模塊 當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時，CPU主機(jī)可以擴(kuò)展特殊功能模塊。2．I\O擴(kuò)展模塊當(dāng)CPU的I/O點(diǎn)數(shù)不夠或需要進(jìn)行特殊功能的控制時，就要進(jìn)行I/O擴(kuò)展，I/O擴(kuò)展包括I/O的擴(kuò)展和功能模塊的擴(kuò)展。 S7200主要功能模塊介紹1． CPU模塊S7200的CPU模塊包括一個中央處理單元、電源以及數(shù)字I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。S7200系列可以根據(jù)對象的不同，可以選用不同的型號和不同數(shù)量的模塊。S7200系列的強(qiáng)大功能使其無論是在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測、自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括電力設(shè)施、民用設(shè)施、機(jī)械、機(jī)床等領(lǐng)域。 S7200 PLC特性S7200系列PLC功能強(qiáng)、速度快、擴(kuò)展靈活，具有模塊化、緊湊的結(jié)構(gòu)。 西門子S7200系列PLC西門子S7200是西門子公司小型可編程序控制器，可以單機(jī)運(yùn)行，由于它具有多種功能模塊和人機(jī)界面可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易地組成PLC網(wǎng)絡(luò)。 控制主電路圖,共有四臺電機(jī),其中主軋電動機(jī)一臺,傳送電動機(jī)三臺。目前的計算集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。 21世紀(jì)，PLC會有更大的發(fā)展。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產(chǎn)廠家。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。 我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。從控制規(guī)模上來說，這個時期型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制控制設(shè)備的配套更加容易。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實用化發(fā)展階段，計算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運(yùn)算及處理的計算機(jī)存儲元件器命名。限于當(dāng)時的元器件條件及計算機(jī)發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過多點(diǎn)接口（MPI）的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。 PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。隨著計算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動控制模塊。PLC產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。避免了觸點(diǎn)的臨界競爭，減少繁瑣的聯(lián)鎖電路。，所以PLC的運(yùn)行結(jié)果與梯形圖程序的順序有關(guān)。引起輸出滯后的因素：輸入模塊的濾波時間、輸出模塊的滯后時間、掃描方式引起的滯后。：指從PLC的外部輸入信號發(fā)生變化至它所控制的外部輸出信號發(fā)生變化的時間間隔。PLC 運(yùn)行正常時，掃描周期的長短與 CPU 的運(yùn)算速度有關(guān)，與 I/O 點(diǎn)的情況有關(guān)，與用戶應(yīng)用程序的長短及編程情況等均有關(guān)。 PLC工作方式與特點(diǎn)：PLC 的工作方式是一個不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。完成上述三個階段稱作一個掃描周期?，F(xiàn)在三菱公司又有FX系列PLC，與其超小型品種F1系列相比：面積為47%，體積為36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá)24～128點(diǎn)。并且由于PLC的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。并且，由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計安裝接線工作量大為減少。PLC在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言然后執(zhí)行（PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。通過閱讀PLC的用戶手冊或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會用梯形圖編制控制程序。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。既可控制一臺生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程。因此，PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動化中也被大量采用。，控制程序可變，使用方便PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計和制作硬件裝置。在應(yīng)