[編者按]:  隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高,計算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,人們對工業(yè)自動化的要求越來越高,種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時,當(dāng)工業(yè)被控對象一旦有變動,就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序,導(dǎo)致其開發(fā)周期長;已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個控制項目的不同而使其重復(fù)使用率很低,導(dǎo)致它的價格非常昂貴;在修改工控軟件的源程序時,倘若原來的編程人員因工作變動而離去時,則必須同其他人員或新手進(jìn)行源程序的修改,因而更是相當(dāng)困難。通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實(shí)際工程問題提供了一種嶄新的方法,因為它能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題,使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài),完成最終的自動化控制工程。

  
組態(tài)軟件簡介
  組態(tài)(Configuration)為模塊化任意組合。通用組態(tài)軟件主要特點(diǎn)有(1)延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序,當(dāng)現(xiàn)場(包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu))或用戶需求發(fā)生改變時,不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級;(2)封裝性(易學(xué)易用),通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來,對于用戶,不需掌握太多的編程語言技術(shù)(甚至不需要編程技術(shù)),就能很好地完成一個復(fù)雜工程所要求的所有功能;(3)通用性,每個用戶根據(jù)工程實(shí)際情況,利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備(PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等)的I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具,就能完成一個具有動畫效果、實(shí)時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程,不受行業(yè)限制。

  目前看到的所有組態(tài)軟件都能完成類似的功能:比如,幾乎所有運(yùn)行于32位Windows平臺的組態(tài)軟件都采用類似資源瀏覽器的窗口結(jié)構(gòu),并且對工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種資源(設(shè)備、標(biāo)簽量、畫面等)進(jìn)行配置和編輯;都提供多種數(shù)據(jù)驅(qū)動程序;都使用腳本語言提供二次開發(fā)的功能,等等。但是,從技術(shù)上說,各種組態(tài)軟件提供實(shí)現(xiàn)這些功能的方法卻各不相同。從這些不同之處,以及PC技術(shù)發(fā)展的趨勢,可以看出組態(tài)軟件未來發(fā)展的方向。
 

  最早開發(fā)的通用組態(tài)軟件是DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件,其特點(diǎn)是具有簡單的人機(jī)界面(MMI)、圖庫、繪圖工具箱等基本功能。隨著Windows的廣泛應(yīng)用,Windows環(huán)境下的組態(tài)軟件成為主流。與DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件成為主流。與DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件相比,其最突出的特點(diǎn)是圖形功能有了很大的增強(qiáng)。國外許多優(yōu)秀通用組態(tài)軟件是在英文狀態(tài)下開發(fā)的,它具有應(yīng)用時間長、用戶界面不理想、不支持或不免費(fèi)支持國內(nèi)普遍使用的硬件設(shè)備、組態(tài)軟件本身費(fèi)用和組態(tài)軟件培訓(xùn)費(fèi)用高昂等因素,這些也正是國內(nèi)通用組態(tài)軟件在國內(nèi)不能廣泛應(yīng)用的原因。隨著國內(nèi)計算機(jī)水平和工業(yè)自動化程度的不斷提高,通用組態(tài)軟件的市場需求日益增大。近年來,一些技術(shù)力量雄厚的高科技公司相繼開發(fā)出了適合國內(nèi)使用的通用組態(tài)軟件?! ?
幾種常用組態(tài)軟件介紹
    InTouch HMI 為用戶提供了今天的HMI 和監(jiān)控應(yīng)用所需的能力和通用性。 Wonderware 在研究與開發(fā)中進(jìn)行了大量投入,保證為用戶提供新型的、強(qiáng)大的、創(chuàng)新的產(chǎn)品。 其結(jié)果是:各種公司可以把他們的精力集中于業(yè)務(wù)的運(yùn)轉(zhuǎn)方面,而工程師可以利用最新的軟件技術(shù)。
  InTouch 軟件適合于部署在獨(dú)立機(jī)械中、在分布式的服務(wù)器/ 客戶機(jī)體系結(jié)構(gòu)中、在利用FactorySuite 工業(yè)應(yīng)用服務(wù)器的應(yīng)用中,也可以作為使用終端業(yè)務(wù)的瘦客戶機(jī)應(yīng)用。 InTouch 還是實(shí)現(xiàn)了微軟公司的"支持WindowsXP" 認(rèn)證的第一個HMI 產(chǎn)品,可以從工作站、個人數(shù)字助理(PDA)和瀏覽器觀看顯示內(nèi)容。 [intouch軟件介紹]   [intouch 9.5 ]

  MCGS(Monitor and Control Generated System)是由北京昆侖通態(tài)自動化軟件公司開發(fā)的一套基于Windows平臺,用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)?! CGS5.5通用版是北京昆侖通態(tài)數(shù)十位軟件開發(fā)精英,歷時整整一年時間,辛勤耕耘的結(jié)晶,MCGS5.5通用版無論在界面的友好性、內(nèi)部功能的強(qiáng)大性、系統(tǒng)的可擴(kuò)充性、用戶的使用性以及設(shè)計理念上都有一個質(zhì)的飛躍,是國內(nèi)組態(tài)軟件行業(yè)劃時代的產(chǎn)品,必將帶領(lǐng)國內(nèi)的組態(tài)軟件上一個新的臺階。MCGS能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機(jī)制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。
[MCGS5.5通用版簡介]    [MCGS組態(tài)軟件]

  GE Fanuc的iFIX軟件來全面監(jiān)控和分布管理全廠范圍的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。在包括冶金、電力、石油化工、制藥、生物技術(shù)、包裝、食品飲料、石油天然氣等各種工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中,iFIX 獨(dú)樹一幟地集強(qiáng)大功能、安全性、通用性和易用性于一身,使之成為任何生產(chǎn)環(huán)境下全面的HMI/SCADA解決方案。 利用iFIX各種領(lǐng)先的專利技術(shù),可以幫助企業(yè)制定出更快、更有效的商業(yè)及生產(chǎn)決策,以使企業(yè)具有更強(qiáng)的競爭力。FIX和IFIX是GE Fanuc先后推出的兩個組態(tài)軟件,技術(shù)純熟,應(yīng)用廣泛。 [FIX軟件介紹]   [IFIX軟件介紹]

  WinCC運(yùn)行于個人計算機(jī)環(huán)境,可以與多種自動化設(shè)備及控制軟件集成,具有豐富的設(shè)置項目、可視窗口和菜單選項,使用方式靈活,功能齊全。用戶在其友好的界面下進(jìn)行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理,可形成所需的操作畫面、監(jiān)視畫面、控制畫面、報警畫面、實(shí)時趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報表等。它為操作者提供了圖文并茂、形象直觀的操作環(huán)境,不僅縮短了軟件設(shè)計周期,而且提高了工作效率。WinCC,這一運(yùn)行于Microsoft Windows 2000和XP下的Windows控制中心,已發(fā)展成為歐洲市場中的領(lǐng)導(dǎo)者,乃至業(yè)界遵循的標(biāo)準(zhǔn)。如果你想使設(shè)備和機(jī)器最優(yōu)化運(yùn)行,如果你想最大程度地提高工廠的可用性和生產(chǎn)效率,WinCC當(dāng)是上乘之選。 [WinCC]   [西門子WinCC足態(tài)軟件]  

  EcHmi(Easy Control Human-Machine Interaction )是一個通用的工控軟件人機(jī)介面組態(tài)軟件。作者十多年從事工控行業(yè)軟件的開發(fā)。EcHmi從HMI入手,從2001年的1.0版開始,到目前的9.5版,歷經(jīng)6年時間,通過不斷的應(yīng)用、改進(jìn),逐漸完善為一個全功能的工控組態(tài)軟件,和國內(nèi)外的同類軟件相比有著獨(dú)有的特點(diǎn),比如動態(tài)模板,子圖同步更新。EcHmi包含:EcMake開發(fā)環(huán)境、EcView運(yùn)行系統(tǒng)、實(shí)時庫、歷史庫、WEB系統(tǒng)5部分 。 [EcHmi工控組態(tài)軟件]    

  力控監(jiān)控組態(tài)軟件是北京三維力控科技根據(jù)當(dāng)前的自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢,總結(jié)多年的開發(fā)、實(shí)踐經(jīng)驗和大量的用戶需求而設(shè)計開發(fā)的高端產(chǎn)品,是三維力控全體研發(fā)工程師集體智慧的結(jié)晶,該產(chǎn)品主要定位于國內(nèi)高端自動化市場及應(yīng)用,是企業(yè)信息化的有力數(shù)據(jù)處理平臺 。力控6.0在秉承力控5.0成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上,對歷史數(shù)據(jù)庫、人機(jī)界面、I/O驅(qū)動調(diào)度等主要核心部分進(jìn)行了大幅提升與改進(jìn),重新設(shè)計了其中的核心構(gòu)件,力控6.0面向. NET開發(fā)技術(shù),開發(fā)過程采用了先進(jìn)軟件工程方法:“測試驅(qū)動開發(fā)”,產(chǎn)品品質(zhì)將得到充分保證。 [力控6.0組態(tài)軟件介紹]

  組態(tài)王軟件經(jīng)過七年開發(fā),五年的各種突發(fā)環(huán)境的真實(shí)考驗,九千例工程(鋼鐵,化工,電力,國屬糧庫,郵電通訊,環(huán)保,水處理,冶金等各行業(yè))的現(xiàn)場運(yùn)行(包括"中華世紀(jì)壇"國家標(biāo)志性工程),現(xiàn)已成為國內(nèi)組態(tài)軟件的客戶首選,并且作為首家國內(nèi)組態(tài)軟件應(yīng)用于國防,航空航天等重大領(lǐng)。 [組態(tài)王組態(tài)軟件簡介]

組態(tài)軟件的應(yīng)用
  組態(tài)一詞來源于英文單詞Configuration,“組態(tài)軟件”作為一個專業(yè)術(shù)語,到目前為止,并沒有一個統(tǒng)一的定義。從組態(tài)軟件的內(nèi)涵上說組態(tài)軟件是指在軟件領(lǐng)域內(nèi),操作人員根據(jù)應(yīng)用對象及控制任務(wù)的要求,配置(包括對象的定義、制作和編輯,對象狀態(tài)特征屬性參數(shù)的設(shè)定等)用戶應(yīng)用軟件的過程,也就是把組態(tài)軟件視為“應(yīng)用程序生成器”。從應(yīng)用角度講組態(tài)軟件是完成系統(tǒng)硬件與軟件溝通、建立現(xiàn)場與監(jiān)控層溝通的人機(jī)界面的軟件平臺,它的應(yīng)用領(lǐng)域不僅僅局限于工業(yè)自動化領(lǐng)域。而工業(yè)控制領(lǐng)域是組態(tài)軟件應(yīng)用的重要陣地,伴隨著集散型控制系統(tǒng)DCS (Distributed Control System)的出現(xiàn)組態(tài)軟件已引入工業(yè)控制系統(tǒng)。在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中存在著兩大類可變因素:一是操作人員需求的變化;二是被控對象狀態(tài)的變化及被控對象所用硬件的變化。而組態(tài)軟件正是在保持軟件平臺執(zhí)行代碼不變的基礎(chǔ)上通過改變軟件配置信息(包括圖形文件、硬件配置文件、實(shí)時數(shù)據(jù)庫等),適應(yīng)兩大不同系統(tǒng)對兩大因素的要求,構(gòu)建新的監(jiān)控系統(tǒng)的平臺軟件。以這種方式構(gòu)建系統(tǒng)既提高了系統(tǒng)的成套速度,又保證了系統(tǒng)軟件的成熟性和可靠性,使用起來方便靈活,而且便于修改和維護(hù)。

[易控組態(tài)軟件在特種熱壓燒結(jié)爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用]

[易控組態(tài)軟件應(yīng)用于磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)]  

[易控組態(tài)軟件在轎車胎一次法成型機(jī)中的應(yīng)用]

[易控組態(tài)軟件在窯爐:玻璃鋼化機(jī)組系統(tǒng)上的應(yīng)用]

[世紀(jì)星組態(tài)軟件在冶金鍛燒自動化方面的應(yīng)用]

[ 力控®組態(tài)軟件用于自動灌裝控制系統(tǒng)]

[MCGS組態(tài)軟件在鋼鐵廠鐵水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用]

[iFIX組態(tài)軟件在浙江某電廠輔控系統(tǒng)的應(yīng)用]

[組態(tài)軟件在煉油廠生產(chǎn)過程中的應(yīng)用]

 
組態(tài)軟件的發(fā)展趨勢
  很多新的技術(shù)將不斷地被應(yīng)用到組態(tài)軟件當(dāng)中,組態(tài)軟件裝機(jī)總量的提高會促進(jìn)在某些專業(yè)領(lǐng)域?qū)S冒孳浖恼Q生,市場被自動地細(xì)分了。為此,一種稱為“軟總線”的技術(shù)將被廣泛采用。在這種體系結(jié)構(gòu)下,應(yīng)用軟件以中間件或插件的方式被“安裝”在總線上,并支持熱插拔和即插即用。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是:所有插件遵從統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),插件的專用性強(qiáng),每個插件開發(fā)人員之間不需要協(xié)調(diào),一個插件出現(xiàn)故障不會影響其他插件的運(yùn)行。XML技術(shù)將被組態(tài)軟件廠商善加利用,來改變現(xiàn)有的體系結(jié)構(gòu),它的推廣也將改變現(xiàn)有組態(tài)軟件的某些使用模式,滿足更為靈活的應(yīng)用需求。 [全文:組態(tài)軟件的發(fā)展趨勢]    組態(tài)軟件行一般稱為通用組態(tài)軟件?!巴ㄓ谩币辉~表示它可以適合各種應(yīng)用領(lǐng)域。不同的應(yīng)用領(lǐng)域雖然存在許多共性的東西,但是行業(yè)的差異是客觀存在的。差異表現(xiàn)在畫面的組織形式,組成部件,構(gòu)建邏輯。如果讓組態(tài)軟件能夠包羅萬象來適應(yīng)各行各業(yè),那么呈現(xiàn)給用戶的軟件將過于復(fù)雜,最終會使得組態(tài)軟件本身的友好性太差,失去其存在的意義。如前所述,運(yùn)行時動態(tài)生成的元素是在組態(tài)環(huán)境下生成的。行業(yè)工程師可以在組態(tài)環(huán)境下構(gòu)建其應(yīng)用領(lǐng)域所需模件,然后讓專業(yè)技術(shù)人員運(yùn)用自己熟知的構(gòu)件在運(yùn)行時搭建自己的應(yīng)用。這樣就使組態(tài)軟件形成三級應(yīng)用模式:軟件工程師-行業(yè)工程師-專業(yè)技術(shù)人員。軟件工程師注重的是給行業(yè)工程師提供靈活的手段,行業(yè)工程師構(gòu)件行業(yè)模件,專業(yè)技術(shù)人員構(gòu)件最終的應(yīng)用。這才會使組態(tài)軟件深入到行業(yè),這也正式組態(tài)軟件未來發(fā)展之道。 [組態(tài)軟件新的發(fā)展趨勢-運(yùn)行時組態(tài)]
組態(tài)軟件的開發(fā)步驟
  如何就具體的工程應(yīng)用在組態(tài)軟件中進(jìn)行完整、嚴(yán)密的開發(fā),使組態(tài)軟件能夠正常工作。下面列出了典型的組態(tài)步驟: 1、將所有I/O點(diǎn)的參數(shù)收集齊全,并填寫表格,以備在監(jiān)控組態(tài)軟件和PLC上組態(tài)時使用。 2、搞清楚所使用的I/O設(shè)備的生產(chǎn)商、種類、型號、使用的通信接口類型,采用的通信協(xié)議,以便在定義I/O設(shè)備時做出準(zhǔn)確選擇。 3、將所有I/O點(diǎn)的I/O標(biāo)識收集齊全,并填寫表格,I/O標(biāo)識是唯一地確定一個I/O點(diǎn)的關(guān)鍵字,組態(tài)軟件通過向I/O設(shè)備發(fā)出I/O標(biāo)識來請求其對應(yīng)的數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下I/O標(biāo)識是I/O點(diǎn)的地址或位號名稱。 4、根據(jù)工藝過程繪制、設(shè)計畫面結(jié)構(gòu)和畫面草圖。 5、按照第一步統(tǒng)計出的表格,建立實(shí)時數(shù)據(jù)庫,正確組態(tài)各種變量參數(shù)。 6、根據(jù)第一步和第二步的統(tǒng)計結(jié)果,在實(shí)時數(shù)據(jù)庫中建立實(shí)時數(shù)據(jù)庫變量與I/O點(diǎn)的一一對應(yīng)關(guān)系,即定義數(shù)據(jù)連接。 7、根據(jù)第四步的畫面結(jié)構(gòu)和畫面草圖,組態(tài)每一幅靜態(tài)的操作畫面(主要是繪圖)。 8、將操作畫面中的圖形對象與實(shí)時數(shù)據(jù)庫變量建立動畫連接關(guān)系,規(guī)定動畫屬性和幅度。 9、視用戶需求,制作歷史趨勢,報警顯示,以及開發(fā)報表系統(tǒng)。之后,還需加上安全權(quán)限設(shè)置。 10、對組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行分段和總體調(diào)試,視調(diào)試情況對軟件進(jìn)行相應(yīng)修改。 11、將全部內(nèi)容調(diào)試完成以后,對上位軟件進(jìn)行最后完善(如:加上開機(jī)自動打開監(jiān)控畫面,禁止從監(jiān)控畫面推出等),讓系統(tǒng)投入正式(或試)運(yùn)行。

結(jié)束語:

  目前的組態(tài)軟件均產(chǎn)生于過程工業(yè)自動化,很多功能沒有考慮其他應(yīng)用領(lǐng)域的需求。例如:化驗分析(色譜儀、紅外儀等,包括在線分析)、虛擬儀器(例如LabView的口號是The Software is the Instrument)、測試(如測井、機(jī)械性能試驗、碰撞試驗等的數(shù)據(jù)記錄與回放等)、信號處理(如記錄和顯示輪船的航行數(shù)據(jù):雷達(dá)信號、GPS數(shù)據(jù)、舵角、風(fēng)速等)。這些領(lǐng)域大量地使用實(shí)時數(shù)據(jù)處理軟件,而且需要人機(jī)界面,但是由于現(xiàn)有組態(tài)軟件為這些應(yīng)用領(lǐng)域考慮得太少,不能充分滿足系統(tǒng)的要求,因而目前這些領(lǐng)域仍然是專用軟件占統(tǒng)治地位。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,組態(tài)軟件應(yīng)該更多地總結(jié)這些領(lǐng)域的需求,設(shè)計出符合應(yīng)用要求的開發(fā)工具,更好地滿足這些行業(yè)對軟件的需求,進(jìn)一步減少這些行業(yè)在自動測試、數(shù)據(jù)分析方面的軟件成本,提高系統(tǒng)的開放程度?!?/td>
  編輯整理: 宋小白