第 1章 绪论
第 1章 绪论
======================================
教材,工业组态软件实用技术
作者,龚运新 方立友
发行,清华大学出版社
======================================
学时,54H（含实验 20H）
上机实验,实验楼 S307
======================================
参考教材：
组态控制技术
主编,袁秀英
电子工业出版社
======================================
第 1章 绪论
第 1章 绪论
1.1控制系统体系结构的演化与发展
一、传统控制系统
1、气动式 /基地式仪表
50年代前，安装在生产设备现场，仅为具备简
单测控功能的基地式气动仪表，信号式封闭的，
不能传递给别的系统。
第 1章 绪论
2,单元组合式仪表
不同的系统需要交换信息和传递参数，出现集中
控制室。
生产现场参数采用统一的模拟信号：
气动,0.02～ 0.1MPa
电动,Ⅱ 型 0 ～ 10 Ma, 0 ～ 5V
Ⅳ 型 4 ～ 20 Ma, 1 ～ 5V（信号 0
与动作 0分开）
单点、单控制回路的测控功能。
第 1章 绪论
3、计算机（微处理器）直接数字控制（ DDC）
发展：
单板机 Z80 → 单片机 MCS-51
工控机（三总线）
AD地址
CD控制
DD数据
STD总线（ 56条）
PC总线
如：
第 1章 绪论
4、集散控制系统（ DCS）
管理功能集中，控制功能分散 ----分布式控制系统
PC
PC1 PC2 PC3 PLC
A/D D/A A/D D/A A/D D/A
RS232C
第 1章 绪论
5、现场总线控制系统 FCS
采用工业控制计算机作为监控计算机，人机交互：
键盘、鼠标、触摸屏，打印机、声光报警装置等。
与普通计算机不同 ----都要适合工业生产环境。
服务器
PC PC 打印机
PLC
工业以太网
工作站
现场控制层 H1
执行器 I/O
现场总线
第 1章 绪论
现场总线控制系统主要特点是 控制功能下放
到现场 。
现场总线控制系统的软件是现场总线控制系
统集成、运行的重要组成部分。它包括：
组态软件 — 通信组态和控制系统组态；
维护软件 — 对现场控制系统的软、硬件的运行状
态进行监控、故障诊断等。
仿真软件 — 对系统进行组态、调试、研究的工具
现场设备管理软件 — 对现场设备维护管理的工具
监控软件 — 直接用于生产操作和监视的控制软件
包，功能丰富。
第 1章 绪论
二、工业控制系统层次结构
新型的工业控制系统正以标准的工业计算机
软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式
系统，它们具有适应性强、开放性好、易于扩展、
经济、开发周期短等鲜明优点。
工业控制系统划分为控制层、监控层、管理
层三个层次结构 。
监控层的硬件以工业级的微型计算机和工作
站为主，目前更趋向于工业 PC机 。
第 1章 绪论
由于 PC监控大大降低了系统成本，使得市场
空间得到扩大，从远程监控（如防盗报警、江河汛
情监视、环境监控、电信线路监控、交通管制与监
控、矿井报警等）、数据采集与计量（如居民水电
气表的自动抄表、铁道信号采集与记录等）、数据
分析（如汽车 /机车自动测试、机组 /设备参数测试、
医疗化验仪器设备实时数据采集、虚拟仪器、生产
线产品质量抽检等）到过程控制 。
工业组态软件 是指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，容易实现和完成监控层的各项功能。
第 1章 绪论
第 1章 绪论
工业组态软件都运行在 Windows98 / NT /
2000 操作系统环境下。
工业组态软件的开发工具以 C++为主，也
有少数开发商使用 Delphi或 C++ Builder 。
第 1章 绪论
1.2 监控组态软件简介
一,监控组态软件简介
1.概念
组态软件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，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方
式） 提供良好的用户开发界面和简捷的使用方
法, 其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和
完成监控层的各项功能，并能同时 支持各种硬件厂
家的计算机和 I/O设备,与高可靠的工控计算
机和网络系统结合,可向控制层和管理层提供软
、硬件的全部接口，进行系统集成。
第 1章 绪论
2.组态软件的发展和现状
世界上第一个把组态软件做为商品进行开发、
销售的专业软件公司是美国的 Wonderware公司，
它于 80年代末率先推出第一个商品化监控组态软
件 Intouch。此后组态软件得到了迅猛的发展。目
前世界上的组态软件有几十种之多，国际上较知
名的监控组态软件有,Fix,Intouch,Wincc，
LabView,Citech等。
我国：三维力控（ ForceControl）
组态王
通用组态
第 1章 绪论
①,使用简单，用户只需编写少量自己所需的控
制算法代码，甚至可以不写代码。
②、运行可靠。
③、提供数据采集设备的驱动程序。
④、提供自动化应用系统所需的组件。
⑤、强大的图形设计工具。
3.组态软件的特点
第 1章 绪论
力控监控组态软件 （ ForceControl） 是
一个面向方案的 HMI/SCADA（ human machine
interface/ supervisory control and data
acquisition）平台软件。分布式实时多数据库系统，
可提供访问工厂和企业系统数据的一个公共入口。
内置 TCP/IP协议的网络服务程序使用户可以充分利
用 Intranet或 Internet的网络资源。
二、力控监控组态软件简介
力控可用于开发石油、化工、半导体、汽车、
电力等多个行业和领域的工业自动化、过程控制、
管理监测、工业现场监视、远程监视 /远程诊断等系
统。
第 1章 绪论
1,ForceControl集成环境
开发系统（ Draw）, 是一个集成环境，可以创建工程画
面，配置各种系统参数，启动力控其它程序组件等。
界面运行系统（ View）, 界面运行系统用来运行由开发
系统 Draw创建的画面。
实时数据库（ DB）,是数据处理的核心，构建分布式应
用系统的基础。它负责实时数据处理、历史数据存储、统
计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。
I/O驱动程序,I/O驱动程序负责力控与 I/O设备的通信。
它将 I/O设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的数据
库，然后在界面运行系统的画面上动态显示。
第 1章 绪论
网络通信程序（ NetClient/NetServer）,网络通信程序
采用 TCP/IP通信协议，可利用 Intranet/Internet实现不
同网络结点上力控之间的数据通信。
开发系统（ Draw）、界面运行系统（ View ）
和数据库系统（ DB）都是组态软件的基本组成部分
。
Draw和 View主要完成人机界面的组态和运行
,DB主要完成过程实时数据的采集（通过 I/O 驱动
程序）、实时数据的处理（包括：报警处理、统计
处理等）、历史数据处理等
第 1章 绪论
2.ForceControl 2.6中其它的可选程序组件
串行通信程序（ SCOMClient/SCOMServer）：
两台计算机之间，使用 RS232C/422/485接口，可
实现一对一的通信；如果使用 RS485总线，还可实现
一对多台计算机的通信。
拨号通信程序（ TelClient/TelServer）：
任何地方与工业现场之间，只要能拨打电话，就可以实现
对远程现场生产过程的实时监控，唯一需要的是 Modem和电话
线。
第 1章 绪论
Web服务器程序（ Web Server）：
Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现
在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产
过程。
控制策略生成器（ StrategyBuilder）：
是面向控制的新一代软件逻辑自动化控制软件。提供包括：
变量、数学运算、逻辑功能和程序控制处理等在内的十几类基
本运算块，内置常规 PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰
富的控制算法。同时提供开放的算法接口，可以嵌入用户自己
的控制程序。
第 1章 绪论
1.3 组态软件性能指标
实时多任务
高可靠性
标准化
第 1章 绪论
本章到此结束！
返回本章首页结 束
敬请提问！
第 1章 绪论
======================================
教材,工业组态软件实用技术
作者,龚运新 方立友
发行,清华大学出版社
======================================
学时,54H（含实验 20H）
上机实验,实验楼 S307
======================================
参考教材：
组态控制技术
主编,袁秀英
电子工业出版社
======================================
第 1章 绪论
第 1章 绪论
1.1控制系统体系结构的演化与发展
一、传统控制系统
1、气动式 /基地式仪表
50年代前，安装在生产设备现场，仅为具备简
单测控功能的基地式气动仪表，信号式封闭的，
不能传递给别的系统。
第 1章 绪论
2,单元组合式仪表
不同的系统需要交换信息和传递参数，出现集中
控制室。
生产现场参数采用统一的模拟信号：
气动,0.02～ 0.1MPa
电动,Ⅱ 型 0 ～ 10 Ma, 0 ～ 5V
Ⅳ 型 4 ～ 20 Ma, 1 ～ 5V（信号 0
与动作 0分开）
单点、单控制回路的测控功能。
第 1章 绪论
3、计算机（微处理器）直接数字控制（ DDC）
发展：
单板机 Z80 → 单片机 MCS-51
工控机（三总线）
AD地址
CD控制
DD数据
STD总线（ 56条）
PC总线
如：
第 1章 绪论
4、集散控制系统（ DCS）
管理功能集中，控制功能分散 ----分布式控制系统
PC
PC1 PC2 PC3 PLC
A/D D/A A/D D/A A/D D/A
RS232C
第 1章 绪论
5、现场总线控制系统 FCS
采用工业控制计算机作为监控计算机，人机交互：
键盘、鼠标、触摸屏，打印机、声光报警装置等。
与普通计算机不同 ----都要适合工业生产环境。
服务器
PC PC 打印机
PLC
工业以太网
工作站
现场控制层 H1
执行器 I/O
现场总线
第 1章 绪论
现场总线控制系统主要特点是 控制功能下放
到现场 。
现场总线控制系统的软件是现场总线控制系
统集成、运行的重要组成部分。它包括：
组态软件 — 通信组态和控制系统组态；
维护软件 — 对现场控制系统的软、硬件的运行状
态进行监控、故障诊断等。
仿真软件 — 对系统进行组态、调试、研究的工具
现场设备管理软件 — 对现场设备维护管理的工具
监控软件 — 直接用于生产操作和监视的控制软件
包，功能丰富。
第 1章 绪论
二、工业控制系统层次结构
新型的工业控制系统正以标准的工业计算机
软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式
系统，它们具有适应性强、开放性好、易于扩展、
经济、开发周期短等鲜明优点。
工业控制系统划分为控制层、监控层、管理
层三个层次结构 。
监控层的硬件以工业级的微型计算机和工作
站为主，目前更趋向于工业 PC机 。
第 1章 绪论
由于 PC监控大大降低了系统成本，使得市场
空间得到扩大，从远程监控（如防盗报警、江河汛
情监视、环境监控、电信线路监控、交通管制与监
控、矿井报警等）、数据采集与计量（如居民水电
气表的自动抄表、铁道信号采集与记录等）、数据
分析（如汽车 /机车自动测试、机组 /设备参数测试、
医疗化验仪器设备实时数据采集、虚拟仪器、生产
线产品质量抽检等）到过程控制 。
工业组态软件 是指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，容易实现和完成监控层的各项功能。
第 1章 绪论
第 1章 绪论
工业组态软件都运行在 Windows98 / NT /
2000 操作系统环境下。
工业组态软件的开发工具以 C++为主，也
有少数开发商使用 Delphi或 C++ Builder 。
第 1章 绪论
1.2 监控组态软件简介
一,监控组态软件简介
1.概念
组态软件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，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方
式） 提供良好的用户开发界面和简捷的使用方
法, 其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和
完成监控层的各项功能，并能同时 支持各种硬件厂
家的计算机和 I/O设备,与高可靠的工控计算
机和网络系统结合,可向控制层和管理层提供软
、硬件的全部接口，进行系统集成。
第 1章 绪论
2.组态软件的发展和现状
世界上第一个把组态软件做为商品进行开发、
销售的专业软件公司是美国的 Wonderware公司，
它于 80年代末率先推出第一个商品化监控组态软
件 Intouch。此后组态软件得到了迅猛的发展。目
前世界上的组态软件有几十种之多，国际上较知
名的监控组态软件有,Fix,Intouch,Wincc，
LabView,Citech等。
我国：三维力控（ ForceControl）
组态王
通用组态
第 1章 绪论
①,使用简单，用户只需编写少量自己所需的控
制算法代码，甚至可以不写代码。
②、运行可靠。
③、提供数据采集设备的驱动程序。
④、提供自动化应用系统所需的组件。
⑤、强大的图形设计工具。
3.组态软件的特点
第 1章 绪论
力控监控组态软件 （ ForceControl） 是
一个面向方案的 HMI/SCADA（ human machine
interface/ supervisory control and data
acquisition）平台软件。分布式实时多数据库系统，
可提供访问工厂和企业系统数据的一个公共入口。
内置 TCP/IP协议的网络服务程序使用户可以充分利
用 Intranet或 Internet的网络资源。
二、力控监控组态软件简介
力控可用于开发石油、化工、半导体、汽车、
电力等多个行业和领域的工业自动化、过程控制、
管理监测、工业现场监视、远程监视 /远程诊断等系
统。
第 1章 绪论
1,ForceControl集成环境
开发系统（ Draw）, 是一个集成环境，可以创建工程画
面，配置各种系统参数，启动力控其它程序组件等。
界面运行系统（ View）, 界面运行系统用来运行由开发
系统 Draw创建的画面。
实时数据库（ DB）,是数据处理的核心，构建分布式应
用系统的基础。它负责实时数据处理、历史数据存储、统
计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。
I/O驱动程序,I/O驱动程序负责力控与 I/O设备的通信。
它将 I/O设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的数据
库，然后在界面运行系统的画面上动态显示。
第 1章 绪论
网络通信程序（ NetClient/NetServer）,网络通信程序
采用 TCP/IP通信协议，可利用 Intranet/Internet实现不
同网络结点上力控之间的数据通信。
开发系统（ Draw）、界面运行系统（ View ）
和数据库系统（ DB）都是组态软件的基本组成部分
。
Draw和 View主要完成人机界面的组态和运行
,DB主要完成过程实时数据的采集（通过 I/O 驱动
程序）、实时数据的处理（包括：报警处理、统计
处理等）、历史数据处理等
第 1章 绪论
2.ForceControl 2.6中其它的可选程序组件
串行通信程序（ SCOMClient/SCOMServer）：
两台计算机之间，使用 RS232C/422/485接口，可
实现一对一的通信；如果使用 RS485总线，还可实现
一对多台计算机的通信。
拨号通信程序（ TelClient/TelServer）：
任何地方与工业现场之间，只要能拨打电话，就可以实现
对远程现场生产过程的实时监控，唯一需要的是 Modem和电话
线。
第 1章 绪论
Web服务器程序（ Web Server）：
Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现
在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产
过程。
控制策略生成器（ StrategyBuilder）：
是面向控制的新一代软件逻辑自动化控制软件。提供包括：
变量、数学运算、逻辑功能和程序控制处理等在内的十几类基
本运算块，内置常规 PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰
富的控制算法。同时提供开放的算法接口，可以嵌入用户自己
的控制程序。
第 1章 绪论
1.3 组态软件性能指标
实时多任务
高可靠性
标准化
第 1章 绪论
本章到此结束！
返回本章首页结 束
敬请提问！
