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组态

“组态(Configure)”的含义是“配置”、“设定”、“设置”等意思,是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能,而不需要编写计算机程序,也就是所谓的“组态”。它有时候也称为“二次开发”,组态软件就称为“二次开发平台”。 [1]

“监控(Supervisory Control)”,即“监视和控制”,是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理。

简单地说,组态软件能够实现对自动化过程和装备的监视和控制。它能从自动化过程和装备中采集各种信息,并将信息以图形化等更易于理解的方式进行显示,将重要的信息以各种手段传送到相关人员,对信息执行必要分析处理和存储,发出控制指令等等。

在使用工控软件中,我们经常提到组态一词,组态英文是“Configuration”,其意义究竟是什么呢?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。

与硬件生产相对照,组态与组装类似。如要组装一台电脑,事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等,我们的工作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间,因为它一般要比硬件中的“部件”更多,而且每个 “部件” 都很灵活,因为软部件都有内部属性,通过改变属性可以改变其规格(如大小、形状、颜色等)。

比如,例1、数字1~9的一个组态是九宫格。

也有难一点的例子,比如,例2、集合A是n对小括号(),满足一定条件的集合B是要求满足:括号配对,即左括号(和右括号)的配对,如(),()(), (()), ()()(),(()()),(())(),()(()),((())),列举了1对~3对()配对的情况,例2是要求出n对小括号(),满足括号配对条件的所有组态。

组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中。如DCS(集散控制系统)组态,PLC(可编程控制器)梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他行业也有组态的概念,人们只是不这么叫而已。如AutoCAD,PhotoShop,办公软件(PowerPoint)都存在相似的操作,即用软件提供的工具来形成自己的作品,并以数据文件保存作品,而不是执行程序。组态形成的数据只有其制造工具或其他专用工具才能识别。但是不同之处在于,工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。组态工具的解释引擎,要根据这些组态结果实时运行。从表面上看,组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。

虽然说组态就是不需要编写程序就能完成特定的应用。但是为了提供一些灵活性,组态软件也提供了编程手段,一般都是内置编译系统,提供类BASIC语言,有的甚至支持VB。

在当今工控领域,一些常用的大型组态软件主要有:罗克韦尔(Rockwell)-SE,ABB-OptiMax,艾默生DeltaV,WinCC,ChinPMC,iCentroView, iFix,Wonderware Intouch,积成电子(E1000)组态王KINGVIEW),紫金桥(RealInfo),力控,易控,华富开物(controX),巨控组态(giantview),天工组态,Advantrol,VisualField,QTouch2跨平台HMI/SCDA组态软件等。免费的组态软件有uScada。

1、ChinPMC:ChinPMC是一款国产的组态软件,由中科院软件所旗下的北京中科启信软件技术有限公司自主研发,是目前市场上唯一真正实现B/S架构的实时监控平台产品。ChinPMC在传统组态软件的基础上,提供管控一体化组态工具及多终端一体化运行环境,以数据展示的直观性(图形、图表、曲线、报表)、图形格式的矢量化、数据监控的实时性、事件处理的智能性、多系统集成的开放性、系统平台的无关性为重要特征,为生产企业的安全生产、环境监测、节能减排和物联网应用提供开发和运行支撑工具集。 [2-3]

2、InTouch:Wonderware的InTouch软件是最早进入我国的组态软件。在80年代末、90年代初,基于Windows3.1的InTouch软件曾让我们耳目一新,并且InTouch提供了丰富的图库。但是,早期的InTouch软件采用DDE方式与驱动程序通信,性能较差,最新的InTouch7.0版已经完全基于32位的Windows平台,并且提供了OPC支持。

3、QTouch由著名的QT类库开发而成,完全具有跨平台和统一工作平台特性,可以跨越多个操作系统,如unix、linux、windows等,同时在多个操作上实现统一工作平台,即可以在windows上开发组态,在linux上运行等。QTouch是HMI/SCADA组态软件,提供嵌入式linux平台的人机界面产品。

4、IFix:Intellution公司以Fix组态软件起家,1995年被爱默生收购,现在是爱默生集团的全资子公司,Fix6.x软件提供工控人员熟悉的概念和操作界面,并提供完备的驱动程序(需单独购买)。Intellution将自己最新的产品系列命名为iFiX,在iFiX中,Intellution提供了强大的组态功能,但新版本与以往的6.x版本并不完全兼容。原有的Script语言改为VBA(Visual Basic For Application),并且在内部集成了微软的VBA开发环境。遗憾的是,Intellution并没有提供6.1版脚本语言到VBA的转换工具。在iFiX中,Intellution的产品与Microsoft的操作系统、网络进行了紧密的集成。Intellution也是OPC(OLE for Process Control)组织的发起成员之一。iFiX的OPC组件和驱动程序同样需要单独购买。

5、Citech:CiT公司的Citech也是较早进入中国市场的产品。Citech具有简洁的操作方式,但其操作方式更多的是面向程序员,而不是工控用户。Citech提供了类似C语言的脚本语言进行二次开发,但与iFix不同的是,Citech的脚本语言并非是面向对象的,而是类似于C语言,这无疑为用户进行二次开发增加了难度。

6、WinCC:Siemens的WinCC也是一套完备的组态开发环境,Siemens提供类C语言的脚本,包括一个调试环境。WinCC内嵌OPC支持,并可对分布式系统进行组态。但WinCC的结构较复杂,用户最好经过Siemens的培训以掌握WinCC的应用。

7、组态王:组态王是国内第一家较有影响的组态软件开发公司(更早的品牌多数已经湮灭)。组态王提供了资源管理器式的操作主界面,并且提供了以汉字作为关键字的脚本语言支持。组态王也提供多种硬件驱动程序。

8、Controx(开物):华富计算机公司的Controx2000是全32位的组态开发平台,为工控用户提供了强大的实时曲线、历史曲线、报警、数据报表及报告功能。作为国内最早加入OPC组织的软件开发商,Controx内建OPC支持,并提供数十种高性能驱动程序。提供面向对象的脚本语言编译器,支持ActiveX组件和插件的即插即用,并支持通过ODBC连接外部数据库。Controx同时提供网络支持和WevServer功能。

9、ForceControl(力控):大庆三维公司的ForceControl(力控)从时间概念上来说,力控也是国内较早就已经出现的组态软件之一。只是因为早期力控一直没有作为正式商品广泛推广,所以并不为大多数人所知。大约在93年左右,力控就已形成了第一个版本,只是那时还是一个基于DOS和VMS的版本。后来随着Windows3.1的流行,又开发出了16位Windows版的力控。但直至Windows95版本的力控诞生之前,他主要用于公司内部的一些项目。32位下的1.0版的力控,在体系结构上就已经具备了较为明显的先进性,其最大的特征之一就是其基于真正意义的分布式实时数据库的三层结构,而且其实时数据库结构可为可组态的活结构。在1999~2000年期间,力控得到了长足的发展,最新推出的2.0版在功能的丰富特性、易用性、开放性和I/O驱动数量,都得到了很大的提高。在很多环节的设计上,力控都能从国内用户的角度出发,即注重实用性,又不失大软件的规范。另外,公司在产品的培训、用户技术支持等方面投入了较大人力,相信在较短时间内,力控软件产品将在工控软件界形成巨大的冲击。

10、GE的Cimplicity,

11、RSView Supervisory Edition是罗克韦尔自动化发布的,基于Windows2000操作系统的人机界面软件,它用于监视,控制并获得全企业内所有的生产操作的数据。

12、NI Lookout是市场上最为易用的工控组态软件!运用Lookout,可以很方便地实现对工业过程的监控和数据采集。Lookout支持数十种PLC的通信协议,比如Modbus,AB和Siemens等等。Lookout同样支持OPC通信。Lookout还可以同NI的硬件产品FieldPoint无缝集成。文件较大,仅适合宽
  13、Wizcon是一个先进的SCADA应用开发工具,系统集成商运用它可以建立各种工业领域的高级应用。Wizcon的十分便捷的图形用户接口,出众的HMI功能,Internet访问,由浅入深的开发过程,以及全厂范围的集成能力等特点使它成为工厂自动化最通用的SCADA系统,Wizcon使得企业内部底层和其他部门建立联系,操作人员的工厂管理者都可以看到各种数据。管理人员可以在办公室用熟悉的操作环境和查询工具获取实时数据。实际上,作为一个开放的系统,Wizcon允许用户将不同的硬件和软件结合在一起构成完整的自动化解决方案以保护现有投资,提高生产率和产品质量。
  14、MCGS(Monitor and Control Generated System)的组态软件是通态软件公司开发的,一套基于Windows平台的,用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统,可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000等操作系统。

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