自动化装配设计(DOC31)57963.doc

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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.毕业设计题 目 名 称称：自动化装配设计学 院：专 业：电气自动化化学 生 姓 名名：班 级：摘要通过利用PLCC强大的控制制功能，实现现利用可编程程控制器控制制装配工序的的功能，可以以提高自动化化行业的发展展，提高劳动动效率。本文文针对PLC控制的自动动装配系统，对对系统的控制制要求、设计计步骤、控制制方案、主要要控制元件、编编程思路进行行深入的剖析析。在PLC基础上，系系统还增加了了组态软件WINCC对系统运行行过程进行监监控，本文亦亦介绍了组态态软件W

2、INCC对控制系统统的组态及运运行方法。通俗地讲，装配配是指将产品品的若干个零零部件通过紧紧配、卡扣、螺螺纹连接、粘粘合、铆合、焊焊接等方式组组合到一起得得到符合预定定的尺寸精度度及功能的成成品（半成品品）。由人工工处理（接触触、整理、抓抓取、移动、放放置、施力等等）每一个零零部件而实现现的装配，严严格的讲，只只能称为人工工装配。不需需要由人工处处理零部件而而完成的装配配，可称为自自动装配。介介于两者之间间的为半自动动装配。当前，PLC因因其强大的功功能，被广泛泛应用于工业业应用中，而而随着管理信信息系统和计计算机集成制制造系统的普普及，生成现现场数据的应应用已不仅仅仅局限于数据据采集和监控控

3、。在生产制制造过程中，需需要现场的大大量数据进行行流程分析和和过程控制，以以实现对生成成流程的调整整和优化。这这就需要组态态软件winncc来实现。本文文针对PLC控制的自动动装配系统，对对系统的控制制要求、设计计步骤、控制制方案、主要要控制元件、编编程思路进行行深入的剖析析。在PLC基础上，本本文亦介绍了了组态软件WINCC对控制系统统的组态及运运行方法。实实验证明，通通过利用PLC强大的控制制功能，实现现利用可编程程控制器控制制装配工序的的功能，可以以提高自动化化行业的发展展，提高劳动动效率。关键词: 可编编程控制器, 自动装配, 控制系统 目录1 绪论52 论文相关技技术介绍82.1 P

4、LCC技术82.1.1 PPLC基本概念82.1.2 PPLC的定义92.1.3 PPLC的分类92.1.4 PPLC的特点112.1.5 PPLC的发展历史史122.1.6 PPLC的应用领域域142.1.7 PPLC发展趋势152.2 S7-200系列PLC监控的主要要方法162.3 组态软软件技术162.3.1 博博图软件的性性能特点172.3.2 博博图软件的发发展趋势193自动装配机控控制系统分析析及方案设计计223.1系统控制制要求分析223.2 PLCC控制方案设设计223.2.1流程程图233.2.2 系系统的I/O分配233.3 监控系系统方案设计计244自动装配机系系统的实

5、现264.1PLC控控制系统实现现264.1.1 控控制系统的梯梯形图264.1.2 梯梯形图对应的的指令语句314.2 监控系系统实现33结论35参考文献366致谢371 绪论1.1 论文研研究背景及意意义可编程控制器是是一种为工业业机械控制所所设计的专用用计算机，在在各种自动控控制系统中有有着广泛的应应用，它是在在继电器控制制和计算机控控制基础上开开发的产品，逐逐渐发展成为为以微处理器器为核心，把把自动化技术术、计算机技技术，通信技技术融为一体体的新型工业业自动控制装装置。早期的的可编程控制制器在功能上上只能进行逻逻辑控制，因因而称为可编编程程序逻辑辑控制器(Proggrammaable

6、LLogic Contrrollerr)简称PLC11。 随着技术的的发展，其控控制功能不断断增强，可编编程程序控制制器还可以进进行算术运算算，模拟量控控制、顺序控控制、定时、计计数等，并通通过数字，模模拟的输入、输输出控制各种种类型的机械械生产过程。长期以来，PLLC及其网络控控制系统始终终战斗在工业业自动化控制制行业的主战战场，其提供供的安全和完完善的解决方方案，为各种种各样的自动动化设备提供供了非常可靠靠的控制应用用，在电力、冶冶金、化工、机机械等行业发发挥了重大作作用，被公认认为现代工业业自动化三大大支柱之一。 近20年来计算机和信息技术的飞速发展，不断成倍扩大的功能和成倍降低的价格，

7、使PLC、通信联网技术、过程控制软件都获得了长足进步，也使PLC的广泛应用成为可能。从1968年开始至今，PLC已经经历了四次更新换代,现阶段的PLC产品不但全面使用16位、32位高性能微处理器，高性能片位式微处理器，RISC(Reduced Instruction Set Computer)精简指令系统CPU等高级CPU，而且，在一台PLC中配置多个微处理器，进行多道处理。同时，生产了大量内含微处理器的智能模板，使得最新的PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的名副其实的多功能处理器。 随着生产自动化程度的增加，单一的逻辑控制功能显然不能满足现

8、代生产的要求，而PLC新增加的这些功能正好适应了生产发展的需求。相信在未来的自动化生产控制中，PLC及其网络必将得到更加广泛的.1.2 PLLC控制系统发发展及现状1968年美国国GM（通用汽车车）公司提出出取代继电器器控制装置的的要求，并公公开招标提出出十项标准:(1)编程方便便，现场可修修改程序；(2)维修方便便，采用模块块化结构；(3)可靠性高高于继电器控控制装置；(4)体积小于于继电器控制制装置；(5)数据可直直接送入管理理计算机；(6)成本可与与继电器控制制装置竞争；(7)输入可以以是交流115V；(8)输出为交交流115V, 2A以上，能能直接驱动电电磁阀，接触触器等；(9)在扩展

9、时时，原系统只只要很小变更更；(10)用户程程序存储器容容量至少能扩扩展到4K。1969年，美美国数字公司司(DEC)研制出了第第一台可编程程序控制器，满满足了GM公司装配线线的要求。这这种新型的工工业控制装置置简单易懂、操操作方便、可可靠性高、通通用灵活、体体积小、使用用寿命长，很很快在美国其其它工业领域域推广使用。随随着集成电路路技术和计算算机技术的发发展，现在已已有了第五代代PLC产品。1.3 本论文文研究内容 本文在PLCC强大的控制制功能基础上上，设计了一一个自动装配配机控制系统统，该控制系系统可以实现现流水式配件件叠放，然后后检测产品是是否合格，合合格的产品从从合格产品通通道传送到

10、下下一个工序，不不合格产品从从不合格产品品通道送出收收集起来。本本文所研究的的主要内容安安排如下：第一章绪论 先介绍了本本文的研究背背景和意义，再再介绍了PLC的发展及现现状，最后说说明了本文的的研究内容第二章论文相关关技术介绍 分析了西门门子S7-300系列PLC以及博图组态态软件第三章自动装配配机控制系统统分析及方案案设计 分析了国外外几种控制系系统的实现，通通过比较其优优缺点，提出出本文描述的的控制方案，并并分析方案的的可行性。第四章自动装配配机系统的实实现 以PLC为对象，详详细描述了该该系统的实现现及监控过程程的实现。结论 对论文文进行总结，提提出了一些尚尚待研究的问问题，并对下下一

11、步的工作作进行了展望望。2 设计相关技技术介绍2.1 PLCC 技术可编程序控制器器，英文称Progrrammabble Coontrolller，简称PC。但由于PC容易和个人人计算机（Persoonal CComputter）混淆，故故人们仍习惯惯性地用PLC作为可编程程序控制器的的缩写。它是是一个以微处处理器为核心心的数字运算算操作的电子子系统装置，专专为在工业现现场应用而设设计，它采用用可编程序的的存储器，用用以在其内部部存储执行逻逻辑运算、顺顺序控制、定定时、计数和和算术运算等等操作指令，并并通过数字式式或模拟式的的输入、输出出接口，控制制各种类型的的机械或生产产过程。2.1.1 P

12、PLC基本概念一、逻辑控制1. 定义：指指在对生产过过程运行状态态检测的基础础上，依据预预先编制好的的操作规则，对对输入状态进进行逻辑运算算、或计数、或或定时、或对对某些变化参参量进行判断断等，然后根根据这些结果果作出控制决决策，控制执执行机构协调调动作，完成成以开关量控控制为主的生生产过程的自自动控制。2. 逻辑控制制的特点 顺次控制：即即以前一步动动作的完成作作为信号，从从而启动后一一步动作的程程序控制方式式。 条件控制：以以某一个或某某几个动作所所产生的综合合结果作为信信号来启动下下一步动作的的程序控制方方式。 时序控制：以以时间为基准准来决定每一一步动作的运运行或停止的的程序控制方方式

13、。 控制要素：动动作的转换、动动作的执行二、程序(顺序序）控制器1. 定义：采采用继电器、接接触器、半导导体逻辑元件件，甚至加上上微处理器等等器件组成，能能完成逻辑控控制（即程序序控制）任务务的装置。2. 分类（按按照“存储”控制顺序规规则）（1）20世纪纪50年代 继电器及半半导体逻辑元元件控制器（2）20世纪纪50年代后期 矩阵式控制制器（3）20世纪纪60年代 可编程控制制器2.1.2 PPLC的定义国际电工委员会会(Inteernatiional Electtricall Commmitteee- IECC),19887年的第三版版对PLC作了如下的的定义: PLC是一种专门门为在工业

14、环环境下应用而而设计的数字字运算操作的的电子装置。它它采用可以编编程序的存储储器，用来在在其内部存储储执行逻辑运运算、顺序运运算、计时、计计算和算术运运算等操作的的指令，并能能通过数字式式或模拟式的的输入和输出出，控制各种种类型的机械械或生产过程程。可编程控制器实实际上是一种种工业控制计计算机，它的的硬件结构与与一般微机控控制系统相似似，甚至与之之无异。可编编程序控制器器主要由CPU(中央处理单单元)存储器(RAM和EPROMM),输入/输出模块(简称为I/O模块)、编程器和和电源五大部部分组成。近近年来发展极极为迅速、应应用面极广的的工业控制装装置。它按照照成熟而有效效的继电器控控制概念和设

15、设计思想，利利用不断发展展的新技术、新新电子器件，逐逐步形成了具具有特色的各各种系列产品品。2.1.3 PPLC的分类1、按结构形式式分类根据PLC的结结构形式，可可将PLC分为整体式式和模块式两两类。（1）整体式PPLC 整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件件都集中装在在一个机箱内内， 具有结构紧紧凑、体积小小、价格低的的特点。小型型PLC一般采用这这种整体式结结构。整体式式PLC由不同I/O点数的基本本单元（又称称主机）和扩扩展单元组成成。基本单元元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相相连的扩展口口，以及与编编程器或EPROM写入器相连连的接口等。扩扩展单元内只只有I/O和

16、电源等，没没有CPU。基本单元元和扩展单元元之间一般用用扁平电缆连连接。整体式式PLC一般还可配配备特殊功能能单元，如模模拟量单元、位位置控制单元元等，使其功功能得以扩展展。（2）模块式PPLC 模块式PLC是将PLC各组成部分分，分别作成成若干个单独独的模块，如如CPU模块、I/O模块、电源源模块（有的的含在CPU模块中）以以及各种功能能模块。模块块式PLC由框架或基基板和各种模模块组成。模模块装在框架架或基板的插插座上。这种种模块式PLC的特点是配配置灵活，可可根据需要选选配不同规模模的系统，而而且装配方便便，便于扩展展和维修。大大、中型PLC一般采用模模块式结构。还有一些PLCC将整体式

17、和和模块式的特特点结合起来来，构成所谓谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是是各自独立的的模块，但它它们之间是靠靠电缆进行联联接，并且各各模块可以一一层层地叠装装。这样，不不但系统可以以灵活配置，还还可做得体积积小巧。2、按功能分类类根据PLC所具具有的功能不不同，可将PLC分为低档、中中档、高档三三类。（1）低档PLLC 具有逻辑运运算、定时、计计数、移位以以及自诊断、监监控等基本功功能，还可有有少量模拟量量输入输出出、算术运算算、数据传送送和比较、通通信等功能。主主要用于逻辑辑控制、顺序序控制或少量量模拟量控制制的单机控制制系统。（2）中档PLLC 除具有低档PLC的

18、功能外，还还具有较强的的模拟量输入入输出、算算术运算、数数据传送和比比较、数制转转换、远程I/O、子程序、通通信联网等功功能。有些还还可增设中断断控制、PID控制等功能能，适用于复复杂控制系统统。（3）高档PLLC 除具有中档档机的功能外外，还增加了了带符号算术术运算、矩阵阵运算、位逻逻辑运算、平平方根运算及及其它特殊功功能函数的运运算、制表及及表格传送功功能等。高档档PLC机具有更强强的通信联网网功能，可用用于大规模过过程控制或构构成分布式网网络控制系统统，实现工厂厂自动化。3、按I/O点点数分类根据PLC的II/O点数的多少少，可将PLC分为小型、中中型和大型三三类。 (1).小型型PLC

19、I/O点数 20448点；多CPU，16位、32位处理器，用用户存储器容容量816K如：S7-400 德国西门子子公司GE- GEE公司C-2000 立石公司K3 三菱公司司等2.1.4 PPLC的特点PLC之所以越越来越受到控控制界人士的的重视，是和和它的优点分分不开的:1、可靠性高，抗抗干扰能力强强高可靠性是电气气控制设备的的关键性能。PLC由于采用现现代大规模集集成电路技术术，采用严格格的生产工艺艺制造，内部部电路采取了了先进的抗干干扰技术，具具有很高的可可靠性。一些些使用冗余CPU的PLC的平均无故故障工作时间间则更长。从从PLC的机外电路路来说，使用用PLC构成控制系系统，和同等等规

20、模的继电电接触器系统统相比，电气气接线及开关关接点已减少少到数百甚至至数千分之一一，故障也就就大大降低。此此外，PLC带有硬件故故障自我检测测功能，出现现故障时可及及时发出警报报信息。在应应用软件中，应应用者还可以以编入外围器器件的故障自自诊断程序，使使系统中除PLC以外的电路路及设备也获获得故障自诊诊断保护。这这样，整个系系统具有极高高的可靠性也也就不奇怪了了。2、配套齐全，功功能完善，适适用性强PLC发展到今今天，已经形形成了大、中中、小各种规规模的系列化化产品。可以以用于各种规规模的工业控控制场合。除除了逻辑处理理功能以外，现现代PLC大多具有完完善的数据运运算能力，可可用于各种数数字控

21、制领域域。近年来PLC的功能单元元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3、易学易用，深深受工程技术术人员欢迎PLC作为通用用工业控制计计算机，是面面向工矿企业业的工控设备备。它接口容容易，编程语语言易于为工工程技术人员员接受。梯形形图语言的图图形符号与表表达方式和继继电器电路图图相当接近，只只用PLC的少量开关关量逻辑控制制指令就可以以方便地实现现继电器电路路的功能。为为不熟悉电子子电路、不懂懂计算机原理理和汇编语言言的人使用计计算机从事工工业控制打开开了方便之门门。4、系统

22、的设计计、建造工作作量小，维护护方便，容易易改造PLC用存储逻逻辑代替接线线逻辑，大大大减少了控制制设备外部的的接线，使控控制系统设计计及建造的周周期大为缩短短，同时维护护也变得容易易起来。更重重要的是使同同一设备经过过改变程序改改变生产过程程成为可能。这这很适合多品品种、小批量量的生产场合合。5、体积小，重重量轻，能耗耗低以超小型PLCC为例，新近近出产的品种种底部尺寸小小于100mmm，重量小小于150gg，功耗仅数数瓦。由于体体积小很容易易装入机械内内部，是实现现机电一体化化的理想控制制设备。2.1.5 PPLC的发展历史史1、起源可编程序控制器器问世于1969年。是美国国汽车制造工工业

23、激烈竞争争的结果。更更新汽车型号号必然要求加加工生产线改改变。正是从从汽车制造业业开始了对传传统继电器控控制的挑战。1968年美国Generral Mootors公司，要求求制造商为其其装配线提供供一种新型的的通用程序控控制器，并提提出10项招标指标标。这就是著著名的GM 10条。GM10条是可可编程控制器器出现的直接接原因：（1）编程方便便，可现场修修改程序（2）维修方便便，采用插入入式结构（3）可靠性要要高于继电器器控制装置（4）体积要小小于继电器控控制装置（5）数据可直直接送入管理理计算机（6）成本上可可与继电器竞竞争（7）输入可以以是交流115V（8）输出为交交流115V，2A以上，能

24、能直接驱动电电磁阀（9）扩展时原原系统只需做做很小的改动动用户程序存储器器容量至少可可扩展到4KB1969 年，美美国数字设备备公司研制出出了第一台可可编程逻辑控控制器PDP14 ，在美国通通用汽车公司司的生产线上上试用成功，首首次采用程序序化的手段应应用于电气控控制，这是第第一代可编程程逻辑控制器器，称Progrrammabble，是世界上上公认的第一一台PLC。1969年，美美国研制出世世界第一台PDP-114；1971年，日日本研制出第第一台DCS-8； 1973年，德德国研制出第第一台PLC； 1974年，中中国研制出第第一台PLC。 2、发展20世纪70年年代初出现了了微处理器。人人

25、们很快将其其引入可编程程逻辑控制器器，使可编程程逻辑控制器器增加了运算算、数据传送送及处理等功功能，完成了了真正具有计计算机特征的的工业控制装装置。此时的的可编程逻辑辑控制器为微微机技术和继继电器常规控控制概念相结结合的产物。个个人计算机发发展起来后，为为了方便和反反映可编程控控制器的功能能特点，可编编程逻辑控制制器定名为Progrrammabble Loogic CControoller（PLC）。 20世纪70年年代中末期，可可编程逻辑控控制器进入实实用化发展阶阶段，计算机机技术已全面面引入可编程程控制器中，使使其功能发生生了飞跃。更更高的运算速速度、超小型型体积、更可可靠的工业抗抗干扰设

26、计、模模拟量运算、PID功能及极高高的性价比奠奠定了它在现现代工业中的的地位。 20世纪80年年代初，可编编程逻辑控制制器在先进工工业国家中已已获得广泛应应用。世界上上生产可编程程控制器的国国家日益增多多，产量日益益上升。这标标志着可编程程控制器已步步入成熟阶段段。 20世纪80年年代至90年代中期，是是可编程逻辑辑控制器发展展最快的时期期，年增长率率一直保持为为30400%。在这时期期，PLC在处理模拟拟量能力、数数字运算能力力、人机接口口能力和网络络能力得到大大幅度提高，可可编程逻辑控控制器逐渐进进入过程控制制领域，在某某些应用上取取代了在过程程控制领域处处于统治地位位的DCS系统。 20

27、世纪末期，可可编程逻辑控控制器的发展展特点是更加加适应于现代代工业的需要要。这个时期期发展了大型型机和超小型型机、诞生了了各种各样的的特殊功能单单元、生产了了各种人机界界面单元、通通信单元，使使应用可编程程逻辑控制器器的工业控制制设备的配套套更加容易。2.1.6 PPLC的应用领域域 目前前，PLC在国内外已已广泛应用于于钢铁、石油油、化工、电电力、建材、机机械制造、汽汽车、轻纺、交交通运及文化化娱乐等各个个行业，使用用情况大致可可归纳为如下下几类。1、开关量的逻逻辑控制 这是PLC最基本、最最广泛的应用用领域，它取取代传统的继继电器电路，实实现逻辑控制制、顺序控制制，既可用于于单台设备的的控

28、制，也可可用于多机群群控及自动化化流水线。如如注塑机、印印刷机、订书书机械、组合合机床、磨床床、包装生产产线、电镀流流水线等。22、模拟量控制制 在工业生产产过程当中，有有许多连续变变化的量，如如温度、压力力、流量、液液位和速度等等都是模拟量量。为了控制制器处理模拟拟量，必须实实现模拟量（analoog）和数字量量（digittal）之间的A/D转换及D/A转换。PLC产配套的A/D和D/A转换模块，使使可编程控制制器用于模拟拟量控制。33、运动控制 PLCC可以用于圆圆周运动或直直线运动的控控制。从控制制机构配置来来说，早期直直接用于开关关量i/o模块连接位位和执行机构构，现在一般般使用专用

29、的的运动控制模模块。如可驱驱动步进电机机或伺服电机机的单轴或多多轴位置控。 世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合.4、过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热炉控制等场合有非常广泛的应用。5、数据处理 现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换

30、、排序、查表、功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。冶金作为大型PPLC最大的行业业分支，占据据了四分之一一的市场；冶冶金行业各控控制环节要求求精度高，控控制点数多，是是大中型PLC应用的主要要行业。汽车行业主要对对各生产线的的工位进行控控制，对PLC的应用数量量多，但控制制点数一般不不高，在300点左右，以以中型PLC为主。汽车车行业被认为为是PLC应用最有潜潜力的

31、行业之之一。虽然电力行业对对单机容量5万千瓦以下下的常规火电电机组的关停停在很大程度度上影响了PLC在该行业的的应用规模，但但由于电力行行业本身自动动化水平很高高，对PLC的应用规模模基数很大，因因此电力行业业仍然处于大大中型PLC应用的第三三大行业。66、通信及联网网 PPLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能能设备间的通通信。随着计计算机控制的的发展，工厂厂自动化网络络发展得很快快，各PLC厂商都十分分重视PLC的通信功能能，纷纷推出出各自的网络络系统。新近近生产的PLC都具有通信信接接口,通信非常方方便。2.1.7 PPLC发展趋势21世纪，PLLC会有更大的的发展。从技技术上看，计

32、计算机技术的的新成果会更更多地应用于于可编程控制制器的设计和和制造上，会会有运算速度度更快、存储储容量更大、智智能更强的品品种出现；从从产品规模上上看，会进一一步向超小型型及超大型方方向发展；从从产品的配套套性上看，产产品的品种会会更丰富、规规格更齐全，完完美的人机界界面、完备的的通信设备会会更好地适应应各种工业控控制场合的需需求；从市场场上看，各国国各自生产多多品种产品的的情况会随着着国际竞争的的加剧而打破破，会出现少少数几个品牌牌垄断国际市市场的局面，会会出现国际通通用的编程语语言；从网络络的发展情况况来看，可编编程控制器和和其它工业控控制计算机组组网构成大型型的控制系统统是可编程控控制器

33、技术的的发展方向。目目前的计算机机集散控制系系统DCS（Distrributeed Conntrol Systeem）中已有大大量的可编程程控制器应用用。伴随着计计算机网络的的发展，可编编程控制器作作为自动化控控制网络和国国际通用网络络的重要组成成部分，将在在工业及工业业以外的众多多领域发挥越越来越大的作作用。2.2 S7-300系列PLC监控的主要要方法在大多数控制系系统中，仅仅仅是实现控制制是不够的，在在许多情况下下也需要组态态监控界面对对系统进行监监控。通过监监控可以增加加人机交互的的能力，使操操作人员实时时地监控系统统工作情况并并使系统操作作变得方便。对S7-3000系列PLC组成的控

34、制制系统进行监监控一般有三三种方法：组组态软件监控控、第三方软软件编制的监监控软件监控控、触摸屏监监控。2.3 组态软软件技术监控组态软件不不仅有监控和和数据采集（SCADA）功能，而而且有组态、开开发和开放功功能。监控组组态软件是伴伴随着计算机机技术、DCS和PLC等工业控制制技术的突飞飞猛进而发展展起来的。随随着个人计算算机（PC）的普及和和开放系统的的推广，基于于PC的监控组态态软件在工业业控制领域不不断发展壮大大。监控组态态软件广泛运运用于工业、农农业。楼宇和和办公等领域域的自动化系系统。随着计算机硬件件和软件技术术的发展，自自动化产品呈呈现出小型化化、网络化、PC化、开放式式和低成本

35、的的发展趋势，并并逐渐形成了了各种标准的的硬件、软件件和网络结构构系统。监控控组态软件已已经成为其中中的桥梁和纽纽带，是自动动化系统集成成中不可缺少少的关键组成成部分。2.3.1 WWinCC软件的性能能特点WinCC作为为一个功能强强大的操作监监控组态软件件，其主要性性能特点如下下： 1、应用最新新的软件技术术WinCC是由由SIEMEENS公司与Microosoft公司合作开开发的用于控控制工程的人人机界面组态态软件，正是是基于Microosoft公司技术的的先进性与创创新性，保证证用户能够获获得不断创新新的技术。 2、包括所有有SCADA功能在内的的客户-服务器系统统WinCC是世世界上

36、3个 (WinnCC，iFix，inTattch)最成功的SCADA系统之一，由由WinCC系统组件建建立的各种编编辑器可以生生成画面、脚脚本、报警、趋趋势和报告，即即使是最基本本的WinCC系统，也能能提供生成复复杂可视化任任务的组件和和函数。 3、可灵活裁裁剪，由简单单任务扩展到到复杂任务WinCC是一一个模块化的的自动化软件件，可以灵活活地进行扩展展，可应用在在办公室和机机械制造系统统中。从简单单的工程应用用到复杂的多多用户应用，从从直接表示机机械到高度复复杂的工业过过程图像的可可视化监控和和操作。 4、可由专用用工业和专用用工艺的选件件和附件进行行扩展WinCC在开开放式编程接接口的基

37、础上上开发了范围围广泛的选件件和附件，使使之能够适应应各个工业领领域不同工业业分支的不同同需求。 5、集成ODDBC/SQQL数据库WinCC集成成了Sybasse SQLL Anywwhere标准数据库库，使得所有有面向列表的的组态数据和和过程数据均均存储在WinCC数据库中，可可以容易地使使用标准查询询语言 (SQLL)或使用ODBC (Openn Dataa Basee Connnectivvity )驱动访问WinCC数据库。这这些访问选项项允许WinCC对其他的Windoows程序和数据据库开放其数数据，例如，将将其自身集成成到工厂级或或公司级的应应用系统中。 6、具有强大大的标准接

38、口口WinCC建立立了DDE(DDynamiic Datta Excchangee)、OLE(OObjectt Linkk and Embedd)、OPC(OOLEFor proocess Contrrol)等在Windoows程序间交换换数据的标准准接口，因此此，能够毫无无困难地集成成Activve X控制和OPC服务器、客客户端功能。 7、统一脚本本语言WinCC的脚脚本语言由ANSI-C标准编程语语言生成。 8、开放APPI编程接口可可以访问WinCC的模块所有的WinCCC模块都有一一个开放的C编程接口(C-APPI)，可以在用用户程序中集集成WinCCC组态和运行时的的功能。 9、通

39、过向导导进行简易的的(在线)组态组态工程师除了了可利用综合合库，在一个个WYSIWWYG环境中，进进行简单的对对话和向导外外，在调试阶阶段，同样可可进行在线修修改。 10、选择组组态软件的语语言Wincc软件件是基于多种种语言开发的的，可以在德德文、法文、意意大利文、西西班牙文、中中文及其他多种亚洲语语言之间进行行选择。可以以存储用户喜喜爱的任何一一种语言文本本，可以在线线进行语言转转换。 11、提供所所有主要PLC系统的通信信通道作为标准，WiinCC支持所有连连接到SIMATTIC S55/S7/5505控制器的通通信通道，还还包括PROFIIBUS-DDP、DDE、OPC等非特定控控制器

40、的通信信通道。此外外，还可以通通过选件或附附件提供广泛泛的非特定控控制器的通信信通道。 12、具有与与基于PC的控制器的SIMATTIC WiinAC的紧密接口口软/插槽PLCC和操作、监监控系统在一一台PC机上相结合合无疑是一个个面向未来的的概念。在此此前提下，WinCC和WinAC实现了西门门子公司基于于PC的、强大的的自动化解决决方案。 13、是全集集成自动化工工TIA的部件TIA(Tottal Inntegraated AAutomaation)集成了包括WinCC在内的所有SIEMEENS产品，WinCCC是所有过程控制制的窗口，是是TIA的中心部件件。TIA意味着在组组态、编程、数

41、数据存储和通通信等方面的的一致性。 14、作为SSIMATIIC PCSS7过程控制系系统申的操作作员站SIMATICC PCS77是TIA中的过程控控制系统。PCS7是结合了基基于控制器的的制造业自动动化的优点和和基于PC的过程工业业自动化的优优点的过程处处理系统 (PCSS)，它对过程程可视化使用用包括WinCC的标准SIMATTIC部件。 15、符合FFDA 211 CFR Part 11的要求 16、可集成成到MES和ERP中WinCC的标标准接口使WinCC成为全公司司范围IT环境下的一一个完整部件件。这超越了了自动控制过过程，将范围围扩展到工厂厂监控级，以以及为公司管管理系统提供供

42、管理数据。2.3.2 WWinCC V6.0的新增功能能WinCC为所所有领域，从从简单的单用用户系统到具具有冗余服务务器的分布式式多工作站系系统，以及具具有Web客户端的跨跨区域的解决决方案，提供供了基于Windoows 20000和XP的完整的操操作和监控功功能。 基本系统中的历历史数据归档档- 以很高的压压缩比进行长长期数据归档档，具备数据据导出功能和和备份机制。对IT功能和上上午集成优化化- 通过Miccrosofft SQLL Servver 20000实现历史数数据归档；- 增加了客户户端的数据评评估工具； - 增加了用于于业务集成的的开放式接口口。可连续扩展- 系统中可以以有多达

43、12台服务器和32个WinCC客户端，每每台服务器都都可以有自己己的冗余服务务器。新支持的开放性性标准- VBA（组组态自动化）；- Visuaal Bassic脚本（运行行系统脚本）；- OPC HHDA,OPPC A&EE,OLE-DB。增强的Web功功能- 可以在WiinCC客户端上安安装Web NNavigaator服务器，用用做更具安全全性的数据集集中器；- Web NNavigaator 具备WinCC客户端的功功能。新的选件- WinCCC/DatMonittor WeebEdittion（历史数据据归档工具）；- WinCCC/Connnectivvity PPack（通过OP

44、C HHDA,OPPC A&EE和OLE-DDB访问WinCC数据库）；- WinCCC/InduustrallDataBB2.3.3 WWinCC的发展趋势很多新技术将不不断被应用到到组态软件当当中，促使组组态软件向更更高层次和更更广范围发展展。其发展方方向如下：多数组态软件提提供多种数据据采集驱动程程序（driveer），用户可可以进行配置置。在这种情情况下，驱动动程序由组态态软件开发商商提供，或者者由用户按照照某种组态软软件的接口规规范编写。由由OPC基金组织提提出的OPC规范基于微微软的OLE/DDCOM技术，提供供了在分布式式系统下，软软件组件交互互和共享数据据的完整的解解决方案。服

45、服务器与客户户机之间通过过DCOM接口进行通通讯，而无须须知道对方内内部实现的细细节。由于COM技术是在二二进制代码级级实现的，所所以服务器和和客户机可以以由不同的厂厂商提供。在在实际应用中中，作为服务务器的数据采采集程序往往往由硬件设备备制造商随硬硬件提供，可可以发挥硬件件的全部效能能；而作为客客户机的组态态软件则可以以通过OPC与各厂家的的驱动程序无无缝连接，故故从根本上解解决了以前采采用专用格式式驱动程序总总是滞后于硬硬件更新的问问题。同时，组组态软件同样样可以作为服服务器为其他他的应用系统统（如MIS等）提供数数据。随着支支持OPC的组态软件件和硬件设备备的普及，使使用OPC进行数据采

46、采集成为组态态中更合理的的选择。脚本语言是扩充充组态系统功功能的重要手手段。因此，大大多数组态软软件提供了脚脚本语言的支支持。其具体体的实现方式式分为两种：一是内置的的C/Bassic语言；二是是采用微软的的VBA的编程语言言。C/Bassic语言要求用用户使用类似似高级语言的的语句书写脚脚本，使用系系统提供的函函数调用组合合完成各种系系统功能。微微软的VBA是一种相对对完备的开发发环境。采用用VBA的组态软件件通常使用微微软的VBA环境和组态态技术，把组组态系统中的的对象以组件件方式实现，并并使用VBA的程序对这这些对象进行行访问。可扩展性为用户户提供了在不不改变原有系系统的情况下下，向系统内内增加新功能能的能力。这这种增加的功功能可能来自自于组态软件件开发商、第第三方软件提提供商或者用用户本身。增增加功能最常常用的手段是是ActivveX组件的应用用。所以更多多厂商会提供供完备的ActivveX组件引入功功能及实现引引入对象在脚脚本语言中的的访