監(jiān)控組態(tài)軟件

組態(tài)軟件的概述組態(tài)軟件的構(gòu)成力控組態(tài)軟件的基本使用組態(tài)軟件的應(yīng)用實例

PC監(jiān)控降低了系統(tǒng)成本，使得市場空間得到擴大，從遠程監(jiān)控（如防盜報警、江河汛情監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)控、電信線路監(jiān)控、交通管制與監(jiān)控、礦井報警等）、數(shù)據(jù)采集與計量（如居民水電氣表的自動抄表、鐵道信號采集與記錄等）、數(shù)據(jù)分析（如汽車/機車自動測試、機組/設(shè)備參數(shù)測試、醫(yī)療化驗儀器設(shè)備實時數(shù)據(jù)采集、虛擬儀器、生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量抽檢等）到過程控制。組態(tài)軟件概述工業(yè)控制系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

新型的工業(yè)控制系統(tǒng)正以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，它們具有適應(yīng)性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等鮮明優(yōu)點。工業(yè)控制系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu)。監(jiān)控層的硬件以工業(yè)級的微型計算機和工作站為主，目前更趨向于工業(yè)PC機。管控一體化系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

工廠生產(chǎn)的自動化控制與管理

控制生產(chǎn)設(shè)備正常有序地運轉(zhuǎn)，為管理部門提供實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為決策提供科學依據(jù)。應(yīng)用行業(yè)有石油、化工、冶金、煤礦、電力、供水、食品、釀造、造紙、醫(yī)藥、機械等。

管控一體化系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域樓宇自動化

監(jiān)控房屋設(shè)施的各項設(shè)備運轉(zhuǎn)、出入人員、車輛的識別。如門警、電梯運營、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、（上下水、排污）水泵、備用電力系統(tǒng)等等的自動化管理；管控一體化系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域無人職守工作站系統(tǒng)

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)監(jiān)控；鐵路系統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)度監(jiān)控及鐵路道口、信號監(jiān)控；地鐵、鐵路自動收費系統(tǒng)；交通安全監(jiān)側(cè)；城市供熱、供水系統(tǒng)監(jiān)控和調(diào)度；鋼鐵工業(yè)高爐安全監(jiān)控系統(tǒng)；環(huán)境（大氣排放、江河汛情）、天文和氣象無人檢測網(wǎng)絡(luò)的管理；各種工業(yè)鍋爐監(jiān)控保護系統(tǒng)；其它各種需要實時監(jiān)控的設(shè)備。監(jiān)控組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。它是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺，容易實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能。組態(tài)軟件運行在Windows98/NT/2000操作系統(tǒng)環(huán)境下。其開發(fā)工具以C++為主，也有少數(shù)開發(fā)商使用Delphi或C++Builder。組態(tài)軟件的概念

“組態(tài)”的概念是伴隨著DCS的出現(xiàn)才開始被生產(chǎn)過程自動化技術(shù)人員所熟悉的。工業(yè)組態(tài)(Configuration)——模塊化任意組合。概念組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它可以提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法。其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O設(shè)備，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統(tǒng)集成。組態(tài)軟件實現(xiàn)的功能數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、過程控制數(shù)據(jù)采集：將PLC等控制設(shè)備中的數(shù)據(jù)讀取到計算機數(shù)據(jù)管理:畫面顯示數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報警數(shù)據(jù)保存過程控制：工業(yè)組態(tài)軟件的主要特點：（1）延續(xù)性和可擴充性。當現(xiàn)場（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶的需求改變時，可以方便地完成系統(tǒng)的更新與升級。（2）封裝性（易學易用）。所有功能用方便用戶使用的方法包裝起來，用戶不需掌握太多的編程語言技術(shù)，就能完成一個復(fù)雜工程所要求的功能。（3）通用性。根據(jù)用戶實際情況，利用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備驅(qū)動、開放式數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具等，就能完成一個具有動畫效果、實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、且具有網(wǎng)絡(luò)功能的工程。不受行業(yè)限制。組態(tài)軟件的優(yōu)點：

①使用簡單。用戶只需編寫少量自己所需的控制算法代碼，甚至可以不寫代碼。

②運行可靠。

③提供數(shù)據(jù)采集設(shè)備的驅(qū)動程序。

④提供自動化應(yīng)用系統(tǒng)所需的組件。

⑤強大的圖形設(shè)計工具。監(jiān)控組態(tài)軟件的發(fā)展背景

監(jiān)控組態(tài)軟件是伴隨著計算機技術(shù)的突飛猛進發(fā)展起來的。在20世紀60年代，計算機開始涉足工業(yè)過程控制，但在各行業(yè)的推廣速度較慢。20世紀70年代初期，微處理器的出現(xiàn)，促進了計算機控制技術(shù)走向成熟。這一階段雖然DCS技術(shù)市場發(fā)展迅速，但軟件仍是專用和封閉的。20世紀80年代中后期，隨著個人計算機的普及和開放系統(tǒng)概念的推廣,基于個人計算機的監(jiān)控系統(tǒng)開始進入市場，并發(fā)展壯大。

監(jiān)控組態(tài)軟件的發(fā)展歷史

國外的組態(tài)軟件自上世紀八十年代中期出現(xiàn)，八十年代末九十年代初Onspec、Intouch、iFix等開始進入中國。國內(nèi)的組態(tài)軟件從九十年代初開始研發(fā)，雖然這個時期的組態(tài)軟件主要是以單機應(yīng)用為主，功能相對簡單，但是已經(jīng)能夠滿足當時大部分的監(jiān)控需要。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前….九十年代中期以后，隨著計算機硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，組態(tài)軟件也進入了黃金發(fā)展時期，應(yīng)用范圍越來越廣泛。國內(nèi)組態(tài)軟件在此時開始出現(xiàn)品牌，并逐步取得了部分市場份額。這個時期的組態(tài)軟件仍然是以單機應(yīng)用為主，但能通過網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)多臺計算機的分工協(xié)作，并可解決中等和稍大規(guī)模系統(tǒng)的監(jiān)控。進入二十一世紀以來，組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域得到前所未有的拓展，逐漸突破傳統(tǒng)的工業(yè)自動化領(lǐng)域，滲透到農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、交通、市政工程、樓宇、環(huán)保、新能源、節(jié)能降耗等諸多新興領(lǐng)域。組態(tài)軟件具有廣闊的發(fā)展空間：

很多DCS和PLC廠家主動公開通信協(xié)議，加入“PC監(jiān)控”的陣營。PC監(jiān)控降低了系統(tǒng)成本，使得市場空間得以擴大。各類智能儀表、調(diào)節(jié)器和PC-based設(shè)備由于增加了公開協(xié)議的通信接口，可與組態(tài)軟件構(gòu)筑完整的低成本自動化系統(tǒng)。各類嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)場總線的廣泛應(yīng)用，把組態(tài)軟件推到了自動化系統(tǒng)主力軍的位置。組態(tài)軟件的發(fā)展趨勢

1、監(jiān)控組態(tài)軟件標準化是一個發(fā)展趨勢；組態(tài)軟件作為單獨行業(yè)的出現(xiàn)是歷史的必然。

2、現(xiàn)場總線技術(shù)的成熟促進了組態(tài)軟件的應(yīng)用；

適應(yīng)“e”時代的要求，能夠借鑒更多新的計算機理論支持，將新的技術(shù)隨時融合進來；

3、能夠兼容多種操作系統(tǒng)平臺是組態(tài)軟件的發(fā)展方向之一。

4、組態(tài)軟件在嵌入式整體方案中將發(fā)揮更大作用。DCS系統(tǒng)軟件中會更加深入的借鑒通用組態(tài)軟件設(shè)計思想。

5、網(wǎng)絡(luò)的普及會進一步增加對分布式應(yīng)用的需求數(shù)量，為組態(tài)軟件拓展了更多的應(yīng)用領(lǐng)域。為了適應(yīng)各種行業(yè)的定制化需求，要求軟件的構(gòu)架在設(shè)計上要考慮多種行業(yè)的需求，軟件的可“伸縮性”強。

6、組態(tài)軟件在CIMS應(yīng)用中將起到重要作用。

組態(tài)軟件的設(shè)計思想組態(tài)軟件的特點：實時多任務(wù)、接口開放、使用靈活、功能多樣、運行可靠。例如，數(shù)據(jù)采集與輸出、數(shù)據(jù)處理與算法實現(xiàn)、圖形顯示及人機對話、實時數(shù)據(jù)的存儲、檢索管理、實時通信等多個任務(wù)要在同一臺計算機上同時運行。組態(tài)軟件的主要目的：使使用者在生成適合自己需要的應(yīng)用系統(tǒng)時不需要修改軟件程序的源代碼。組態(tài)軟件主要解決的問題：

(1)如何與采集、控制設(shè)備間進行數(shù)據(jù)交換；

(2)使來自設(shè)備的數(shù)據(jù)與計算機圖形畫面上的各元素關(guān)聯(lián)起來；

(3)處理數(shù)據(jù)報警及系統(tǒng)報警；

(4)存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢；

(5)各類報表的生成和打印輸出；

(6)為使用者提供靈活、多變的組態(tài)工具，可以適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求；

(7)最終生成的應(yīng)用系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠；

(8)具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享。

組態(tài)軟件在監(jiān)控系統(tǒng)中的地位

在一個自動監(jiān)控系統(tǒng)中，投入運行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集／處理中心、遠程監(jiān)視中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心，處于運行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件與各種控制、檢測設(shè)備(如PLC、智能儀表、DCS等)共同構(gòu)成快速響應(yīng)／控制中心(也稱為調(diào)度中心)。

監(jiān)控組態(tài)軟件投入運行后，操作人員可以在它的支持下完成以下任務(wù)：

①查看生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)及流程畫面。②自動打印各種實時／歷史生產(chǎn)報表。③自由瀏覽各個實時／歷史趨勢畫面。④及時得到并處理各種過程報警和系統(tǒng)報警。⑤在需要時，人為干預(yù)生產(chǎn)過程，修改生產(chǎn)過程參數(shù)和狀態(tài)。⑥與管理部門的計算機聯(lián)網(wǎng)，為管理部門提供生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)。

典型的組態(tài)步驟(1)將所有I/O點的參數(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。參數(shù)一般包括模擬量和開關(guān)量信號。(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)備時做出準確選擇。(3)將所有I/O點的I/O標識收集齊全，并填寫表格。(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(1)步統(tǒng)計出的表格，建立實時數(shù)據(jù)庫，正確組態(tài)各種變量參數(shù)。組態(tài)步驟(6)根據(jù)第(1)步和第(3)步的統(tǒng)計結(jié)果,在實時數(shù)據(jù)庫中建立實時數(shù)據(jù)庫變量與I/O點的一一對應(yīng)關(guān)系，即定義數(shù)據(jù)連接。(7)根據(jù)第(4)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)對組態(tài)內(nèi)容進行分段和總體調(diào)試。(10)系統(tǒng)投入運行。組態(tài)軟件的構(gòu)成組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)處理流程組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成

組態(tài)軟件通過I/O驅(qū)動程序從現(xiàn)場I/O設(shè)備獲得實時數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進行必要的加工后，一方面以圖形方式直觀地顯示在計算機屏幕上；另一方面按照組態(tài)要求和操作人員的指令將控制數(shù)據(jù)送給I/O設(shè)備，對執(zhí)行機構(gòu)實施控制或調(diào)整控制參數(shù)。實時數(shù)據(jù)庫是組態(tài)軟件的核心和引擎。歷史數(shù)據(jù)的存儲與檢索、報警處理與存儲、數(shù)據(jù)的運算處理、數(shù)據(jù)庫冗余控制、I/O數(shù)據(jù)連接都是由實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完成的。圖形界面系統(tǒng)、I/O驅(qū)動程序等組件以實時數(shù)據(jù)庫為核心，通過高效的內(nèi)部協(xié)議相互通信，共享數(shù)據(jù)。組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)處理流程1.水泵井水水流3.住戶廚房餐廳2.水塔自來水流程1.貨運工廠2.倉儲3.賣場超市流程組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)處理流程

組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成一、組態(tài)軟件的基本結(jié)構(gòu)

1、系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境由若干個組態(tài)程序組成，是自動化工程設(shè)計工程師為實施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標應(yīng)用系統(tǒng)，供系統(tǒng)運行環(huán)境運行時使用。

2、系統(tǒng)運行環(huán)境

在系統(tǒng)運行環(huán)境下，目標應(yīng)用程序被裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行。系統(tǒng)運行環(huán)境由若干個運行程序組成，如圖形界面運行程序、實時數(shù)據(jù)庫運行程序等。說明：

（1）組態(tài)軟件支持在線組態(tài)技術(shù)，可在不退出系統(tǒng)運行環(huán)境的情況下直接進入組態(tài)環(huán)境并使修改后的組態(tài)直接生效。（2）進行自動化工程設(shè)計最先接觸的一定是系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，通過一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試，最終將目標應(yīng)用程序在系統(tǒng)運行環(huán)境投入實時運行，完成一個工程項目。（3）一般工程應(yīng)用必須有一套開發(fā)環(huán)境，可以有多套運行環(huán)境。（4）組態(tài)軟件的組成形式是一個集成軟件平臺，由若干程序組件構(gòu)成。

二、組態(tài)軟件必備的功能組件：

（1）應(yīng)用程序管理器

應(yīng)用程序管理器是提供應(yīng)用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應(yīng)用等功能的專用管理工具。

（2）圖形界面開發(fā)／運行程序

它是一個進行圖形系統(tǒng)生成工作所依賴的開發(fā)環(huán)境。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標應(yīng)用系統(tǒng)。生成的圖形目標應(yīng)用系統(tǒng)可在圖形運行環(huán)境中運行。構(gòu)成現(xiàn)場各過程圖形的畫面被劃分成三類簡單的對象：線、填充形狀和文本。

（3）實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)／運行程序

實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)程序是建立實時數(shù)據(jù)庫的組態(tài)工具，可以定義實時數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)類型及相關(guān)的各種參數(shù)，生成目標實時數(shù)據(jù)庫。生成的目標實時數(shù)據(jù)庫可在實時數(shù)據(jù)庫運行環(huán)境中運行。

（4）I/O驅(qū)動程序

它是組態(tài)軟件中必不可少的組成部分，用于組態(tài)軟件和I/O設(shè)備通信，互相交換數(shù)據(jù)。DDE和OPCClient是兩個通用的標準I/O驅(qū)動程序，用來支持DDE標準和OPC標準的I/O設(shè)備通信。多數(shù)組態(tài)軟件的DDE驅(qū)動程序被整合在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或圖形系統(tǒng)中，而多數(shù)OPCClient則單獨存在。

典型的組態(tài)軟件還應(yīng)包括下列功能組件:(1)通用數(shù)據(jù)庫接口(ODBC接口)組態(tài)／運行程序。通用數(shù)據(jù)庫接口組件用來完成組態(tài)軟件的實時數(shù)據(jù)庫與通用數(shù)據(jù)庫(如Oracle、Sybase、Foxpro、DB2、Informix、SQLServer等)的互聯(lián)，實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換。(2)策略(控制方案)編輯／生成組件。策略編輯／生成組件是以PC為中心實現(xiàn)低成本監(jiān)控的核心軟件，具有很強的邏輯、算術(shù)運算能力和豐富的控制算法。

(3)實用通信程序組件。實用通信程序極大地增強了組態(tài)軟件的功能，可以實現(xiàn)與第三方程序的數(shù)據(jù)交換，是組態(tài)軟件成為開放系統(tǒng)的標志。

國內(nèi)外主要產(chǎn)品介紹

組態(tài)軟件產(chǎn)品于20世紀80年代出現(xiàn)，并于80年代末進入我國。1995年后，在國內(nèi)的應(yīng)用得到普及。InTouch：美國Wonderare的InTouch軟件是最早進入我國的組態(tài)軟件。Fix：美國Intellution公司以Fix組態(tài)軟件起家，后被愛默生公司收購。Intellution的最新產(chǎn)品系列命名為iFix。WinCC：德國Siemens的WinCC是一套完備的組態(tài)開發(fā)環(huán)境，提供類C語言的腳本，包括一個調(diào)試環(huán)境。其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用戶使用前最好經(jīng)過培訓。iFIX發(fā)展史-所屬公司iFIX的前身是FIXFIX是原美國公司intellution的產(chǎn)品

intellution的由來intelligentSolution即智能化解決方案.FIX的全稱是Fully-IntegratedControlSystem-全集成控制系統(tǒng)，"X"其實沒有什么意義，只是為了湊成一個響亮好念的名字。iFIX發(fā)展史-所屬公司1980年intellution公司由StephenRubin在美國創(chuàng)立。1995.5美國艾默生電氣公司(Emerson)收購intellution公司，成為其旗下子公司，但仍然使用原公司品牌。

2002.10美國GEFanuc公司又從艾默生公司手中收購intellution，來填補其產(chǎn)品線。只保持了iFIX這個產(chǎn)品名稱，intellution品牌停止使用。2009.12GEFanuc公司解體，原Intellution公司產(chǎn)品歸屬GE公司，劃分到GE-IP(GE智能平臺)組態(tài)王（KingView）：北京亞控公司是國內(nèi)一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司，KingView6.5是其較新版本。MCGS：北京昆侖自動化公司(昆侖通態(tài))MCGS6.2是其較新版本ForceControl（力控）、PCAuto：三維力控公司世紀星：北京世紀佳諾公司Controx（開物）：華富計算機公司力控組態(tài)軟件的基本使用安裝軟件

選擇合適的應(yīng)用名和路徑,然后單擊“確定”按鈕返回，再單擊按鈕進入開發(fā)系統(tǒng)：力控組態(tài)軟件生成的數(shù)據(jù)文件及應(yīng)用目錄說明如下：應(yīng)用路徑\doc：存放畫面組態(tài)數(shù)據(jù)。logic：存放控制策略組態(tài)數(shù)據(jù)。http：存放要在Web上發(fā)布的畫面及有關(guān)數(shù)據(jù)。sql：存放組態(tài)的SQL連接信息。recipe：存放配方組態(tài)數(shù)據(jù)。sys：存放所有腳本動作、中間變量、系統(tǒng)配置信息。db：存放數(shù)據(jù)庫組態(tài)信息，包括點名列表、報警和趨勢的組態(tài)信息、數(shù)據(jù)連接信息等。menu：存放自定義菜單組態(tài)數(shù)據(jù)。bmp：存放應(yīng)用中使用的.bmp、.jpg、.gif等圖片。db\dat：存放歷史數(shù)據(jù)文件

開發(fā)系統(tǒng)

圖形開發(fā)環(huán)境依照操作系統(tǒng)的圖形標準，采用面向?qū)ο蟮膱D形技術(shù)，為使用者提供豐富、強大的繪圖編輯、動畫連接和腳本工具，并提供右鍵菜單功能，幫助使用者簡化操作。開發(fā)系統(tǒng)（Draw）是一個集成的開