在監(jiān)控系統(tǒng)中，有上位機與下位機兩個系統(tǒng)。下位機是由PLC系統(tǒng)控制現(xiàn)場設備，上位機是由組態(tài)軟件進行畫面監(jiān)控，與下位機進行通訊，來監(jiān)控現(xiàn)場，這樣加強了現(xiàn)場設備的安全運行，提高了生產效率。

一、PLC硬件

可編程邏輯控制器（Programmable  Logic  Controller，簡稱PLC）是一種數(shù)字運算操作的電子裝置，專門為應用于工業(yè)環(huán)境而設計。它采用作為編寫程序的存儲器，用來存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作指令，并對模擬量或開關量進行輸入或輸出，從而控制整個生產過程和各種類型的機械設備?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形為一體，和易于擴展功能的原則進行設計?？删幊炭刂破鞯幕窘Y構有：電源（PS）、中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入輸出接口電路、接口模塊（IM）、功能模塊（FM）和通訊模塊（CP）。

PLC的特點：

（1）可靠性高，抗干擾能力強

PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器來實現(xiàn)邏輯控制，減少了由于接觸點接觸不良而造成的故障發(fā)生率，其中只用到與輸入和輸出有關的少量硬件，并減少了控制系統(tǒng)的大量接線。PLC 具有很高的可靠性，因為其采用了先進的抗干擾技術，功能強大，具有電路集成化、功能模塊化，硬件采用封裝技術。電氣控制設備也具有高可靠性，加上現(xiàn)場控制系統(tǒng)還采取冗余設備，則大大減少了控制系統(tǒng)的故障時間?，F(xiàn)場采用了智能設備，可以直接與 PLC 相連，簡單程序編寫就實現(xiàn)控制功能，相比于繼電器控制系統(tǒng)，大大減少了電氣接線和開關接點，同時也降低故障發(fā)生率。而且，PLC 具有硬件診斷功能，能加強系統(tǒng)安全性能。并且編程軟件具有監(jiān)視設備運行情況的功能，這樣使整個控制系統(tǒng)具有極高的可靠性和功能性。

（2）硬件配套齊全，功能完善，適用性強

隨著各項技術的發(fā)展，PLC 逐漸規(guī)范化，不同品牌都產有小型、中型、大型規(guī)模的系列產品，并已標準化、系列化、功能化和模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶也能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的控制系統(tǒng)。PLC 的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC 具有較強的帶負載能力，可直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器，能應用于各種工業(yè)環(huán)境中，同時 PLC 也具有強大的數(shù)據(jù)運算能力，而應用于各種數(shù)字控制系統(tǒng)中。隨著智能設備、網絡技術、PLC 自身的發(fā)展，工業(yè)控制中的位置控制、溫度控制、順序控制等都能采用 PLC 的功能模塊實現(xiàn)。另外隨著 PLC 通信能力的增強和工業(yè)現(xiàn)場需求的增加，PLC 的應用將會越來越廣。

（3）易學易用，深受工程技術人員的歡迎

PLC實質相當于重要的過程控制計算機，是面向工礦企業(yè)的可靠工控設備。它接口容易，編程語言簡單、便捷，很容易被工程技術人員掌握，而其中的梯形圖語言就與繼電器電路圖十分接近，為不熟悉電路原理、不懂計算機編程語言的打算從事工業(yè)控制的人提供了便捷之道。PLC控制只需通過程序設計，使用少量的開關量邏輯控制指令就能代替繼電器電路，實現(xiàn)控制功能。

（4）系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量小，維護方便，容易改造

PLC 的編程語言有多種，其中梯形圖程序簡便、易懂，采用規(guī)律的順序控制進行設計，易于工程人員掌握，設計時間比繼電器系統(tǒng)電路圖設計時間要少得多。

PLC 用邏輯存儲器代替邏輯繼電器，大大減少了控制設備外部的接線，通過編程調試程序，模擬仿真結果，使控制系統(tǒng)設計、安裝及調試的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。原先繼電器控制系統(tǒng)若要改變某一控制功能，則要更換邏輯電路，重新接線，工作量很大，而采用 PLC 邏輯控制只需通過改變程序，不變動現(xiàn)場設備，就能直接改變某一功能，極易改造。像多品種、小批量的生產場合就很適合采用 PLC 控制。

（5）體積小，重量輕，能耗低

現(xiàn)在生產的PLC體積相當小，有些超小型的僅相當于幾個繼電器的大小，因此可將開關柜的體積大大縮小。小型的PLC重量很輕，功耗也就幾瓦。所以安裝時占用地方很小，利于使用于苛刻條件下。

PLC在國內外已廣泛應用于各個領域，如工業(yè)、交通、冶金、能源、電力、汽車等。目前，在中國的市場上，最具競爭力的是德國的西門子、日本的三菱公司，美國的AB與GE、日本的歐姆龍也占有一定市場，但國產的PLC始終沒有突破性的發(fā)展，占有的市場份額很小。

西門子PLC在我國運用廣泛，在冶金、鋼鐵、化工、起重等領域都有應用，它的PLC功能強大、可靠性高，在工業(yè)過程中運用范圍很廣，為用戶提高了保障。常見的西門子PLC為S7系列，其體積小、速度快、標準化、網絡通信能力強、可靠性高、功能強大，按規(guī)模類型可分為經濟的微型S7-200、面向制造工程的小型S7-300、面向制造和過程工業(yè)的中、高型S7-400。

二、組態(tài)軟件

組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）的軟件平臺，是工業(yè)應用軟件的一個重要組成部分。它具有豐富的設置項目，使用方式靈活，功能強大。組態(tài)軟件由早先單一的人機界面向數(shù)據(jù)處理機方向發(fā)展，管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量越來越大。隨著組態(tài)軟件自身以及控制系統(tǒng)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件部分地與硬件發(fā)生分離，為自動化軟件的發(fā)展提供了充分作用的舞臺。OPC

的出現(xiàn)，以及現(xiàn)場總線尤其是工業(yè)以太網的快速發(fā)展，大大簡化了異種設備間互連，降低了開發(fā)I/O設備驅動軟件的工作量，I/O驅動軟件也逐漸向標準化的方向發(fā)展。

組態(tài)軟件用于監(jiān)控系統(tǒng)的上位機監(jiān)控中，具有方便快捷的組態(tài)方式、豐富強大的圖形功能、能簡便與其他軟件兼容的強大能力，從而成為用戶實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的強大工具。它廣泛應用于過程控制系統(tǒng)中，如用于工業(yè)、冶金、電力、石油等場合的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控。

    目前市場上具有多種組態(tài)軟件，國外的品牌有In Touch、IFix、Win CC、Movicon、Citech，國內的品牌組態(tài)軟件有組態(tài)王、三維力控、MCGS、世紀星等。

通用組態(tài)軟件的主要特點為：

（1）延續(xù)性和可擴充性，當用戶需要更改部分功能、或者現(xiàn)場設備、網絡結構等進行更換時，由于組態(tài)軟件采用標準化的通信協(xié)議，能與各種設備兼容，及具有強大的數(shù)據(jù)通信能力，在原有基礎上即可更新，使軟件與系統(tǒng)具有延續(xù)性和擴充性。

（2）封裝性（易學易用），采用組態(tài)軟件時，編輯畫面大都采用已封裝了的現(xiàn)成的對象，設置具體的參數(shù)實現(xiàn)功能，對于用戶，不需要掌握具體的編程技術或編程語言，能即學即用，完成監(jiān)控中的復雜功能。

（3）通用性，組態(tài)軟件能適用于各種工礦企業(yè)監(jiān)控，完成通用的監(jiān)控功能。每個用戶根據(jù)工程實際情況，利用通用組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)通訊通道，對監(jiān)控設備，如PLC，智能儀表、變頻器等實現(xiàn)連接、加上強大的數(shù)據(jù)庫處理數(shù)據(jù)，組態(tài)畫面完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、歸檔、處理、狀態(tài)監(jiān)控、故障報警、歷史數(shù)據(jù)查詢等，也可具備網絡通信能力，與其他計算機聯(lián)網。

目前看到的所有組態(tài)軟件都能實現(xiàn)基本類似的功能：各種組態(tài)軟件幾乎都采用相似資源瀏覽器的窗口結構，根據(jù)工業(yè)控制系統(tǒng)的監(jiān)控畫面、系統(tǒng)需求進行設計；有系統(tǒng)報警并能編輯處理報警；具有多種通訊驅動程序；具有報表系統(tǒng)并能實現(xiàn)打印功能；能使用腳本語言來進行二次開發(fā)；能與數(shù)據(jù)庫連接存儲歷史數(shù)據(jù)并能查詢歷史數(shù)據(jù)等。

社會信息化的加速是組態(tài)軟件市場增長的強大推動力，加上現(xiàn)在用戶對工業(yè)系統(tǒng)現(xiàn)場狀況掌握的嚴格需求，組態(tài)軟件發(fā)揮著無比重要的地位，甚至有的系統(tǒng)根本不能缺少組態(tài)軟件。其中的主要原因是軟件的功能強大，用戶存在普遍的需求，廣大用戶逐漸認識了軟件的價值所在。

參考文獻：

［1］余丹． 橋式起重機監(jiān)控管理系統(tǒng)設計 ［D］．碩士學位論文，2010，(10) : 5-7．