本書突出工程項目從接受任務到調試完成全過程訓練，彌補了原教材硬件選型與設計相對軟件部分內容略顯不足的缺陷。更加符合職業教育工學結合、做中學的教育理念。項目內容上，為適應工控領域主流應用，加強了PLC IPC結構的內容，適當弱化了I/O板卡部分。 主要內容包多途徑實現機械手監控系統、電動大門監控系統、儲液罐水位監控系統；三菱FX2N-48MR PLC和凌華ND-6018智能模塊設備配置以及實訓部分。
2002年當本文作者著手編寫《組態控制技術》教材時，許多學校還沒有將計算機監控系統及監控技術作為教學內容安排進教學計劃之中。在電子工業出版社的大力支持下，該書于2003年正式出版。6年來，作者很高興地看到現在幾乎沒有不開設組態技術相關課程的自動化類專業了，越來越多的學校開始使用本教材，越來越多的人通過本書了解到組態控制技術。 讓作者尤其感到欣慰的是，《組態控制技術》教材不僅在內容上反映了自動控制技術的發展，在教學理念上與當前教育部倡導的基于工作過程、工學結合、做中學等職業教育改革觀念不謀而合。 作為一部軟件技術占相當比例的教材，原書在編寫中摒棄了一般軟件圍繞菜單或功能展開教學，先一般再到具體范例的傳統做法；選取了機械手和水箱水位監控兩個具體項目，在項目教學中有計劃地逐項展開組態軟件相關技術的學習，是典型的基于工作過程的做中學，從具體到一般的教學方法。 作為一部自動控制類專業教材，原書在強調教學內容實用性的同時，更力圖體現工作任務的完整性。同時，經過6年的使用，作者認為，原書在內容組織上還存在一些缺點和不足，需要重新編寫，以適應教育教學改革的需要。為此，本教材在編寫方式、項目選擇方面做了相當大的改動，具體做法如下： （1）加強了硬件設計與調試的內容，更加強調計算機監控系統的完整性。 作者認為原書編寫之初，盡管已經意識到一個完整的計算機監控系統硬件設計與軟件設計的同等重要性，在每一個項目的開始都進行了硬件組成的介紹，但篇幅和力度仍顯不足，容易導致教師和學生將學習重點放在軟件上。本教材中對此進行了大力修改，在保留原書特色的基礎上，重點加強了系統硬件設計與調試內容，增加的內容如此之多，硬、軟件部分比例從原來的約1∶8增加到將近1∶1。 修改后的教材其工學結合的意圖更加突出，項目內容更加完整，且具體可行，同時也刪除了原書中略顯重復且又未達到效果的提高部分內容。 本教材分為2個部分：第1部分計算機監控技術學習項目，通過機械手監控系統等5個具體項目的實施，展現采用計算機監控系統的硬件設計、軟件設計與調試的具體方法。包括計算機監控系統的方案設計；工控機、傳感器變送器和接口設備的選型；系統方框圖和電路原理圖的繪制；組態監控軟件的制作；系統軟硬件調試等內容。接口設備涉及PLC、I/O板卡、I/O模塊等主流技術，特別突出了PLC技術；組態軟件仍沿襲了原書的MCGS和組態王，修改篇幅相對較少。第2部分則給出了14個訓練任務，供學生進行獨立設計與調試訓練。 （2）增加了調試方法等內容。 作者從事PLC、組態軟件教學多年，教學過程中深感系統調試能力對學生能力培養和未來職業生涯的重要性。由于一般教學過程只強調設計訓練，忽視有意識地進行調試技能訓練，許多調試方法與技能只能意會不能言傳。教材的疏忽是很重要的原因。本教材在這方面做了一些嘗試，力圖有所突破，是否成功，有待使用者檢驗。 （3）順應教學改革的潮流，更加強調項目化教學的概念。 盡管原書事實上已經采用了項目化教學的方法，在形式上仍不夠明顯。本書在教材組織形式上和表達上更突出項目教學的概念。 本教材修改內容非常大，已不是簡單的修訂。鑒于教學內容和教學重點的變化，為突顯教學內容與目的，但又讓使用第1版教材的學校不致迷失選材方向，故將教材名稱修改為《計算機監控系統的設計與調試組態控制技術（第2版）》。 本書第1部分由天津職業大學袁秀英編寫，第2部分由石梅香編寫。對于原書作者牛云陞、余群威，這里再一次表示感謝，沒有你們先期的努力，不會有本書的順利完成。本書編寫過程中還得到了周俊恒、李茹、李雅軒、張金環、安海霞等同志的幫助，在此表示感謝。 本書由天津史密斯機械有限公司的田樹利主審。 由于編者水平有限，書中還有許多不完善之處，希望各位同行、專家多提寶貴意見。
袁秀英，女，天津職業大學機電系教學專家，具備豐富的教學實踐經驗和教材編寫經驗，其在我社出版的計算機監控系統的設計與調試一書，出版后獲得市場廣泛認可，目前已修訂至第三版。
第1部分 計算機監控技術學習項目
先導知識學習
0.1 什么是計算機控制系統？（The Computer Control System）
0.1.1 人是如何對設備進行控制的？
0.1.2 自動控制系統的組成（The Automatic Control System）
0.1.3 計算機控制系統的組成
0.2 計算機控制系統中使用哪種計算機？
0.2.1 計算機控制系統中使用計算機的種類
0.2.2 IPC、PLC、MCU系統性能特點比較
0.3 什么是組態控制技術？
0.3.1 在計算機控制系統中組態技術的兩個層面
0.3.2 采用組態技術的計算機控制系統的優越性
0.3.3 市場主流組態控制產品及生產廠家
0.4 計算機控制系統有哪些形式？
0.4.1 數據采集系統的功能與結構
0.4.2 直接數字控制系統的功能與結構
0.4.3 集散控制系統的功能與結構
0.4.4 現場總線控制系統的功能與結構
本項目小結
學習項目1 用IPC和MCGS實現機械手監控系統
1.1 機械手監控系統的方案設計
1.1.1 機械手監控系統的控制要求
1.1.2 機械手監控系統對象分析
1.1.3 機械手監控系統初方案制訂
1.2 機械手監控系統的軟、硬件設備選型與電路設計
1.2.1 命令輸入設備選型
1.2.2 傳感器和變送器選型
1.2.3 執行器選型
1.2.4 計算機選型
1.2.5 I/O接口設備選型
1.2.6 機械手監控系統方框圖和電路接線圖繪制
1.2.7 系統軟件選型
1.3 機械手系統監控軟件的設計與調試
1.3.1 MCGS組態軟件的安裝
1.3.2 工程的建立
1.3.3 變量的定義
1.3.4 畫面的設計與編輯
1.3.5 動畫連接與調試
1.3.6 控制程序的設計
1.3.7 程序的編輯、模擬仿真運行、調試與改進
1.4 機械手監控系統的軟、硬件聯調
1.4.1 中泰PCI-8408板卡的安裝
1.4.2 中泰PCI-8408板卡驅動程序的安裝
1.4.3 機械手監控系統電路連接
1.4.4 在MCGS中進行PCI-8408板卡設備的連接與配置
1.4.5 系統軟、硬件聯調
1.5 思路拓展
本項目小結
學習項目2 用IPC和MCGS實現電動大門監控系統
2.1 電動大門監控系統的方案設計
2.1.1 電動大門監控系統的控制要求
2.1.2 電動大門監控系統對象分析
2.1.3 電動大門監控系統初方案制訂
2.2 電動大門監控系統的軟、硬件設備選型與電路設計
2.2.1 命令輸入設備選型
2.2.2 傳感器和變送器選型
2.2.3 執行器選型
2.2.4 計算機選型
2.2.5 I/O接口設備選型
2.2.6 電動大門監控系統的方框圖和電路接線圖繪制
2.2.7 系統軟件選型
2.3 電動大門系統監控軟件的設計與調試
2.3.1 工程的建立
2.3.2 變量的定義
2.3.3 畫面的設計與編輯
2.3.4 動畫連接與調試
2.3.5 電動大門監控系統的控制任務及PLC與IPC的分工
2.3.6 方案一程序的編輯、模擬仿真運行和調試
2.3.7 方案二程序的編輯、模擬仿真運行和調試
2.4 電動大門監控系統的軟、硬件聯調
2.4.1 西門子S7-200 PLC CPU222的安裝與電路連接
2.4.2 方案一PLC程序的編輯與調試
2.4.3 PLC通信設置
2.4.4 在MCGS中進行S7-200 PLC設備的連接與配置
2.4.5 方案一軟、硬件聯調
2.4.6 方案二軟、硬件聯調
2.5 思路拓展
本項目小結
學習項目3 用IPC和MCGS實現儲液罐水位監控系統
3.1 儲液罐水位監控系統的方案設計
3.1.1 儲液罐水位監控系統的控制要求
3.1.2 儲液罐水位監控系統對象分析
3.1.3 儲液罐水位監控系統初方案制訂
3.2 儲液罐水位監控系統的軟、硬件設備選型與電路設計
3.2.1 命令輸入設備選型
3.2.2 傳感器和變送器選型
3.2.3 執行器選型
3.2.4 計算機選型
3.2.5 I/O接口設備選型
3.2.6 利用PCL-818L板卡做接口設備的系統方框圖和電路接線圖繪制
3.2.7 利用S7-200 PLC做接口設備的系統方框圖和電路接線圖繪制
3.2.8 系統軟件選型
3.3 儲液罐系統監控軟件的設計與調試
3.3.1 工程的建立
3.3.2 變量的定義
3.3.3 畫面的設計與編輯
3.3.4 動畫連接與調試
3.3.5 水位對象的模擬
3.3.6 實時和歷史報警窗口的制作與調試
3.3.7 實時和歷史報表的制作與調試
3.3.8 實時和歷史曲線的制作與調試
3.3.9 儲液罐水位監控系統控制程序的編寫與調試
3.4 使用PCL-818L做接口設備的儲液罐水位監控系統的軟、硬件聯調
3.4.1 研祥PCL-818L板卡的安裝與電路連接
3.4.2 在MCGS中進行PCL-818L設備的連接與配置
3.4.3 使用PCL-818L做接口設備的儲液罐水位監控系統軟硬、件聯調
3.5 使用S7-200 PLC做接口設備的儲液罐水位監控系統的軟、硬件聯調
3.5.1 S7-200 PLC的安裝與電路連接
3.5.2 在MCGS中進行S7-200 PLC設備的連接與配置
3.5.3 使用S7-200 PLC做接口設備的儲液罐系統軟、硬件聯調
3.6 思路拓展
本項目小結
學習項目4 用IPC和組態王實現機械手監控系統
4.1 機械手監控系統的方案設計
4.2 機械手監控系統的軟、硬件設備選型與電路設計
4.2.1 機械手監控系統方框圖和電路接線圖
4.2.2 系統軟件選型
4.3 機械手系統監控軟件的設計與調試
4.3.1 組態王軟件的安裝
4.3.2 工程的建立
4.3.3 變量的定義
4.3.4 畫面的設計與編輯
4.3.5 動畫連接與調試
4.3.6 控制程序的編寫
4.3.7 程序的模擬運行與調試
4.4 機械手監控系統的軟、硬件聯調
4.4.1 機械手監控系統電路連接
4.4.2 三菱FX2N-48MR型PLC通信參數的設置
4.4.3 在組態王中進行三菱FX2N-48MR型PLC設備配置
4.4.4 機械手監控系統軟、硬件聯調
4.5 思路拓展
本項目小結
學習項目5 用IPC和組態王實現水箱水位監控系統
5.1 水箱水位監控系統的方案設計
5.1.1 水箱水位監控系統的控制要求
5.1.2 水箱水位監控系統對象分析
5.1.3 水箱水位監控系統初方案制訂
5.2 水箱水位監控系統的軟、硬件設備選型與電路設計
5.2.1 命令輸入設備選型
5.2.2 傳感器和變送器選型
5.2.3 執行器選型
5.2.4 計算機選型
5.2.5 I/O接口設備選型
5.2.6 其他器件的選型
5.2.7 水箱水位監控系統方框圖和電路接線圖繪制
5.2.8 系統軟件選型
5.3 水箱水位監控軟件的設計與調試
5.3.1 工程的建立
5.3.2 變量的定義
5.3.3 畫面的設計與編輯
5.3.4 動畫連接與調試
5.3.5 控制程序的編寫與模擬調試
5.3.6 實時和歷史報警窗口的制作與調試
5.3.7 實時和歷史曲線的制作與調試
5.3.8 日報表的制作與調試
5.4 水箱水位監控系統的軟、硬件聯調
5.4.1 水箱水位監控系統的電路連接
5.4.2 三菱FX2N-48MR PLC通信參數的設置
5.4.3 在組態王中進行三菱FX2N-48MR PLC和凌華ND-6018智能模塊的
設備配置
5.4.4 系統軟、硬件聯調
5.5 思路拓展
本項目小結
第2部分 計算機監控技術訓練項目
訓練項目1 用IPC和組態軟件實現車庫自動監控
訓練項目2 用IPC和組態軟件實現供電系統自動監控
訓練項目3 用IPC和組態軟件實現雨水利用自動監控
訓練項目4 用IPC和組態軟件實現加熱反應爐自動監控
訓練項目5 用IPC和組態軟件實現升降機的自動監控
訓練項目6 用IPC和組態軟件實現廢品檢測自動監控
訓練項目7 用IPC和組態軟件實現加料過程監控
訓練項目8 用IPC和組態軟件實現雙儲液罐單水位監控
訓練項目9 用IPC和組態軟件實現雙儲液罐雙水位監控
訓練項目10 用IPC和組態軟件實現雙儲液罐溫度監控
訓練項目11 用IPC和組態軟件實現雙儲液罐水位PID控制
訓練項目12 用IPC和組態軟件實現雙儲液罐水位、溫度監控
訓練項目13 用IPC和組態軟件實現工件加工過程監控
訓練項目14 用IPC和組態軟件實現污水處理過程監控
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