在起重机监控系统中，有上位机与下位机两个系统。下位机是由PLC系统控制现场设备，上位机是由组态软件进行画面监控，与下位机进行通讯，来监控现场，这样加强了现场设备的安全运行，提高了生产效率。

一、PLC硬件

可编程逻辑控制器（Programmable  Logic  Controller，简称PLC）是一种数字运算操作的电子装置，专门为应用于工业环境而设计。它采用作为编写程序的存储器，用来存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作指令，并对模拟量或开关量进行输入或输出，从而控制整个生产过程和各种类型的机械设备。可编程控制器及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形为一体，和易于扩展功能的原则进行设计。可编程控制器的基本结构有：电源（PS）、中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口电路、接口模块（IM）、功能模块（FM）和通讯模块（CP）。

PLC的特点：

（1）可靠性高，抗干扰能力强

PLC 用软件代替大量的中间继电器和时间继电器来实现逻辑控制，减少了由于接触点接触不良而造成的故障发生率，其中只用到与输入和输出有关的少量硬件，并减少了控制系统的大量接线。PLC 具有很高的可靠性，因为其采用了先进的抗干扰技术，功能强大，具有电路集成化、功能模块化，硬件采用封装技术。电气控制设备也具有高可靠性，加上现场控制系统还采取冗余设备，则大大减少了控制系统的故障时间。现场采用了智能设备，可以直接与 PLC 相连，简单程序编写就实现控制功能，相比于继电器控制系统，大大减少了电气接线和开关接点，同时也降低故障发生率。而且，PLC 具有硬件诊断功能，能加强系统安全性能。并且编程软件具有监视设备运行情况的功能，这样使整个控制系统具有极高的可靠性和功能性。

（2）硬件配套齐全，功能完善，适用性强

随着各项技术的发展，PLC 逐渐规范化，不同品牌都产有小型、中型、大型规模的系列产品，并已标准化、系列化、功能化和模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户也能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的控制系统。PLC 的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC 具有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，能应用于各种工业环境中，同时 PLC 也具有强大的数据运算能力，而应用于各种数字控制系统中。随着智能设备、网络技术、PLC 自身的发展，工业控制中的位置控制、温度控制、顺序控制等都能采用 PLC 的功能模块实现。另外随着 PLC 通信能力的增强和工业现场需求的增加，PLC 的应用将会越来越广。

（3）易学易用，深受工程技术人员的欢迎

PLC实质相当于重要的过程控制计算机，是面向工矿企业的可靠工控设备。它接口容易，编程语言简单、便捷，很容易被工程技术人员掌握，而其中的梯形图语言就与继电器电路图十分接近，为不熟悉电路原理、不懂计算机编程语言的打算从事工业控制的人提供了便捷之道。PLC控制只需通过程序设计，使用少量的开关量逻辑控制指令就能代替继电器电路，实现控制功能。

（4）起重机监控系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造

PLC 的编程语言有多种，其中梯形图程序简便、易懂，采用规律的顺序控制进行设计，易于工程人员掌握，设计时间比继电器系统电路图设计时间要少得多。

PLC 用逻辑存储器代替逻辑继电器，大大减少了控制设备外部的接线，通过编程调试程序，模拟仿真结果，使控制系统设计、安装及调试的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。原先继电器控制系统若要改变某一控制功能，则要更换逻辑电路，重新接线，工作量很大，而采用 PLC 逻辑控制只需通过改变程序，不变动现场设备，就能直接改变某一功能，极易改造。像多品种、小批量的生产场合就很适合采用 PLC 控制。

（5）体积小，重量轻，能耗低

现在生产的PLC体积相当小，有些超小型的仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积大大缩小。小型的PLC重量很轻，功耗也就几瓦。所以安装时占用地方很小，利于使用于苛刻条件下。

PLC在国内外已广泛应用于各个领域，如工业、交通、冶金、能源、电力、汽车等。目前，在中国的市场上，最具竞争力的是德国的西门子、日本的三菱公司，美国的AB与GE、日本的欧姆龙也占有一定市场，但国产的PLC始终没有突破性的发展，占有的市场份额很小。

西门子PLC在我国运用广泛，在冶金、钢铁、化工、起重等领域都有应用，它的PLC功能强大、可靠性高，在工业过程中运用范围很广，为用户提高了保障。常见的西门子PLC为S7系列，其体积小、速度快、标准化、网络通信能力强、可靠性高、功能强大，按规模类型可分为经济的微型S7-200、面向制造工程的小型S7-300、面向制造和过程工业的中、高型S7-400。

二、组态软件

组态软件是数据采集监控系统SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）的软件平台，是工业应用软件的一个重要组成部分。它具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。组态软件由早先单一的人机界面向数据处理机方向发展，管理数据的数据量越来越大。随着组态软件自身以及控制系统的发展，监控组态软件部分地与硬件发生分离，为自动化软件的发展提供了充分作用的舞台。OPC

的出现，以及现场总线尤其是工业以太网的快速发展，大大简化了异种设备间互连，降低了开发I/O设备驱动软件的工作量，I/O驱动软件也逐渐向标准化的方向发展。

组态软件用于监控系统的上位机监控中，具有方便快捷的组态方式、丰富强大的图形功能、能简便与其他软件兼容的强大能力，从而成为用户实现自动化控制系统监控功能的强大工具。它广泛应用于过程控制系统中，如用于工业、冶金、电力、石油等场合的数据采集与监控。

   目前市场上具有多种组态软件，国外的品牌有In Touch、IFix、Win CC、Movicon、Citech，国内的品牌组态软件有组态王、三维力控、MCGS、世纪星等。

通用组态软件的主要特点为：

（1）延续性和可扩充性，当用户需要更改部分功能、或者现场设备、网络结构等进行更换时，由于组态软件采用标准化的通信协议，能与各种设备兼容，及具有强大的数据通信能力，在原有基础上即可更新，使软件与系统具有延续性和扩充性。

（2）封装性（易学易用），采用组态软件时，编辑画面大都采用已封装了的现成的对象，设置具体的参数实现功能，对于用户，不需要掌握具体的编程技术或编程语言，能即学即用，完成监控中的复杂功能。

（3）通用性，组态软件能适用于各种工矿企业监控，完成通用的监控功能。每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件的数据通讯通道，对监控设备，如PLC，智能仪表、变频器等实现连接、加上强大的数据库处理数据，组态画面完成现场数据采集、归档、处理、状态监控、故障报警、历史数据查询等，也可具备网络通信能力，与其他计算机联网。

目前看到的所有组态软件都能实现基本类似的功能：各种组态软件几乎都采用相似资源浏览器的窗口结构，根据工业控制系统的监控画面、系统需求进行设计；有系统报警并能编辑处理报警；具有多种通讯驱动程序；具有报表系统并能实现打印功能；能使用脚本语言来进行二次开发；能与数据库连接存储历史数据并能查询历史数据等。

社会信息化的加速是组态软件市场增长的强大推动力，加上现在用户对工业系统现场状况掌握的严格需求，组态软件发挥着无比重要的地位，甚至有的系统根本不能缺少组态软件。其中的主要原因是软件的功能强大，用户存在普遍的需求，广大用户逐渐认识了软件的价值所在。