【正文】 的專業(yè)軟件公司是美國(guó)的 Wonderware 公司，它于 80 年代末率先推出第一個(gè)商品化監(jiān)控組態(tài)軟件 Intouch。目前，國(guó)際上的集散控制系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到成套系統(tǒng)模式。在該模式下各 DCS 生產(chǎn)商提供給用戶成熟的控制系統(tǒng)硬件設(shè)備，由第三方軟件生產(chǎn)商提供 SCADA 軟件，供用戶進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)實(shí)現(xiàn) DCS。美國(guó) Honeywell 公司的 5900 就采用了 Intellution 公司的 FIX DMACS。OPTO 公司采用了 Intec Controls 公司的 Paragon 等。而國(guó)內(nèi)的 DCS 系統(tǒng)多為中小系統(tǒng)，尚處于完善階段，多屬于硬件要與軟件配套的模式，這種模式明顯落后于國(guó)外同類產(chǎn)品，但這只是一個(gè)過渡時(shí)期。國(guó)外公司的 DCS 產(chǎn)品也曾有過這樣一個(gè)階段。在 1995 年以后，組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)的一個(gè)應(yīng)用逐漸得到普及。國(guó)內(nèi)的組態(tài)軟件可以分為兩類，一類是直接引進(jìn)國(guó)外組態(tài)軟件然后進(jìn)行改造，主要是漢化和開發(fā)一些接口，這些軟件的可靠性、實(shí)用性和先進(jìn)性都是令人滿意的。只是價(jià)格較高。 第 17 頁(yè)另一類是國(guó)內(nèi)自行研制開發(fā)的組態(tài)軟件。以組態(tài)王為代表的該類軟件由于價(jià)格低廉，能較好地適應(yīng)國(guó)需要，但其功能還需要進(jìn)一步完善。1）國(guó)外監(jiān)控軟件介紹國(guó)際上知名的工控組態(tài)軟件有美國(guó)商業(yè)組態(tài)軟件 Wonderware 公司 Intouch 軟件，Intouch 是美國(guó) Wonderware 公司推出的一款優(yōu)秀 SCADA 軟件。Intouch 以 Windows平臺(tái)為基礎(chǔ)，作為一個(gè)實(shí)時(shí)的人機(jī)界面實(shí)用程序的生成器，可以產(chǎn)生在管理級(jí)別上的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集程序；Intellution 組態(tài)軟件圖形開發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)公司的 FIX, FIX 控制軟件是美國(guó) Intellution 公司推出，是一種具有數(shù)據(jù)采集及控制、報(bào)警、圖形報(bào)警、圖形數(shù)據(jù)顯示等功能的完整的工業(yè)自動(dòng)化軟件?？蓪?duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行全面的控制；另外還有 Nema Soft 公司的 Paragon，TAEngineering 公司的 AIMAX、通用電氣公司的 Cimplicity，RockWell 公司的 RSView3信肯通公司的Thinkamp。Do，National Instruments 公司的 LabView，Iconics 公司的 Genesis 德國(guó)西門子公司的 WinCC，以色列 PCSoft 公司的 WizCo。澳大利亞 Citech 公司的 Citech 等。2）國(guó)內(nèi)監(jiān)控軟件介紹國(guó)內(nèi)的組態(tài)軟件起步也比較早，目前實(shí)際工業(yè)過程中運(yùn)行可靠的有北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司的 MCGS、北京三維力控科技有限公司的力控、北京亞控科技發(fā)展有限公司的組態(tài)王以及臺(tái)灣研華科技的 GENI 等。表 1 國(guó)內(nèi)外監(jiān)控軟件產(chǎn)品名稱 公司名稱 產(chǎn)地 產(chǎn)品名稱 公司名稱 產(chǎn)地RSVIEW Rockwell 美國(guó) 力控 PCAuto 三維力控 中國(guó)WINCC Siemens 德國(guó) MCGS 昆侖通態(tài) 中國(guó)iFix\Fix Intelltution 美國(guó) 組態(tài)王 亞控科技 中國(guó)Intouch Wonderware 美國(guó) FameVIEW 北京杰控科技 中國(guó)LabVIEW National Instruments 美國(guó) 紫金橋 Real 紫金橋軟件 中國(guó) 第 18 頁(yè) 組態(tài)軟件的發(fā)展趨勢(shì)在組態(tài)軟件賴以普及發(fā)展的諸多因素中，有技術(shù)層面的，也有商業(yè)層面的，但工業(yè)方面的需求是決定性的。工業(yè)的不斷發(fā)展，帶來了對(duì)組態(tài)軟件需求的提升；也決定了組態(tài)軟件將由過去單純的組態(tài)監(jiān)控功能，向著更高和更廣的層面發(fā)展。未來，組態(tài)軟件的發(fā)展將主要表現(xiàn)為如下一些特征：（1）軟件的開放性技術(shù)組態(tài)軟件正逐漸成為協(xié)作生產(chǎn)制造過程中不同階段的核心系統(tǒng)，組態(tài)軟件作為全廠范圍內(nèi)信息收集和集成的工具，這就要求組態(tài)軟件大量采用“標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)” 。組態(tài)軟件逐漸演變?yōu)檐浖脚_(tái)，在軟件功能不能滿足用戶特殊需要時(shí)，用戶可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行二次開發(fā)。組態(tài)軟件采用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)還便于將局部的功能進(jìn)行互連，甚至不同組態(tài)軟件間也能相互復(fù)用。（2）構(gòu)造全廠信息平臺(tái)如何使實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)能夠進(jìn)入企業(yè)信息管理系統(tǒng)，是現(xiàn)代信息工廠迫在眉睫的需求。隨著大型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的日益成熟，全球主要的自動(dòng)化廠商已經(jīng)開發(fā)了相關(guān)平臺(tái)，使組態(tài)軟件向著生產(chǎn)制造和管理信息系統(tǒng)的方向發(fā)展。組態(tài)軟件已經(jīng)成為構(gòu)造全廠信息平臺(tái)的承上啟下的重要組成部分。在未來企業(yè)的信化進(jìn)程中，組態(tài)軟件將成為中間件。（3）瘦客戶技術(shù)組態(tài)軟件正在從單機(jī)向客戶服務(wù)器方向發(fā)展，使得通過 Inter 觀察和控制生產(chǎn)過程的需求成為可能并且急劇增長(zhǎng)。瘦客戶技術(shù)使得用戶可以在企業(yè)的任何地方都可以方便的獲取信息。而且，在企業(yè)人才和資源比較缺乏的情況下，使用瘦客戶技術(shù)只需要對(duì)服務(wù)器端進(jìn)行維護(hù)升級(jí)，可以使系統(tǒng)安裝和維護(hù)費(fèi)用大幅度降低。（4）兼容多種操作平臺(tái)預(yù)裝了 WinCE 的平板電腦在價(jià)格上、功能上、可靠性上都要比傳統(tǒng)的工控機(jī)現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，尤其在一些控制要求相對(duì)簡(jiǎn)單且需要人機(jī)界面的場(chǎng)合，平板電腦大有取代工控機(jī)的趨勢(shì)。目前的嵌入式開發(fā)主要是基于 DOS 和各種實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系 第 19 頁(yè)統(tǒng)，大多應(yīng)用在一些場(chǎng)合特殊的設(shè)備上，隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)這些特殊設(shè)備的控制也提出了更多的要求。因此，為嵌入式系統(tǒng)量身定制微型化的人機(jī)界面軟件時(shí)組態(tài)軟件新的發(fā)展方向。（5）軟硬件整體解決方案“一站式購(gòu)買”是現(xiàn)在一種比較成功的商業(yè)模式。在工控行業(yè)就是軟硬件整體解決方案。西門子、GE、Rockwell 是傳統(tǒng)的 PLC 提供商，但短短幾年時(shí)間，他們都在 HMI 市場(chǎng)獲得巨大成功，像西門子的 WinCC 更是超越眾多老牌的產(chǎn)品成為世界第二。Wonderware 在被英國(guó) Invensys 并購(gòu)，Intellution 在被愛默生電氣并購(gòu)，這都是軟硬件整體解決方案的最好例證。因此，組態(tài)軟件廠商與硬件廠商合作，為用戶提供軟硬件整體解決方案將是未來組態(tài)軟件發(fā)展的趨勢(shì)之一。（6）大規(guī)模定制全球組態(tài)軟件廠商大多基于微軟的 Windows 平臺(tái)形成巨大的差距，不可能產(chǎn)生壟斷性的核心技術(shù)，技術(shù)也類似，產(chǎn)品功能上難以即決定性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)已經(jīng)難以建立。因此，個(gè)性化方案和服務(wù)在競(jìng)爭(zhēng)中日益重要。隨著現(xiàn)代工業(yè)“小批量、多品種”特征的形成，今后的組態(tài)軟件將朝著針對(duì)特殊行業(yè)和生產(chǎn)過程的大規(guī)模定制方向發(fā)展。即用特殊定制的產(chǎn)品來代替標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。（7）以客戶為導(dǎo)向的軟件設(shè)計(jì)如何站在客戶的角度來設(shè)計(jì)軟件是所有組態(tài)軟件廠商都應(yīng)面對(duì)的挑戰(zhàn)，組態(tài)軟件涉及從控制、人機(jī)界面到生產(chǎn)管理的多個(gè)層次，相應(yīng)存在著多個(gè)模塊，既能保證不同模塊的一致性，又能有效的減少用戶學(xué)習(xí)的時(shí)間。相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)便于更好的集成，具有更好的兼容性。（8）成為全球供應(yīng)商WTO 將給國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化廠商帶來深刻的影響，一方面國(guó)門對(duì)外打開，另一方面，國(guó)外的市場(chǎng)對(duì)國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化廠商也已打開。因?yàn)槟壳爸袊?guó)的市場(chǎng)份額只占全球的3%，所以成為全球組態(tài)軟件供應(yīng)商對(duì)于國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件公司的發(fā)展至關(guān)重要。另外，國(guó)內(nèi)越來越多的系統(tǒng)集成商和設(shè)備制造商在未來可能成為世界級(jí)的公司，他們的產(chǎn)品向全球銷售時(shí)，他們更需要世界級(jí)的軟件廠商向他們提供產(chǎn)品和服務(wù)，這對(duì)國(guó)內(nèi) 第 20 頁(yè)的組態(tài)軟件生產(chǎn)商是一個(gè)很好的發(fā)展機(jī)遇。 組態(tài)王的特點(diǎn)組態(tài)王軟件是在流行的 PC 機(jī)上建立工業(yè)控制對(duì)象人機(jī)接口的一種智能軟件包，它以 WINDOWS 中文操作系統(tǒng)作為其操作平臺(tái)，充分利用了 WINDOWS 圖形功能完備，界面一致性好，易學(xué)易用的特點(diǎn)。它使采用 PC 機(jī)開發(fā)的系統(tǒng)工程比以往專用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更有通用性，大大減少了工控軟件開發(fā)者的重復(fù)性工作，并可運(yùn)用 PC 機(jī)豐富的軟件資源進(jìn)行二次開發(fā)。組態(tài)王完全基于網(wǎng)絡(luò)的概念，支持真正客戶——服務(wù)器模式和 Inter/Intra瀏覽技術(shù)，并且是一種可伸縮的柔性結(jié)構(gòu)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小，可以將不同站點(diǎn)設(shè)計(jì)成 I/O 服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、登錄服務(wù)器、校時(shí)服務(wù)器、客戶機(jī)等，在系統(tǒng)擴(kuò)展和變化時(shí)，有著極大的靈活性。組態(tài)王設(shè)計(jì)成冗余結(jié)構(gòu)，在五個(gè)層面上提供了冗余：I/O 通道冗余、雙設(shè)備冗余、雙網(wǎng)冗余、雙機(jī)冗余、雙系統(tǒng)冗余。組態(tài)王設(shè)計(jì)成一個(gè)完全意義上的軟件平臺(tái)，允許用戶進(jìn)行功能擴(kuò)展和發(fā)揮，它是一個(gè) ActiveX 容器，無須編程即可將第三方控件直接連入組態(tài)王中；組態(tài)王不僅是 OPC 客戶，還是 OPC 服務(wù)器，可向任意支持 OPC 客戶的軟件提供數(shù)據(jù)；組態(tài)王中的報(bào)警信息可直接輸出到帶 ODBC 接口的數(shù)據(jù)庫(kù)中，像 Access，SQLServer 等；并且還提供了一套動(dòng)態(tài)連接庫(kù)，允許用戶用 VB， VC 直接訪問組態(tài)王的數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)筑功能更加強(qiáng)大的工控系統(tǒng)。組態(tài)王設(shè)計(jì)了報(bào)表系統(tǒng)和圖庫(kù)系統(tǒng)?？膳c Excel 相媲美的內(nèi)嵌式報(bào)表，功能強(qiáng)大，使用方便；所有圖庫(kù)全部更新，具有動(dòng)態(tài)改變圖形外觀的動(dòng)畫精靈；圖形系統(tǒng)增加了無限色和過過渡色；通訊系統(tǒng)中增加在線連接、故障診斷、遠(yuǎn)程撥號(hào)以及許多實(shí)用的輔助工具。組態(tài)王已達(dá)到或超過國(guó)外高檔進(jìn)口軟件幾乎所有的功能，而且在許多方面更加適合中國(guó)用戶的特點(diǎn)和需求。如累計(jì)算法、多段線性化、內(nèi)嵌式報(bào)表、遠(yuǎn)程撥號(hào)、動(dòng)畫連接向?qū)?、特殊?dòng)畫效果等。 第 21 頁(yè) 組態(tài)王的主要功能基本的人機(jī)界面功能組態(tài)王作為一種應(yīng)用軟件，有很好的人機(jī)界面，為用戶提供了豐富的快速應(yīng)用設(shè)計(jì)的工具，便利的集成開發(fā)環(huán)境。強(qiáng)大的通訊功能組態(tài)王把每一臺(tái)與之通訊的設(shè)備看作是外部設(shè)備，目前能連接 PLC,智能儀表、板卡、模塊、變頻器等幾百種外部設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)和外部設(shè)備的通訊，組態(tài)王內(nèi)置了大量設(shè)備的驅(qū)動(dòng)作為組態(tài)王與外部設(shè)備的通訊接口。如圖 31 所示，在運(yùn)行期間，組態(tài)王就可以通過驅(qū)動(dòng)接口和外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)指令。動(dòng)畫顯示線程數(shù)據(jù)采集線程歷史記錄線程其他線程設(shè)備驅(qū)動(dòng) 甲設(shè)備驅(qū)動(dòng) 乙設(shè)備驅(qū)動(dòng) 丙設(shè)備驅(qū)動(dòng) 丁組態(tài)王 COM 組件計(jì)算機(jī)模塊PLC 智能儀表其他設(shè)備外部設(shè)備 圖 31 通信結(jié)構(gòu)圖組態(tài)王的大部分驅(qū)動(dòng)程序采用組件（COM）技術(shù)，這種方式使驅(qū)動(dòng)和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，既保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。組態(tài)王與 I/O 設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換采用以下五種方式：串行通訊方式、DDE 方式、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式、人機(jī)接口卡方式。1）串行通訊方式這是組態(tài)王與 I/O 設(shè)備之間最常用的一種數(shù)據(jù)交換方式。串行通訊方式使用 第 22 頁(yè)“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”的串口，I/O 設(shè)備通過 RS232 串行通訊電纜連接到 “組態(tài)王計(jì)算機(jī)”的串口?？赡芡瑫r(shí)與多個(gè) I/O 設(shè)備通訊。組態(tài)王最多可與 32 個(gè)串口設(shè)備相連。2）DDE 方式DDE(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換 )是 Windows 的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的傳輸協(xié)議。通過 DDE 方式任何I/O 設(shè)備都可以與“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在此方式下，DDE 服務(wù)程序可以采用自己方式與 I/O 設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，DDE 服務(wù)程序與 “組態(tài)王”采用標(biāo)準(zhǔn)DDE 協(xié)議進(jìn)行通訊。3）板卡方式板卡類設(shè)備直接插在“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”的擴(kuò)展槽內(nèi)， “組態(tài)王計(jì)算機(jī)”通過訪問板卡的 I/O 地址直接與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。4）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式I/O 設(shè)備作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。I/O 設(shè)備與“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”之間通過 TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)連接。采用此方式的 I/O 設(shè)備多數(shù)為其它計(jì)算機(jī)。5）人機(jī)接口卡方式一些廠家的可編程控制器（PLC）在與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，要求在計(jì)算機(jī)中安裝一個(gè)特殊的人機(jī)接口的板卡，板卡與可編程控制器（PLC）之間采用專門的通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。 “組態(tài)王計(jì)算機(jī)”通過人機(jī)接口卡實(shí)現(xiàn)與 I/O 設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。人機(jī)接口卡和連接電纜由 PLC 生產(chǎn)廠家提供。使用人機(jī)接口卡可以與一個(gè) PLC連接，也可以與一個(gè) PLC 的網(wǎng)絡(luò)連接。此外，組態(tài)王還提供驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)軟件包，用戶可使用此軟件包編制自己系統(tǒng)所需的驅(qū)動(dòng)程序。高效的數(shù)據(jù)采集組態(tài)王對(duì)通訊程序做了多種優(yōu)化處理，盡量使通訊瓶頸對(duì)系統(tǒng)的影響最小，同時(shí)保證數(shù)據(jù)傳遞的及時(shí)和準(zhǔn)確。其優(yōu)化措施包括：1）需求驅(qū)動(dòng)的通訊方式組態(tài)王對(duì)全部通訊過程采取動(dòng)態(tài)管理的方法，只有在數(shù)據(jù)被上位機(jī)需要時(shí)進(jìn)行 第 23 頁(yè)采集。對(duì)于那些不需要更新的數(shù)據(jù)則盡可能減少通訊，大大緩解速率慢的矛盾。2）需求合并組態(tài)王把對(duì)一個(gè)設(shè)備的多種請(qǐng)求(動(dòng)畫顯示、歷史數(shù)據(jù)記錄、報(bào)表生成等)盡可能的合并，一次采集將滿足多個(gè)功能模塊的需求。3）打包處理大多數(shù)的下位機(jī)都支持多個(gè)數(shù)據(jù)一次采集完成組態(tài)王充分利用了這個(gè)特性，對(duì)于提供這種通訊功能的下位機(jī)，組態(tài)王將盡可能地把需要采集的變量進(jìn)行優(yōu)化組合，在一次采集過