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控压钻井自动控制系统优化设计研究康波（胜利油田钻井工艺研究院欠平衡技术研究所，250717）摘要：控压钻井技术以其智能、安全、高效的特点已经成为石油钻井技术自动化、智能化应用的先进案例，而控压钻井自控系统的设计又是体现这一先进性的核心技术之一。
本文从控压钻井自控系统设计的角度阐述了现有工业过程控制核心技术的特点及发展概况，对比分析了国外现有控压钻井自控系统的构架、核心算法、功能特点及适用范围等方面优缺点，结合目前国内的研究现状提出了较为可行控压钻井自控系统设计关键技术的优选方案。
关键词：控压钻井、过程控制、自控系统设计、系统构架、控制算法、优选方案；MPD Automatic Control System Optimization Design Research Abstract:Managed Pressure Drilling technology for its smart, safe and efficient characteristics of oil drilling technology has become automated, intelligent application ofadvanced cases, the control pressure drilling automation system design is also reflected one of thecore technology of this nature. This Managed pressure drilling from the perspective of theautomatic control system design of the existing industrial process control and development of coretechnology features an overview of comparative analysis of foreign-Managed pressure drilling ofexisting automatic control system architecture, the core algorithm, features and application areassuch as superior shortcomings, combined with the current status quo of the domestic researchmore feasible to control pressure drilling automation system of choice for key technologysolutions.Keywords: managed pressure drilling, process control, automatic control system design, system architecture, control algorithms, optimization programs;0 引言自动控制技术是控压钻井的主要特色和核心技术之一，是控压钻井工程施工成功的关键。
DMC特点与技术优势2.1 DMC系统介绍数字航摄相机（DMC）系统是一个专门用于航空摄影测量的高分辨率和高精度数字摄影系统。
2.2DMC全数字航摄仪的主要技术性能（1）基于面阵CCD的设计DMC系统必须同时适合大比例尺和小比例尺测图要求，这一新的相机系统用较长的曝光时间来适应各种不同的照相条件。
为达到这个要求，DMC的设计采用了面阵CCD器件。
面阵的CCD器件，具有较高的光学品质和光敏度，它的像元尺寸是12μm×12μm，并且提供高线性的动态范围，该CCD具有四个角并行输出信号的能力，因而具有较高的信噪比，并能够完成每两秒种一幅图像的重复输出。
CCD信号在12bit情况下能够对黑白、彩色通道同时进行输出，而且图像数据在X、Y方向具有严格的几何精度。
（2）精密的光学镜头DMC为解决面阵CCD器件的尺寸限制，采取了将8台独立的CCD相机集成到一起的方式。
Z/I公司与卡尔蔡司公司合作，为DMC设计生产了独特的光学镜头，畸变小，光圈较大（f/4），分辩率高以及同质的视场响应等特点。
（3）采用FMC（时间延迟曝光）像移补偿装置DMC采用全电子数字相机FMC工作原理，使其中的CCD面阵传感器的电路能够按时间延迟方式工作。
这种技术类似于胶片相机的机械式FMC，但不会发生机械移动部分限制和失灵，因而更适合于较高的速高比（V/H），因而大大扩展了DMC低空和高速照相性能。
（4）数据在线存储当相机工作在全彩色12bit状况下，DMC相机系统每两秒钟得到一幅260M 原始RAW格式图像，控制电路由三个基于PC完整的PCI总线并线操作，使相机模块得到的图像数据，通过高速并行PCI总线送到图像采集卡，最后通过数据各自独立的光纤从CPU传送到RDIA系统。
该系统带有3个容量为 280G的移动硬盘，能提供带有三个并行的光纤通道的总容量为840G的存储能力。
在12bit 分辨率，四频段彩色模型状态下，DMC一次飞行能拍摄并存储2000张以上照片，这相当于传统相机3桶120米胶卷。
DMC-PID控制在分级磨矿系统中的应用
张永玺;魏镜弢;蔡晓明;王庭有
【期刊名称】《矿冶》
【年(卷),期】2010(19)4
【摘要】本文针对某锡石-多金属硫化矿两段磨矿回路,采用动态矩阵与比例积分微分调节(DMC-PID)串级控制.针对磨矿系统时间滞后长、耦合性强的特点,设计并推导了三输入四输出的DMC-PID申级控制磨矿控制系统模型,首先在磨矿过程中干扰最多的部位取出信号构成PID团环控制,快速有效地抑制突发性干扰,再采用DMC算法,对通过PID调节后的广义磨矿系统进行滚动优化和反馈校正,建立多段磨矿回路的自动控制模型.
【总页数】5页(P98-101,104)
【作者】张永玺;魏镜弢;蔡晓明;王庭有
【作者单位】昆明理工大学机电工程学院,昆明,650093;昆明理工大学机电工程学院,昆明,650093;昆明理工大学机电工程学院,昆明,650093;昆明理工大学机电工程学院,昆明,650093
【正文语种】中文
【中图分类】TD928.8
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一、DCS简答题1、DCS基本含义是什么？试述其基本结构及各层结构的基本功能。
答：集散控制系统DCS(Distributed Control System)，又称为分布式控制系统是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。
是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯网络技术、CRT技术、图形显示技术及人机接口技术相互渗透发展而产生的。
DCS既不同于分散的仪表控制,又不同于集中式计算机控制系统,而是克服了二者的缺陷而集中了二者的优势。
它具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠的特点,适用于石油、化工、冶金、轻工、造纸等各种生产过程,能提高生产自动化水平和管理水平,提高产品质量,降低能源消耗和原材料消耗,提高劳动生产率,保证生产的安全,促进工业技术发展,创造最佳的经济效益和社会效益。
DCS按功能分层结构充分体现呢其分散控制和集中管理的设计思想。
DCS从下至上依次分为直接控制层、操作监控层、生产管理层和决策管理层。
1）直接控制层是DCS的基础，其主要设备试过程控制站（PCS）,PCS主要由输入输出单元（IOU）和过程控制单元（PCU）两部分组成。
输入输出单元(IOU)直接与生产过程的信号传感器、变送器和执行器连接，其功能一是采集反映生产状况的过程变量（如温度、压力、流量、料位、成分）和状态变量（如开关或按钮的通或断，设备的启或停），并进行数据处理；二是向生产现场的执行器传送模拟量操作信号（4mA~20mA DC）和数字量操作信号（开或关、启或停）。
过程控制单元下于IOU连接，上与控制网络（CNET）连接，其功能一是直接数字控制（DDC），即连续控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制等；二是与控制网络通信，以便操作监控层对生产过程进行检测和操作；三是进行安全冗余处理，一旦发PCS硬件和软件故障，就立即切换到备用件，保证系统不间断地安全运行。
案例：多米尼电动机与控制设备公司多米尼电动机与控制设备公司（DMC），从1973年发现加拿大北部油田以来，就占有该油田泵用电动机有效市场的50%以上。
虽然公司是加拿大市场电动机和控制设备方面的一家大型供应商，而且在产品质量方面享有很高声誉，但DMC的高层管理者们相信公司在市场上的成功主要归因于公司在1974年雇佣的一位推销员。
他极富进取精神同时又极具才能，能够“讲石油人的语言”。
他在德克萨斯销售过电机设备，并有油田电气控制工程方面的经验。
当时DMC的竞争对手在该领域还没有一个有相似技术的推销员，因此，公司能建起早期的立足点，并取得有利的市场地位。
然而，1985年初，由于汉密尔顿石油公司的一项产品试验计划，DMC遇到了可能会失去市场的威胁。
汉密尔顿是加拿大目前最大的石油公司，拥有并管理着全国30以上的产油井。
汉密尔顿公司电气工程部门的负责人约翰·布里奇斯主持这项电机检测计划，他认为DMC的电机是处于第三位的选择，位居斯帕特电动机公司和加拿大通用发动机公司的产品之后。
于是，1985年3月，DMC的高层经理决定，如果还想保持它在油井泵市场上的份额，公司必须采取一些行动。
DMC公司提供的电动机系列产品从小到不足1马力的到大至2000马力的应有尽有，公司还生产电气控制和配电盘系统，用于自动控制和发动机保护。
1984年，DMC的销售额大约3.23亿美元，其中各类产品的销售如下表1。
表1 1984年DMC的销售额来源产品销售额（百万美元）销售单位控制和配电盘不足1马力的电动机1-200马力电动机250-2000马力电动机721268540—500,00022,000700DMC公司大约80%的销售额由公司推销员直接卖给原设备制造商（OEMs）和大型工业用户，如石油公司、造纸厂和采矿企业。
另外20%由分销商经营，主要卖给小用户（如小型钻探承包商）和小型原设备制造商。
DMC给各等级购买者的折扣率见下表2。
摘要碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate，简称 DMC)：常温下为透明液体，略带香味。
难溶于水，但能与醇、酮、酯等任意比混溶。
DMC 毒性很小，对金属基本上无腐蚀性。
DMC 具有酯的通性，可与水发生水解反应；可与含活泼氢基团的醇、酚、胺、酯等化合物反应；与二元醇或二元酚反应生成聚碳酸酯。
DMC 分子中含有羰基、甲基、甲氧基等基团，具有良好的反应性能，可代替剧毒的光气、硫酸二甲酯、氯甲烷等作为羰基化剂、甲基化剂和甲氧基化剂，成为开发一系列洁净化工工艺的新基块。
设计4万吨/年碳酸二甲酯的工厂设计。
本次设计我选用尿素直接醇解法其特点如下：（1）原料廉价易得；（2 ）工艺简单，易于操作；（3 ）反应产生的氨气可以回收利用，对环境友好，绿色无污染；（4 ）反应过程无水生产，避免了甲醇 DMC‐水这复杂体系的分离问题，使后续分离提纯简单化。
关键词：碳酸二甲酯，合成，工艺流程AbstractDMC (Dimethyl Carbonate, referred to as DMC): chemical formula CH3 OCOOCH3 a transparent liquid at room temperature, slightly fragrant.Insoluble in water, but with alcohols, ketones, esters and other any more than compatibility. DMC toxicity is very small, essentially non-corrosive metal. DMC continuity with the ester, the hydrolysis reaction with water; can be used with active hydrogen groups with alcohols, phenols, amines, esters and other compounds reaction; and diols or polycarbonate dual phenol reaction. DMC molecules containing carbonyl, methyl, methoxy and other groups, has a good reaction performance, can replace the highly toxic phosgene, dimethyl sulfate, carbonyl chloride, et c., as agent, methyl and methoxy agent Based agent, a chemical process developed a new series of clean blocks. The design I chose direct alcoholysis of urea following features: (1) cheap and readily available raw materials; (2) process is simple, easy to operate; (3) the reaction of ammonia can be recycled, environmentally friendly, green pollution-free; (4) The reaction of water producti on, to avoid the complexity of methanol-DMC-water separation system, the subsequent sepa ration and purificatio n of simplicity. Through this experiment, I learned to design a production plant in the process of dimethyl carbonate in the whole process. Keywords ：DMC Dimethyl Carbonate Synthesis Process第1章项目总论 (5)1.1 项目概述 (5)1.2 建设背景 (5)1.3 产品简介 (6)1.3.1 产品用途 (6)1.3.2 国内外发展 (6)1.3.3 市场需求 (7)1.4 工艺路线 (8)1.4.1 光气法 (8)1.4.2 甲醇氧化羰基化法[5] (9)1.4.3 酯交换法 (9)1.4.4 尿素醇解法 (10)1.4.5 工艺路线比较 (12)1.5 工作依据 (13)1.6 厂址选择 (13)1.6.1 选择原则 (13)1.6.2 厂址选择 (13)1.6.3 城市概况 (14)1.7.1 生产制度 (14)1.7.2 生产规模 (14)第2章工艺设计与计算 (16)2.1 工艺原理 (16)2.2 工艺流程描述 (16)2.2.1 工艺流程简图 (16)2.2.2 MC的合成 (16)2.2.3 DMC的合成 (17)2.3 物料衡算 (17)2.4 热量衡算 (19)2.4.1 MC的合成 (20)2.4.2 MC反应液的分离 (20)2.4.3 DMC的合成 (21)第3章设备选型 (22)3.1 选型的原则 (22)3.2 反应器计算 (22)3.2.1 计算催化剂床层体积VR (22)3.2.2 反应器管数的确定 (23)3.2.3 核算换热面积 (23)3.2.4 管的排列方式 (23)3.2.5 反应器内经 (23)3.2.6 反应器壳体壁厚的计算 (23)3.3反应器的选型 (24)3.3.1 封头的选型 (24)3.3.2 参数汇总表 (24)3.4 其他设备选型 (25)3.4.1精馏塔的设计 (25)3.4.2 换热器的设计 (25)3.4.3 泵的选型 (27)3.5 Aapen 模拟 (28)第4章设备一览表 (32)第5章车间设备布置设计 (35)5.1平面布局方案 (35)5.2厂区组成 (35)5.3设计思路 (35)5.4工厂运输设计 (36)第6章自动控制 (37)6.1概述 (37)6.2仪表类型的确定 (37)6.2.1气动控制仪表 (37)6.2.2电动控制仪表 (37)6.2.3信号和自动保护 (37)6.3 典型控制方案的说明 (38)6.3.1精馏塔的控制 (38)6.3.2反应器的控制 (38)6.3.3泵的控制 (38)6.3.4换热器和再沸器的调节 (39)第7章安全生产与环境保护 (40)7.1安全生产 (40)7.1.1有害因素 (40)7.1.2危险因素 (40)7.2劳动安全措施 (40)7.2.1基本要求 (40)7.2.2基本措施 (41)7.3 环保措施 (41)7.3.1 建设期污染防治措施 (41)7.3.2 运营期污染防治措施 (41)7.3.3 饮用水源保护 (42)第8章公用工程 (44)8.1 供电 (44)8.1.1 照明系统 (44)8.1.2 电气设备的结构型式 (44)8.1.3 电信工程 (44)8.2 供水 (45)8.2.1 生产水源 (45)8.2.2 生活水源 (45)8.2.3 消防水源 (45)8.2.4 室内给水系统 (45)8.2.5 室外给水系统 (45)8.2.6 消防给水系统 (45)8.2.7 生活排水系统 (46)8.2.8 雨水排水系统 (46)8.2.9 其它用水 (46)8.3 供热 (46)8.3.1 概述 (46)8.3.2 热公用工程 (46)8.3.3 冷公用工程 (46)第1章项目总论1.1 项目概述项目名称：尿素醇解法年产4万吨碳酸二甲酯合成车间的初步设计建设地点：齐齐哈尔市建设工期：2年项目内容：本项目是大庆石化总厂年产4万吨碳酸二甲酯的项目，该项目主要是以尿素和甲醇为原料生产碳酸二甲酯。
如浙大中控的ｗｅｂＦｉｅｌｄＥＣＳ．１００系统如下图所示，硬件结构包括：现场仪表层、控制单元层、工厂车间层和企业管理层。
图１．１新大中控ＷｅｂＦｉｅｌｄＥＣＳ·１００系统ＷｅｂＦｉｅｌｄＥＣＳ．１００控制系统，是浙大中控在继承ＪＸ．３００、ＪＸ．３００Ｘ技术的基础上，为适应网络技术的发展，特别是Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、Ｗｅｂ技术的发展，同时融合了最新的现场总线技术、嵌入式软件技术、先进控制技术与网络技术，推出的新一代基于网络技术的控制系统。
ＷｅｂＦｉｅｌｄＥＣＳ．１００控制系统采用新型的网络化结构，突破了传统控制系统的层次模型，实现了与多种总线的兼容以及与第三方异构系统的统一综合集成。
ＷｅｂＦｉｅｌｄＥＣＳ．１００基于网络技术的控制系统，真正实现了工业自动化系统的网络化、智能化、数字化。
１．２国内中小型化工工程自动化的现状我国化工产业９５％以上是中小型企业，随着国外大型化工企业相继进入我国，这些中小化工企业在市场竞争中已处于十分不利的地位。
我国化工产业必须进行新一轮产业结构调整，加速中小型企业自动化水平提升，集聚发展大型企业和化工园区，以提升我国化工产业在国际市场的整体竞争实力。
我国化工产业与世界化工产业差距甚大。
据最新出版的《中国化学工业年鉴》介绍，２０００年全国化学工业总产值为５８１２．４８亿元，企业数量为１２４９９家，平均每家企业产值只有４６５０万元，并散布在全国所有的省（市、自治区）。
我国化工企业规模小，化工产品结构不合理，中低档产品较多，附加值低，没有形成产业链发展格局，市场竞争力差，不适应经济可持续发展要求，与国外化工产业的差距在ｌＯ～２０年之间。
近年来，国外大型化工企业纷纷进入我国市图３．２ＤＭＣ生产过程技术智能化系统开发根据要求，ＤＭＣ生产过程共有９９个现场参数需要进入智能化系统中，包括３１４－温度、２８个液位、１４个压力和２６个流量；这些信号目前均已经在控制室的仪表显示柜上集中显示，分布在５个仪表柜上。
目前这些仪表显示的参数能够反应生产过程中的实时状况，但无法存储，生产过程只要有瞬间扰动，显示仪表难以捕捉和数据记忆。
另外在２４ｄ，时连续生产时，工作人员必须时刻关注所有仪表的数据显示和部分液位报警状态，面对显示仪表数码管的红色和绿色的发光型显示模式，劳动强度很大，也容易产生疲劳。
因此上述９９个参数要送入计算机系统，必须从控制柜中取信号，原控制柜的接线图比较简单，虽然能反映接线原理，但不够全面，所以原接线状态需要改接。
本次接线改造必须在不影响２４时正常的生产情况下进行的。
３．３系统可靠性分析及防爆措施信号数字化部分选用的是高可靠的自动化硬件体系。
采用基于研华ＡＤＡＭ５０００Ｅ的分布式数据采集模块。
Ｉ／０模块可以配置为电压、电流、热电偶、热电阻等不同类型输入的ＡＤＡＭ５０１７输入模块和ＡＤＡＭ５０５６输出模块。
其ＭＴＢＦ（平均故障时间间隔）分别为：ＡＤＡＭＳ０００Ｅ：１２６４５７小时＝１４．４３６年，ＡＤＡＭ５０１７：４１１６３０小时＝４６．９９０年，ＡＤＡＭ５０５６：４４７４３６小时＝５１．０７７年。
ＡＤＡＭ５０００Ｅ能通过多通道Ｉ／Ｏ模块进行数据采集和过程监控。
这样可以使用同一软件支持不同的应用，从而节省用户的费用。
配置Ｉ／Ｏ模块的ＡＤＡＭ５０００Ｅ系统在计算机支持下完成现场设备与主机之间的所有软件处理，包括信号的调理、图３．７软件线性化３．５ＤＭＣ的通信体系信号的远距离传送是集中控制的基础，信号数字化传送和网络通信是当今综合自动化的命脉，是实现多层控制设备间的信息交换，使控制和管理信息能按需要向各方向传送的保障。
本系统鉴于是对ＤＭＣ系统的自动化提升，构建仪表室和工程师站的通信网络。
该网络应能及时传送现场过程信息和操作管理信息。
信息的传送室在生产过程中进行的，信息传送的正确与否直接关系到产品质量和设备及人身安全。
由于大多数生产过程是连续进行的，信息传送不能中断，这就对通信可靠性的要求更为严格。
本系统采用的是比较普遍的ＲＳ一４８５串行方式，ＲＳ４８５通讯协议系统使用屏蔽双绞线进行数据发送和接受。
双绞线使信号的传输更加稳定、可靠，并能抑制通信线路上的噪音。
这种布线方式安装简单，减少了电缆、接口、通信中继器的滤波器的使用，使整个网络的成本降低。
此外，它具有传输距离远、传输速率高的特点，非常适合于工业应用。
图３．８ＤＭＣ串行通讯系统ＲＳ．２３２、ＲＳ．４２２与ＲＳ．４８５都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会制定并发布的，为改进ＲＳ－２３２通信距离短、速率低的缺点，ＲＳ．４２２定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到１０ｂ／ｓ，传输距离延长到４０００英尺，并允许在一条平衡总线上连接最多１０个接收器。
ＲＳ．４２２是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范。
为扩展应用范围，电子工业协会又于１９８３年在ＲＳ．４２２基础上制定了ＲＳ．４８５标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围。
所谓节点数，即每个ＲＳ－４８５接口芯片的驱动器能驱动多个标准ＲＳ．４８５负载。
根据规定，标准ＲＳ．４８５接口的输入阻抗为耋１２Ｋｎ，相应的标准驱动节点数为３２。
为适应更多节点的通信场合，有些芯片的输入阻抗设计成１／２负载（茎２４Ｋｎ）、１／４负载（耋４８Ｋｎ）甚至１／８负载（耋９６Ｋｎ），相应的节点数可增加到６４、１２８和２５６。
ＲＳ．４８５接口可连接成半双工和全双工两种通信方式。
在通信过程中，有两种因素会导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续是指信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射，这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
消除这种反射方法就必须在电缆的末端跨接一个与电缆特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。
由于信号在电缆上的传输使双向的，因此，在通信电缆的另一断可跨接一个同样大小的终端电阻。
从理论上分析，在传输电缆的末端只要跨接了与电缆特性阻抗相匹配的终端电阻，就再也不会出现信号反射现象。
但是，在现实应用中，由于传输电缆的特性阻抗与通讯波特率等应用环境有关，特性阻抗不可能与终端电阻完全相等，因此多少信号的反射还会存在。
这种引起信号反射的另一个原因使数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。
这种原因引起的反射，主要表现在通信线路处在空图４．１ＤＭＣ生产工艺图４．２．２本系统组态软件具体实现建立人机界面主要包括设计图形界面、构造数据库：Ｉ／Ｏ串口通讯、建立动画连接和构造数据库。
本论文设计主要是要反映出生产的工艺流程，并实时显示数据并保存以便工程人员进行监控，并在此基础上对软件的系统功能进行扩展，增加控制算法组态，远程监控和视频监控组态。
（１）设计图形界面：控制系统的实时监测的实现很大部分取决于图形界面。
用户可以为每个应用程序建立数目不限的画面，在每个画面上生成互相关联的静态或动态图形对象。
本系统中设计从总工艺图到各个塔位的局部工艺图，清晰的反映在电脑屏幕上，运用一个屏幕，将该工艺段的参数全部显示出来。
组态王提供的强大的绘图工具及图库，还提供按钮、实时趋势曲线、历史趋势曲线、报警窗口等复杂的图形对象。
组态王采用面向对象的编程技术，使用户可以方便地建立画面的图形界面。
用户构图时可以像搭积木那样利用系统提供的图形对象完成整个ＤＭＣ控制系统的图形界面。
（２）构造数据库Ｉ／Ｏ串口通讯数据库是“组态王”最核心的部分。
在ＴＯＵＣＨＶＥＷ运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，同时工程人员在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。
数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。
在组态王软件中数据库分为：实时数据库和历史数据库。
组态王中定义的变量与一般程序设计语言定义的变量有很大的不同，既能满足程序设计的一般需要，又考虑到工控软件的特殊需要。
数据库中存放的是自定义的变量以及系统预定义的变量。
变量可以分为基本类型和特殊类型两大类。
基本类型的变量又分为“内存变量”和“Ｉ／Ｏ变量”两类。
１１０变量指的是可以与外部数据采集程序直接进行数据交换的变量，如下位机数据采集设备（如ＰＬＣ，数据采集卡等１或其他应用程序（如ＤＤＥ、ＯＰＣ服务器等）。
这种数据交换是双向的、动态的，就是说：在“组态王”系统运行过程中，每当Ｉ／Ｏ变量的值改变时，该值就会自动写入下位机或其它应用程序；每当下位机或应用程序中的值改变时，“组态王”系统中的变量值也会自动更新。
所以，那些从下位机采集来的数据、发送给下位机的指令等变量，都需要设置成Ｉ／Ｏ变量。
组态王中Ｉ／Ｏ变量的定义如图４．２所示，翻４．２Ｉ／０变量的定义而那些不需要和其它应用程序交换数据、也不需要从下位机获得的数据、只在“组态王”内需要的变量，比如计算过程的中间变量，就可以设置成“内存变量”。
特殊变量类型有报警窗口变量、报警组变量、历史趋势陆线变量、时间变量四种。
这几种特殊类型的变量下是体现了“组态王”系统面向工控软件、自动生成人机接口的特色。
组态王支持的硬件设备包括：可编程控制器（ＰＬＣ）、智能模块、板卡、智能仪表等。
工程人员可以把每一台下位机看作一种设备，他不必关心具体的图４．３高压精馏塔Ｔ３０３报警窗口如图４．３所示，为高压精馏塔Ｔ３０３的报警画面，在数据词典中就可以定义参数的上下报警限，但是由于实际生产中往往要修改高低限，因此在报警画面中根据工程师的权限可以修改高低限。
而且报警灯也可以通过下图的动画连接实现闪烁报警提示，如图４．４所示，图４．４报警灯动画连接（５）运行和调试组态王工程浏览器内嵌画面制作开发系统，生成人机界面工程。
画面制作开发系统中设计开发的画面工程在ＴｏｕｃｈＶｉｅｗ运行环境中运行。
开发和运行环境各自独立，一个工程可以同时被编辑和运行，这时对于工程的调试是非常方便的。
控件（６）控件功能控件实际上时可重用的对象，用来执行专门的任务。
每个控件实质上都是一个微型的程序，但不是一个独立的程序，通过控件的属性、方法等控制控件的外观和行为，接受输入并提供输出。
组态王６．５支持Ｗｉｎｄｏｗｓ标准的ＡｃｔｉｖｅＸ控件（主要为可视控件），包括Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ提供的标准ＡｃｔｉｖｅＸ控件和用户自制的ＡｃｔｉｖｅＸ控件。
用户可以灵活地编制一个符合自身需要的控件，或调用一个已有的标准控件，来完成一项复杂的任务，而无须在组态王中做大量的复杂的工作。
一般的ＡｃｔｉｖｅＸ控件都具有属性、方法、事件，用户通过控件的这些属性、事件、方法来完成工作。
组态王新增三个功能强大的控件，即数据表格控件（可将０ＤＢＣ数据源里的大量数据在组态王中进行显示和打印）；历史曲线控件（可动态增删曲线，进行曲线比较，并且数据来源可以是ＯＤＢＣ数据源）：ＰＩＤ调节控件（对过程量进行闭环控制，可实现三种ＰＩＤ控制算法：标准型，归一参数型，和近似微分型）。
