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组态王
(1)组态王软件的结构
组态王是运行于Microsoft Windows 98/2000NT中文平台的中文界面的人机界面软件，采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行稳定可靠。
组态王软件包由工程浏览器(Touch Explorer)、工程管理器(ProjManager)和画面运行系统(TouchVew)三部分组成。在工程浏览器中可以查看工程的各个组成部分，也可以完成数据库的构造、定义外部设备等工作;工程管理器内嵌画面管理系统，用于新工程的创建和已有工程的管理;画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统TouchMak和画面运行系统TouchVew完成。
画面制作系统是应用工程的开发环境，可以在这个环境中完成画面设计、动画连接等工作。TouchMak具有先进完善的图形生成功能;数据库提供多种数据类型，能合理地提取控制对象的特性;对变量报警、趋势曲线、过程记录、安全防范等重要功能都有简洁的操作方法。
工程管理器是应用程序的管理系统。ProjManager具有很强的管理功能，可用于新工程的创建及删除，并能对已有工程进行搜索、备份及有效恢复，实现数据词典的导入和导出。
画面运行系统是组态王软件的实时运行环境，在应用工程的开发环境中建立的图形画面只有在画面运行系统中可能运行。画面运行系统从控制设备中采集数据，并存在于实时数据库中。它还负责把数据的变化以动画的方式形象地表示出来，同时可以完成变量报警、操作记录、趋势曲续等监视功能，并按实际需求记录在历史数据库中。
(2)组态王与外部设备的通信
组态王把每一台与之通信的设备看作是外部设备，为实现组态王和外部设备的通信，组态王内置了大量设备的驱动作为组态王和外部设备的通信接口，在开发过程中只需根据工程浏览器提供的设备配置向导一步步完成连接过程，即可实现组态王和相应外部设备驱动的连接。在运行期间，组态王就可通过驱动按口和外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据/指令。每一个驱动都是一个COM对象，这种方式使驱动和组态下构成一个如图8-49所示的完整的系统，既保证了运行系统的高效率，也使系统有很强的扩展性。
(3)建立应用工程
开发者在画面制作系统中制作的画面都是静态的，通过实时数据库，能以生动的方式反映工业现场的状况，因为只有数据库中建立的变量才是与现场状况同步变化的。数据库变量的变化与画面之间的动画效果是通过动画连接实现的，所谓动画连接就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系。这样，工业现场的数据，比如温度、液而高度等，当它们发生变化时，通过设备驱动，将引起实时数据库中相关联变量的变化，如果画面上有一个图案，如指针，规定了它的偏转角度与这个变量相关，就会看到指针随工业现场数据的变化而同步偏转。
动画连接的引入是设计人机界面的一次突破，它把程序员从繁重的图形编程中解放出来，为程序员提供了标准的工业控制图形界面，并且可以通过内置的命令语言连接来增强图形动画效果。
①建立应用工程的一般步骤 建立应用工程大致可分为以下4个步骤，即设计图形界面，构造数据库变量，建立动画连接，运行和调试。
这4个步骤并不是完全独立的，常常是交错进行的。
②规划项目 在用画面制作系统构造应用工程之前，要仔细规划项目，主要考虑以下三方面问题。
a.画面 用怎样的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的控制设备。用组态王系统开发的应用工程是以画面为程序单位的，每一个画面对应于程序实际运行时的一个Windows窗口。
b.数据 怎样用数据来描述控制对象的各种属性方法，也就是创建一个实时数据库，用此数据库中的变量来反映控制对象的各种属性，比如变量温度、压力等。此外，还有代表操作者指令的变量，比如电源开关。规划中可能还要为临时变量预留空间。
c.动画 数据和图形画面中的图素的连接关系，是画面上的图素以动画来模拟现场设备的运行以及让操作者输入控制设备的指令。
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三、 PLC 硬件系统设计
1 ． PLC 型号的选择
在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。
在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、 PID 调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。
目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC 产品，使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。
（ 1 ）对输入 / 输出点的选择
盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。
要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC 的点数。
另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 ％； PLC 每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。
PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。
（ 2 ）对存储容量的选择
对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 / 点来估算；计数器 / 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 / 输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。*后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。
（ 3 ）对 I/O 响应时间的选择
PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3 个扫描周期）等。对开关量控制的系统， PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。
（ 4 ）根据输出负载的特点选型
不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC 有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC 。
（ 5 ）对在线和离线编程的选择
离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时， CPU 只为编程器服务，而不对现场进行控制。专用编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ，主机的 CPU 完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。
（ 6 ）据是否联网通信选型
若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及 CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。
（ 7 ）对 PLC 结构形式的选择
在相同功能和相同 I/O 点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活，维修方便（换模块），容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC 的结构形式。