《毕业设计（论文）PLC控制系统设计—锅炉FSSS系统.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）PLC控制系统设计—锅炉FSSS系统.doc（51页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、PLC控制系统设计锅炉FSSS系统摘要电力工业迅速发展，进入了大电网、大机组、高参数、高度自动化的时代。大容量、高参数机组安全运行的重要性日益提高，先进的机组保护系统和装置得到了广泛采用。FSSS就是锅炉安全监控系统，是大型火力发电机组锅炉必须具备的一种监控系统,FSSS具有很多适应市场需求的功能，因此它将进一步得到完善和发展。 首先，介绍了PLC和组态软件这两个在本设计中起了重要作用的部分；其次，根据系统的逻辑图编写出系统的程序；再次，通过组态王制作出系统的组态界面；最后，对系统进行全面的调试。关键词：可编程控制器,组态软件,锅炉安全监控系统The Design of PLC Control
2、 System Furnace Safety Supervision SystemAbstractWith the rapid development of the electricity industry, it has gone into a large grid, large units, high parameters, and highly automated era. The importance of high capacity, high parameters units securitive operating is increasing, advanced units pr
3、otection systems and devices have been widely used. FSSS is Furnace Safety Supervision System and it is a monitoring system large thermal generating boilers must have, and FSSS has many functions that meet market demand, so it would be improved and developed.Firstly, the paper introduces PLC and Con
4、figuration Software that have played the important part in the design. Secondly, according to the logic of systems we make system procedures. Again, we produce Human-Machine Interface of System through KingView. Finally, we regulate the system comprehensively.Keywords：Programmable Controller, Config
5、uration Software, Furnace Safety Supervision System目录1绪论2 简介2.1可编程控制器的简介2.1.1可编程控制器的产生和发展2.1.2 可编程控制器的定义和特点2.1.3 可编程控制器的组成及各组成部分的作用2.1.4 可编程控制器的工作原理2.1.5可编程控制器的分类和应用2.2 组态软件的简介2.2.1 组态软件的产生2.2.2 组态软件的功能特点2.2.3 组态软件的发展及主要产品介绍2.3锅炉安全监控系统（FSSS）的简介3 FSSS系统的组成及控制逻辑3.1 FSSS系统的组成3.1.1主燃料跳闸（MFT）3.1.2 吹扫部分3.
6、1.3 点火部分3.2 FSSS系统的控制逻辑3.2.1 主燃料跳闸（MFT）的控制逻辑3.2.2 吹扫部分的控制逻辑3.2.3 点火部分的控制逻辑3.3 FSSS系统的硬件配置4 FSSS系统的程序设计4.1 主燃料跳闸部分的程序设计4.2 吹扫部分的程序设计4.3 点火部分的程序设计5 FSSS系统的组态界面5.1建立系统的组态王工程5.2创建系统的组态画面5.3 定义系统的I/O设备5.4 构建系统的数据库5.5 建立系统的动画连接5.5.1 按钮的动画连接5.5.2开关的动画连接5.5.3系统4个画面如何转换的动画连接5.6 FSSS系统的运行和调试6 总结参考文献附录致谢1绪论目前，
7、火力发电在我国电力工业中占绝对主导地位，随着大容量、高参数机组的投入运行和新技术应用于火电机组中，电站系统日趋复杂。为确保机组运行的安全性及经济性，对运行人员的熟练操作和事故处理能力，以及管理人员的监控管理水平都有了更高的要求。因此，针对具体机组开发全范围仿真培训系统，以培训新的运行人员和轮训在职人员显得越来越重要。电厂仿真系统原本是作为实验的辅助工具而应用的，而后又用于训练目的，现在仿真系统的应用包括：系统概念研究、系统的可行性研究、系统的分析与设计、系统开发、系统测试与评估、系统操作人员的培训、系统预测、系统的使用与维护等各个方面。它的应用领域已经发展到军用以及与国民经济相关的各个重要领域
8、。随着工业生产的不断发展，锅炉已成为很多厂家一种必不可少的设备。无论是燃煤、燃气、燃油锅炉，在它运行过程中，总可能因为种种原因或者造成燃料堆积、或者燃料的突然中断，随即燃料又大量涌进，从而造成炉膛内部爆燃，这种爆燃可能造成设备严重损坏和人员伤亡，严重危及电厂的安全运行。因此,FSSS系统也就出现了。在我国50MW以上的机组基本都配备了FSSS，它在锅炉的正常运行、启动和停止阶段连续监视燃烧系统运行状况，在燃烧不稳定时发出报警；异常熄火时，可自动紧急停炉，防止锅炉爆炸。还可以完成锅炉点火前及停炉后，炉膛自动吹扫，并能进行程控点火。FSSS系统是利用煤、油火焰检测装置通过对火光的频率、强度的测量来
9、判断有火无火的，当检测到的无火数量达到设定条件时，即发出“全炉膛失去火焰”信号，并启动MFT指令切除全部燃料，防止锅炉灭火打炮。在锅炉运行中，尤其是在新装机组投运初期，由于煤质变化、燃烧调整、火焰检测器调试等方面存在的问题，往往频繁发生锅炉灭火，难以维持锅炉的稳定燃烧。在这种情况下，有的电厂被迫采取用一个信号稳定地拖带一个或两个频繁闪烁、很不稳定的火焰检测器或者采用短接一个最不稳定的火焰检测器，使其置位在有火状态。这样做虽然在锅炉发生全炉灭火时，能发出“全炉膛失去火焰”信号，但已经降低了FSSS设定的发出全炉膛无火的判定条件，因此，在锅炉火焰检测信号不稳定的情况下，应针对问题寻找解决方法，而不
10、能采取让FSSS保护功能让步妥协的做法。锅炉启动前要认真检查FSSS系统，确保其投入后的可靠性，因为在运行中一旦FSSS系统出现故障就非常被动。因此要把加强对FSSS系统的管理作为保证锅炉安全运行的一项重要措施。2 简介2.1可编程控制器的简介2.1.1可编程控制器的产生和发展以往的顺序控制器主要由继电器组成，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作，若要改变控制的顺序就必须改变控制器的硬件接线，使用起来不灵活，也比较麻烦。1968年，美国最大的汽车制造商-通用汽车公司（GM公司）为了适应生产工艺不断更新的需求，要求寻找一种比继电器更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制
11、器，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。这十大条件是：（1） 编程方便，可现场修改程序；（2） 维修方便，采用插件式结构；（3） 可靠性高于继电器控制装置；（4） 体积小于继电器控制盘；（5） 数据可直接送入管理计算机；（6） 成本可与继电器控制盘竞争；（7） 输入可为市电；（8） 输出可为市电，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器等；（9） 扩展时原系统改变最少；（10）用户存储器大于4KB。1969年，美国数字设备公司（DEC公司）研制出了第一台可编程控制器PDP-14，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，并取得了满意的效果，可编程控制器自此诞生。可编程控
12、制器自问世以来，发展极为迅速。1971年，日本开始生产可编程控制器。1973年，欧洲开始生产可编程控制器。到现在世界各国的一些著名的电气工厂几乎都在生产可编程控制器装置。可编程控制器已作为一个独立的工业设备被列入生产中，成为当代电控装置的主导。早期的可编程控制器主要由分立元件和中小规模集成电路的组成，它采用了一些计算机技术，但简化了计算机的内部电路，对工业现场环境适应性较好，指令系统简单，一般只具有逻辑运算的功能。随着微电子技术和集成电路的发展，特别是微处理器和微计算机的迅速发展，在20世纪70年代中期，美、日、德等国的一些厂家在可编程控制器中开始更多地引入微机技术，微处理器及其他大规模集成电
13、路芯片成为其核心部件，使可编程控制器的性价比产生了新的突破。现在的可编程控制器都采用了微处理器（CPU）、只读存储器（ROM）、随机存储器（RAM）或是单片机作为其核心。可编程控制器在规模和功能上将向两大方向发展，一方面大型可编程控制器不断向高速、大容量和高功能方向发展。另一方面，发展简易经济的超小型可编程控制器，以适应单机控制、小型自动化的需要。另外，不断增强其对过程控制的功能（模拟量控制能力）；增强可编程控制器的联网通信功能，便于分散控制与集中控制的实现；大力开发智能I/O模块，增强可编程控制器的功能。2.1.2 可编程控制器的定义和特点可编程控制器（Programmable Contro
14、ller）缩写为PC，为了和计算机相区别，把可编程控制器缩写为PLC。美国电气制造商协会NEMA（National Electrical Manufacturers Association）在1980年给PLC作了如下的定义：PLC 是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体以存储指令，用来执行诸如逻辑、顺序、计时、计数和演算等功能，并通过数字或模拟的输入和输出，以控制各种机械或生产过程。一部数字电子计算机若是用来执行PLC之功能者，亦被 视同为PLC，但不包括鼓式或机械式顺序控制器。现代工业生产是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同。可编程控制器由于具有以下特点而深受工厂技术人员和工
15、人的欢迎。（1）可靠性高，抗干扰能力强。这往往是拥护选择控制装置的首要条件。PLC生产厂家在硬件和软件上采取了一系列抗干扰措施，使它可以直接安装于工业现场而稳定可靠地工作。目前各生产厂家生产的PLC，其平均无故障时间都大大超过了IEC规定的10万小时。而且为了适应特殊场合的需要，有的PLC生产商还采用冗余设计和差异设计（如德国Pilz公司的PLC），进一步提高了其可靠性。（2）适应性强，易于使用。由于PLC产品均为系列化生产，品种齐全，多数采用模块式的硬件结构，组合和扩展方便，用户可根据自己的需要灵活选用，以满足系统大小不同及功能繁简各异的控制系统要求。（3）编程方便，易于使用。PLC的编程可
16、采用与继电器电路极为相似的梯形图语言，直观易懂，深受现场电气技术人员的欢迎。近年来又发展了面向对象的顺控流程图语言（Sequential Function Chart）,也称功能图，使编程更简单方便。（4）控制系统设计、安装、调试方便。PLC中含有大量的相当于中间继电器、时间继电器、计数器等的“软元件”。又用程序（软接线）代替硬接线，安装接线工作量少。设计人员只要有PLC就可进行控制系统设计并可在实验室进行模拟调试。（5）维修方便、维修工作量小。PLC有完善的自诊断、履历情报存储及监视功能。PLC对于其内部工作状态、通信状态、异常状态和I/O点的状态均有显示。工作人员通过它可以查出故障原因，便
17、于迅速处理。（6）功能完善。除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能外，配合特殊功能模块还可以实现点位控制、PID运算、过程控制、数字控制等功能，为方便工厂管理又可与上位机通信，通过远程模块还可以控制远方设备。2.1.3 可编程控制器的组成及各组成部分的作用PLC实质上是一种工业控制计算机，只不过它不一般计算机具有更强的工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言，故PLC与计算机的组成十分相似。从硬件结构看，它也有中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口、电源等。与一般计算机一样，CPU是PLC的核心，它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊地进行工作，其
18、主要任务有：控制从编程器键入的用户程序和数据的接收与存储；用扫描的方式通过I/O部件接收现场的状态和数据，并存入输入映像存储器或数据存储器中；诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等；PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，经过命令解释后按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像存储器的内容，再经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。不同型号PLC的CPU芯片是不同的，CPU芯片的性能关系到PLC处理控制信号的能力与速度，CPU位数越高，系统处理的信息量越大，运算速度也越快。PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部
19、分。(1)系统存储器用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序，并固化ROM内，用户不能直接更改。它使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各项工作。系统程序质量的好坏，很大程度决定了PLC的性能。(2)用户存储器包括用户程序存储器和功能存储器两部分。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序。用户功能存储器用来存放用户程序中使用的ON/OFF状态、数值数据等，它构成PLC的各种内部器件。输入/输出接口是PLC与外界连接的接口。输入接口用来接收和采集两种类型的输入信号，一类是按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、数字拨码开关等的
20、开关量输入信号。另一类是由电位器、测速发电机和各种变送器等来的模拟量输入信号。输出接口用来连接被控对象中各种执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀、调速装置等。小型整体式可编程控制器内部有一个开关式稳压电源。此电源一方面可为CPU板、I/O板及扩展单元提供工作电源（5VDC），另一方面可为外部输入元件提供24VDC。2.1.4 可编程控制器的工作原理PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描的。 执
21、行用户程序时，需要各种现场信息，这些现场信息已接到PLC的输入端。PLC采集现场信息即采集输入信号有两种方式：（1）集中采样输入方式。一般在扫描周期的开始或结束将所有输入信号（输入元件的通/断状态）采集并存放到输入映像寄存器（PII）中。执行用户程序所需输入状态均在输入映像寄存器中取用，而不直接到输入端或输入模块去取用。（2）立即输入方式。随着程序的执行需要哪一个输入信号就直接从输入端或输入模块取用这个输入状态，如“立即输入指令”就是这样，此时输入映像寄存器的内容不变，到下一次集中采样输入时才变化。PLC对外部的输出控制也有集中输出和立即输出两种方式。集中输出方式在执行用户程序时不是得到一个输
22、出结果就向外输出一个，而是把执行用户程序后所有输出结果，先后全部存放在输出映像寄存器（PIQ）中，执行完用户程序后所有输出结果一次性向输出端或输出模块输出，使输出部件动作。立即输出方式是在执行用户程序时将该输出结果立即向输出端或输出模块输出，如“立即输出指令”就是这样，此时输出映像寄存器的内容也更新。PLC整个运行过程可分为三部分：(1)上电处理。机器上电后对PLC系统进行一次初始化工作，包括硬件初始化，I/O模块配置检查，停电保持范围设定及其他初始化处理等。(2)扫描过程。PLC上电处理完成以后进入扫描工作过程。先完成输入处理，其次完成与其他外设的通信处理，再次进行时钟、特殊寄存器更新。当C
23、PU处于STOP方式时，转入执行自诊断检查。当CPU处于RUN方式时，还要完成用户程序的执行和输出处理，再转入执行自诊断检查。(3)出错处理。PLC每扫描一次，执行一次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常，如CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通信等是否异常或出错，如检查出异常时，CPU面板上的LED及异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入错代码。当出现致命错误时，CPU被强制为STOP方式，所有的扫描停止。PLC运行正常时，扫描周期的长短与CPU的运算速度有关，与I/O点的情况有关，与用户应用程序的长短及编程情况等均有关。通常用PLC执行1K指令所需时间来说明其扫描速度（一般110ms
24、/k字）。值得注意的是，不同指令其执行时间是不同的，从零点几微秒到上百微秒不等，故选用不同指令所用的扫描时间将会不同。若用于高速系统要缩短扫描周期时，可从软硬件上考虑。2.1.5可编程控制器的分类和应用PLC的类型多,型号各异,各生产厂家的规格也各不相同,如何进行分类存在不少困难,一般按以下原则考虑:（1）按容量分类PLC的容量主要是指PLC的输入/输出(I/O)点数。一般而言,处理的I/O点数比较多时,控制关系也比较复杂,用户要求的程序存储器容量比较大,要求PLC指令及其他功能也比较多,指令执行的过程比较快等。功能和容量存在一定的关系,但不是绝对的.按照PLC的输入/输出点数,可将PLC分为
25、小型PLC(I/O总点数在256点以下,有的还将64点及64点以下的称为微型PLC),中型PLC(I/O总点数在2562048点之间)和大型PLC(I/O总点数在2048点以上)三种。大中小型PLC的划分并无严格的界限,各厂家也存在不同的看法, PLC的输入/输出点数可按需要灵活配置。（2）按结构形式分类按结构形式的不同，PLC主要分为箱体式和模块式两类。箱体式结构又称为整体式结构，它的特点是将PLC的基本部件，如CPU板、输入板、输出板、电源板等很紧凑地安装在一个标准的机壳内，构成一个整体，组成PLC的一个基本单元（主机）或扩展单元。基本单元上设有扩展端子通过扩展电缆与扩展单元相连，以构成P
26、LC不同的配置。箱体式结构的PLC体积小，成本低，安装方便，微型PLC采用这种结构比较多。模块式结构的PLC是由一些标准模块单元构成，这些标准模块如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等，将这些模块插在框架上或基板上即可组装而成。各模块功能是独立的。外形尺寸是统一的，插入什么模块可根据需要灵活配置。目前，中、大型PLC和一些小型PLC多采用这种结构形式。随着PLC的功能的不断完善，性价比的不断提高，PLC的应用面也越来越广。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、华工、电子、机械制造、汽车、船舶、装卸、造纸、纺织、环保、娱乐等各行各业。PLC的应用范围通常可分为如下五种类型
27、：（1） 顺序控制这是今日PLC最广泛应用的领域，它取代了传统的继电器顺序控制。PLC应用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制，例如：注塑机、印刷机械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、包装生产线、电镀流水线及电梯控制等等。（2） 运动控制PLC制造商目前已提供了拖动步进电机的单轴或多轴位置控制模块。在多数情况下，PLC把描述目标位置的数据送给模块，模块移动一轴或多轴到目标位置，当每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。运动的编程可用PLC的编程语言完成，通过编程器输入。操作员手动方式把轴移动到某个目标位置，模块就得知了位置和运动参数，之后可用编辑程序来
28、改变速度和加速度等运动参数，使运动平滑。（3） 过程控制PLC能控制大量的物理参数，例如：温度、压力、速度和流量等。PID（Proportional-Integral-Derivative) 模块的提供使PLC具有闭环控制功能，即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。当控制过程中某个变量出现偏差时，PID控制算法辉计算出正确的输出，把变量保持在设定值上。PID算法一旦适应了工艺，就不管工艺混乱而保持设定值。（4） 数据处理 在机械加工中，出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控制（CNC）设备紧密结合的趋向。FANUC公司推出的System10、11、12系列，已将CNC控制功能作为
29、PLC的一部分。为了实现PLC和CNC设备之间内部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。通过窗口软件，用户可以独自编程，由PLC送至CNC设备使用。（5） 通信和联网 为了适应国外近几年兴起的工厂自动化（FA）系统、柔性制造系统（FMS）及集散系统等发展的需要，首先，必须发展PLC之间，PLC和上级计算机之间的通信功能。作为实时控制系统，不仅PLC数据通信速率要求高，而且要考虑出现停电、故障时的对策等。PLC之间、PLC和上级计算机之间都采用光纤通信，多级传递。I/O模块按功能各自生产现场分散控制，然后采用网络联结构成集中管理信息的分布式网络系统。2.2 组态软件的简介2.2.1 组态软件的产生
30、组态软件的英文简称有三种分别为HMI/MMI/SCADA,对应全称为Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Supervisory Control and Data Acquisition，中文翻译为：人机界面/监视控制和数据采集 软件。目前组态软件的发展迅猛，已经扩展到企业信息管理系统，管理和控制一体化，远程诊断和维护以及在互联网上的一系列的数据整合。“组态”的概念是伴随着集散型控制系统（Distributed Control System简称DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术的不断
31、发展和应用过程中，PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在：PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已臻成熟；由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本；PC的软件资源和硬件资丰富，软件之间的互操作性强；基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见
32、的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网
33、、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。 2.2.2 组态软件的功能特点目前看到的所有组态软件都能完成类似的功能：比如，几乎所有运行于32位Windows平台的组态软件都采用类似资源浏览器的窗口结构，并且对工业控制系统中的各种资源（设备、标签量、画面等）进行配置和编辑；都提供多种数据驱动程序；都使用脚本语言提供二次开发的功能，等等。但是，从技术上说，各种组态软件提供实现这些功能的方法却各不相同。(1)数据的采集方式大多数组态软件提供多种数据采集程序，用户可以进行配置。然而，在这种情况下，驱动程序只能由组态软件开发商提供，或
34、者由用户按照某种组态软件的接口规范编写，这为用户提出了过高的要求。由OPC基金组织提出的OPC规范基于微软的OLE/DCOM技术，提供了在分布式系统下，软件组件交互和共享数据的完整的解决方案。在支持OPC的系统中，数据的提供者作为服务器（Server），数据请求者作为客户（Client），服务器和客户之间通过DCOM接口进行通信，而无需知道对方内部实现的细节。由于COM技术是在二进制代码级实现的，所以服务器和客户可以由不同的厂商提供。在实际应用中，作为服务器的数据采集程序往往由硬件设备制造商随硬件提供，可以发挥硬件的全部效能，而作为客户的组态软件可以通过OPC与各厂家的驱动程序无缝连接，故从根
35、本上解决了以前采用专用格式驱动程序总是滞后于硬件更新的问题。同时，组态软件同样可以作为服务器为其他的应用系统（如MIS等）提供数据。OPC现在已经得到了包括Interllution、Siemens、GE、ABB等国外知名厂商的支持。随着支持OPC的组态软件和硬件设备的普及，使用OPC进行数据采集必将成为组态中更合理的选择。 (2)脚本的功能脚本语言是扩充组态系统功能的重要手段。因此，大多数组态软件提供了脚本语言的支持。具体的实现方式可分为三种：一是内置的类C/Basic语言；二是采用微软的VBA的编程语言；三是有少数组态软件采用面向对象的脚本语言。类C/Basic语言要求用户使用类似高级语言的
36、语句书写脚本，使用系统提供的函数调用组合完成各种系统功能。应该指明的是，多数采用这种方式的国内组态软件，对脚本的支持并不完善，许多组态软件只提供IFTHENELSE的语句结构，不提供循环控制语句，为书写脚本程序带来了一定的困难。微软的VBA是一种相对完备的开发环境，采用VBA的组态软件通常使用微软的VBA环境和组件技术，把组态系统中的对象以组件方式实现，使用VBA的程序对这些对象进行访问。由于Visual Basic是解释执行的，所以VBA程序的一些语法错误可能到执行时才能发现。而面向对象的脚本语言提供了对象访问机制，对系统中的对象可以通过其属性和方法进行访问，比较容易学习、掌握和扩展，但实现
37、比较复杂。 (3)组态环境的可扩展性可扩展性为用户提供了在不改变原有系统的情况下，向系统内增加新功能的能力，这种增加的功能可能来自于组态软件开发商、第三方软件提供商或用户自身。增加功能最常用的手段是ActiveX组件的应用，目前还只有少数组态软件能提供完备的ActiveX组件引入功能及实现引入对象在脚本语言中的访问。(4)组态软件的开放性随着管理信息系统和计算机集成制造系统的普及，生产现场数据的应用已经不仅仅局限于数据采集和监控。在生产制造过程中，需要现场的大量数据进行流程分析和过程控制，以实现对生产流程的调整和优化。现有的组态软件对大部分这些方面需求还只能以报表的形式提供，或者通过ODBC将
38、数据导出到外部数据库，以供其他的业务系统调用，在绝大多数情况下，仍然需要进行再开发才能实现。随着生产决策活动对信息需求的增加，可以预见，组态软件与管理信息系统或领导信息系统的集成必将更加紧密，并很可能以实现数据分析与决策功能的模块形式在组态软件中出现。 (5)对Internet的支持程度现代企业的生产已经趋向国际化、分布式的生产方式。Internet将是实现分布式生产的基础。组态软件能否从原有的局域网运行方式跨越到支持Internet，是摆在所有组态软件开发商面前的一个重要课题。限于国内目前的网络基础设施和工业控制应用的程度，笔者认为，在较长时间内，以浏览器方式通过Internet对工业现场的
39、监控，将会在大部分应用中停留于监视阶段，而实际控制功能的完成应该通过更稳定的技术，如专用的远程客户端、由专业开发商提供的ActiveX控件或Java技术实现。 (6)组态软件的控制功能随着以工业PC为核心的自动控制集成系统技术的日趋完善和工程技术人员的使用组态软件水平的不断提高，用户对组态软件的要求已不像过去那样主要侧重于画面，而是要考虑一些实质性的应用功能，如软件PLC，先进过程控制策略等。2.2.3 组态软件的发展及主要产品介绍 组态软件产品于80年代初出现，并在80年代末期进入我国。但在90年代中期之前，组态软件在我国的应用并不普及。究其原因，大致有以下几点： （1）国内用户还缺乏对组态
40、软件的认识，项目中没有组态软件的预算，或宁愿投入人力、物力针对具体项目做长周期的繁冗的上位机的编程开发，而不采用组态软件； （2）在很长时间里，国内用户的软件意识还不强，面对价格不菲的进口软件（早期的组态软件多为国外厂家开发），很少有用户愿意去购买正版。 （3）当时国内的工业自动化和信息技术应用的水平还不高，组态软件提供了对大规模应用、大量数据进行采集、监控、处理并可以将处理的结果生成管理所需的数据，这些需求并未完全形成。 随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式。对项目来说是费时费力、得不偿失的，同时，MIS（管理信息系统，
41、Management Information System）和CIMS（计算机集成制造系统，Computer Integrated Manufacturing System）的大量应用，要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据，以便优化企业生产经营中的各个环节。因此，在1995年以后，组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。下面就对几种组态软件分别进行介绍。 (1)InTouch：Wonderware的InTouch软件是最早进入我国的组态软件。在80年代末、90年代初，基于Windows3.1的InTouch软件曾让我们耳目一新，并且InTouch提供了丰富的图库。但是，早期的
42、InTouch软件采用方式与驱动程序通信，性能较差， InTouch7.0版已经完全基于32位的Windows平台，并且提供了OPC支持。InTouch的版本已经到了9.5 (2)Fix：Intellution公司以Fix组态软件起家，1995年被爱默生收购，现在是爱默生集团的全资子公司，Fix6.软件提供工控人员熟悉的概念和操作界面，并提供完备的驱动程序（需单独购买）。Intellution将自己最新的产品系列命名为IFiX，在IFiX中，Intellution提供了强大的组态功能，但新版本与以往的6.版本并不完全兼容。原有的Script语言改为VBA（Visual Basic For Ap
43、plication），并且在内部集成了微软的VBA开发环境。遗憾的是，Intellution并没有提供6.1版脚本语言到VBA的转换工具。在IFiX中，Intellution的产品与Microsoft的操作系统、网络进行了紧密的集成。Intellution也是OPC（OLE for Process Control）组织的发起成员之一。IFiX的OPC组件和驱动程序同样需要单独购买。 (3)Citech：CiT公司的Citech也是较早进入中国市场的产品。Citech具有简洁的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序员，而不是工控用户。Citech提供了类似语言的脚本语言进行二次开发，但与IFix
44、不同的是，Citech的脚本语言并非是面向对象的，而是类似于语言，这无疑为用户进行二次开发增加了难度。 (4)WinCC：Siemens的WinCC也是一套完备的组态开发环境，Siemens提供类语言的脚本，包括一个调试环境。WinCC内嵌OPC支持，并可对分布式系统进行组态。但WinCC的结构较复杂，用户最好经过Siemens的培训以掌握WinCC的应用。 (5)组态王：组态王是国内第一家较有影响的组态软件开发公司。组态王提供了资源管理器式的操作主界面，并且提供了以汉字作为关键字的脚本语言支持。组态王也提供多种硬件驱动程序。 (6)Controx：华富计算机公司的Controx2000是全3
45、2位的组态开发平台，为工控用户提供了强大的实时曲线、历史曲线、报警、数据报表及报告功能。作为国内最早加入OPC组织的软件开发商，Controx内建OPC支持，并提供数十种高性能驱动程序。提供面向对象的脚本语言编译器，支持ActiveX组件和插件的即插即用，并支持通过ODBC连接外部数据库。Controx同时提供网络支持和WevServer功能。 (7)ForceControl（力控）：大庆三维公司的ForceControl（力控）从时间概念上来说，力控也是国内较早就已经出现的组态软件之一。只是因为早期力控一直没有作为正式商品广泛推广，所以并不为大多数人所知。大约在93年左右，力控就已形成了第一
46、个版本，只是那时还是一个基于DOS和VMS的版本。后来随着Windows3.1的流行，又开发出了16位Windows版的力控。但直至Windows95版本的力控诞生之前，他主要用于公司内部的一些项目。32位下的1.0版的力控，在体系结构上就已经具备了较为明显的先进性，其最大的特征之一就是其基于真正意义的分布式实时数据库的三层结构，而且其实时数据库结构可为可组态的活结构。在1999至2000年期间，力控得到了长足的发展，最新推出的2.0版在功能的丰富特性、易用性、开放性和I/O驱动数量，都得到了很大的提高。在很多环节的设计上，力控都能从国内用户的角度出发，即注重实用性，又不失大软件的规范。另外，
47、公司在产品的培训、用户技术支持等方面投入了较大人力，相信在较短时间内，力控软件产品将在工控软件界形成巨大的冲击。其他常见的组态软件还有GE的Cimplicity，Rockwell的RsView，NI的LookOut，PCSoft的Wizcon以及国内一些组态软件通态软件公司的MCGS，也都各有特色。 软PLC产品是基于PC机开放结构的控制装置，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特点，利用软件技术可将标准的工业PC转换成全功能的PLC过程控制器。软PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、通信网络等功能，通过一个多任务控制内核，提供了强大的指令集、
48、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接各种/系统及网络的开放式结构。所以可以这样说，软PLC提供了与硬PLC同样的功能，而同时具备了PC环境的各种优点。目前，国际上影响比较大的产品有：法国CJ International公司的ISaGRAF软件包、PCSoft International公司的WinPLC、美国Wizdom Control Intellution公司的Paradym-31、美国Moore Process Automation Solutions公司ProcessSuite、美国Wonder ware Controls公司的InControl、SoftPLC公司的SoftPLC等。国内推出软PLC产品的组态软件还不见有，国内组态软件要想全面超过国外的竞争对手，就必须搞创新，推出类似功能的产品。随着企业提出的高柔性、高效益的要求
