认识组态软件

1 引言
  经常听到“组态软件”这个词,到底什么是组态、组态软件有什么特点及组态软件在哪些领域应用却并不是十分了解,基于上述问题,本文作出相关的解释和讨论。

2 什么是组态软件
  提到组态一词,组态英文是“Configuration”,简单的讲,组态就是用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过程。与硬件组装类似,在组装一台电脑时,我们准备好各个部件,如主板、机箱、电源、磁盘、显示器等,这些部件都有标准接口,按照固定方法装在一起即可,仔细考虑一下这样的“组装方法”形式相对固定,我们在使用电脑时一般不会随意更换哪个硬件。
  而“组态”,从Configuration翻译过来有“配置”、“构造”的意思,也就是说“组态”是面向可配置的事物,相对于“组装”是动态的,我们可以在其运行期间改变其状态。我们都知道硬件是计算机的躯壳,软件是计算机的灵魂,躯壳是可见并且基本定型的,而灵魂我们看不见,不知道灵魂在做什么,就像你坐在那里我们不知道你在想什么,也许你在想着下班吃什么,也许你在想着明天玩什么,但我们可以观察出你的神态,想好事的时候面带喜悦,想愁事的时候面带愁容,组态软件就是通过计算机软件来表现出我们所关心的事物的运行或者说内部状态,让我们对所关心事物有个直观的了解。

3 组态软件的起源和现状
  在组态软件出现之前,工业控制一般都采用纯粹编程方式,使用ASIC、C、FORTRAN等语言实现一些控制逻辑和控制算法,使用这种方式工作量太大,开发周期长,而且对于每个项目基本上都要重新编写程序,对技术人员的编程水平也有相当的要求,而实际中存在一个矛盾,熟悉工控理论的人并不是十分精通编程,编程高手也不熟悉控制理论,为了处理这个矛盾,人们设想有这样一种软件——即使对计算机不是很熟悉的人也能使用它进行控制系统的开发,对于工控技术人员简单易用,这样的想法就促使了组态软件的产生。
  组态软件最早出现在80年代初,80年代的组态软件基于DOS系统开发,当时主要产品是Onspec、Paragon和IFix 等。在90年代中期之前,组态软件在我国的应用并不普及,究其原因有几下几点:一、国内用户缺乏对组态软件的认识,项目中没有组态软件的预算,或宁愿投入人力物力针对具体项目做长周期的繁冗的上位机的编程开发,也不采用组态软件;二、在很长时间里,国内用户的软件意识还不强,面对价格不菲的进口软件(早期的组态软件多为国外厂家开发),很少有用户愿意去购买正版;三、当时国内的工业自动化和信息技术应用的水平还不高,组态软件提供对大规模应用、大量数据进行采集、监控、处理并可以将处理的结果生成管理所需的数据,这些需求并未完全形成。
  随着我国工业的发展和计算机技术的进步,国内出现众多组态软件,目前中国市场上的组态软件产品按厂商可大致划分为三类,即国外专业软件厂商提供的产品,国外硬件或系统厂商提供的产品,以及国内自行开发的国产化产品。从近几年的调查结果来看,国内组态软件市场大部分份额仍被国外几家组态软件占据,如:FIX、InTouch等。这些“洋软件”在功能完备性、产品包装、市场推广等方面具有一定优势,但并非所有方面都尽善尽美,相比而言,国内组态软件具有价格较低、通用性强、可定制性强,一些厂家可以根据客户需求对软件的部分进行修改,如CenturyStar可以免费为客户提供驱动程序,只要客户提供所使用设备的通信协议即可,总而言之,无论国内还是国外的组态软件厂家都各有优势。

4 组态软件的特点及发展趋势
  组态软件有通用和专用之分,如WinCC主要用于与西门子相关产品配套,而像世纪星组态软件属于通用组态软件,因为其可以根据不同设备配置不同驱动程序,而不用修改主程序,总结通用组态软件的主要特点如下:
  1)延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序,当现场(包括硬件设备或系统结构)或用户需求发生改变时,不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级;
  2)封装性(易学易用)。通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来,对于用户,不用掌握太多的编程语言技术(甚至不需要编程技术),就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能;
  3)通用性。每个用户根据工程实际情况,利用通用组态软件提供的底层设备(PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等)的I/O Driver、开放式的数据库和画面制作工具,就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程,不受行业限制。

  随着工业控制系统的应用深入,工业规模不断扩大,控制系统也会更加复杂,对组态软件会提出更高的要求,这也是组态软件发展的源动力,通过分析工控系统的特点及现状,组态软件有如下几个发展趋势:
  1)运行更加稳定,执行效率更高,使用更加容易,这是组态软件的初衷,也是必然的发展方向。
  2)更好的人机交互。人机交互是组态软件最重要、最基本的功能之一,良好的人机交互不仅利于开发人员对控制系统的开发,而且也利于使用人员对工艺现场的监控。
  3)能满足客户个性化需求。随着组态软件市场的扩大,组态软件将应用于各个行业,而各行业都有其不同的特点,根据行业特点制定相应的组态软件将给该行业的相关人员带来极大的便利。
  4)具有很好的开放性。没有哪个组态软件是完美的,用户总会用不同的想法和需求,能够使用户在使用现有功能的基础上进行自定义功能的开发(如自定义控件等)是最好的解决办法,这也是组态软件的开放性。
  5)获取信息更加便利。这是一个信息化时代,随着通信及网络技术的发展,各个控制系统将不再是信息孤岛。单就一个企业而言,车间之间、工厂之间、从工业现场到高层管理将趋于一个整体。对于整个市场而言,企业之间也相互联系,及时获取当前的市场信息更有利于提供企业的效益和竞争力。
  6)与其他系统的交互操作。组态软件并不能解决所有问题,往往一个大型的系统都要有多个软件协同完成,这就需要组态软件预留与其他系统交互的接口,以便于在不同系统之间的通信。

5 小结
  通过本文的介绍,我们可以对组态软件有一个更清晰的认识,并且对组态软件的产生、现状及发展趋势都有了一定的了解。 ■

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