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yanglei2333

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组态软件的功能特点发展方向

yanglei2333  发表于 2009/10/22 13:30:14      3458 查看 5 回复  [上一主题]  [下一主题]

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目前看到的所有组态软件都能完成类似的功能:比如,几乎所有运行于32位Windows平台的组态软件都采用类似资源浏览器的窗口结构,并且对工业控制系统中的各种资源(设备、标签量、画面等)进行配置和编辑;都提供多种数据驱动程序;都使用脚本语言提供二次开发的功能,等等。但是,从技术上说,各种组态软件提供实现这些功能的方法却各不相同。从这些不同之处,以及PC技术发展的趋势,可以看出组态软件未来发展的方向。
 
    3.1数据采集的方式
    大多数组态软件提供多种数据采集程序,用户可以进行配置。然而,在这种情况下,驱动程序只能由组态软件开发商提供,或者由用户按照某种组态软件的接口规范编写,这为用户提出了过高的要求。由OPC基金组织提出的OPC规范基于微软的OLE/DCOM技术,提供了在分布式系统下,软件组件交互和共享数据的完整的解决方案。在支持OPC的系统中,数据的提供者作为服务器(Server),数据请求者作为客户(Client),服务器和客户之间通过DCOM接口进行通信,而无需知道对方内部实现的细节。由于COM技术是在二进制代码级实现的,所以服务器和客户可以由不同的厂商提供。在实际应用中,作为服务器的数据采集程序往往由硬件设备制造商随硬件提供,可以发挥硬件的全部效能,而作为客户的组态软件可以通过OPC与各厂家的驱动程序无缝连接,故从根本上解决了以前采用专用格式驱动程序总是滞后于硬件更新的问题。同时,组态软件同样可以作为服务器为其他的应用系统(如MIS等)提供数据。OPC现在已经得到了包括Interllution、Simens、GE、ABB等国外知名厂商的支持。随着支持OPC的组态软件和硬件设备的普及,使用OPC进行数据采集必将成为组态中更合理的选择。    3.2脚本的功能
    脚本语言是扩充组态系统功能的重要手段。因此,大多数组态软件提供了脚本语言的支持。具体的实现方式可分为三种:一是内置的类C/Basic语言;二是采用微软的VBA的编程语言;三是有少数组态软件采用面向对象的脚本语言。类C/Basic语言要求用户使用类似高级语言的语句书写脚本,使用系统提供的函数调用组合完成各种系统功能。应该指明的是,多数采用这种方式的国内组态软件,对脚本的支持并不完善,许多组态软件只提供IF…THEN…ELSE的语句结构,不提供循环控制语句,为书写脚本程序带来了一定的困难。微软的VBA是一种相对完备的开发环境,采用VBA的组态软件通常使用微软的VBA环境和组件技术,把组态系统中的对象以组件方式实现,使用VBA的程序对这些对象进行访问。由于VisualBasic是解释执行的,所以VBA程序的一些语法错误可能到执行时才能发现。而面向对象的脚本语言提供了对象访问机制,对系统中的对象可以通过其属性和方法进行访问,比较容易学习、掌握和扩展,但实现比较复杂。
 
    3.3组态环境的可扩展性
    可扩展性为用户提供了在不改变原有系统的情况下,向系统内增加新功能的能力,这种增加的功能可能来自于组态软件开发商、第三方软件提供商或用户自身。增加功能最常用的手段是ActiveX组件的应用,目前还只有少数组态软件能提供完备的ActiveX组件引入功能及实现引入对象在脚本语言中的访问。
    3.4组态软件的开放性
    随着管理信息系统和计算机集成制造系统的普及,生产现场数据的应用已经不仅仅局限于数据采集和监控。在生产制造过程中,需要现场的大量数据进行流程分析和过程控制,以实现对生产流程的调整和优化。现有的组态软件对大部分这些方面需求还只能以报表的形式提供,或者通过ODBC将数据导出到外部数据库,以供其他的业务系统调用,在绝大多数情况下,仍然需要进行再开发才能实现。随着生产决策活动对信息需求的增加,可以预见,组态软件与管理信息系统或领导信息系统的集成必将更加紧密,并很可能以实现数据分析与决策功能的模块形式在组态软件中出现。
    3.5对Internet的支持程度
    现代企业的生产已经趋向国际化、分布式的生产方式。Internet将是实现分布式生产的基础。组态软件能否从原有的局域网运行方式跨越到支持Internet,是摆在所有组态软件开发商面前的一个重要课题。限于国内目前的网络基础设施和工业控制应用的程度,笔者认为,在较长时间内,以浏览器方式通过Internet对工业现场的监控,将会在大部分应用中停留于监视阶段,而实际控制功能的完成应该通过更稳定的技术,如专用的远程客户端、由专业开发商提供的ActiveX控件或Java技术实现。
    3.6组态软件的控制功能
    随着以工业PC为核心的自动控制集成系统技术的日趋完善和工程技术人员的使用组态软件水平的不断提高,用户对组态软件的要求已不像过去那样主要侧重于画面,而是要考虑一些实质性的应用功能,如软件PLC,先进过程控制策略等。
    软PLC产品是基于PC机开放结构的控制装置,它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特点,利用软件技术可将标准的工业PC转换成全功能的PLC过程控制器。软PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、通信网络等功能,通过一个多任务控制内核,提供了强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接各种I/O系统及网络的开放式结构。所以可以这样说,软PLC提供了与硬PLC同样的功能,而同时具备了PC环境的各种优点。目前,国际上影响比较大的产品有:法国CJ International公司的ISaGRAF软件包、PCSoft International公司的WinPLC、美国Wizdom Control Intellution公司的Paradym-31、美国Moore Process Automation Solutions公司ProcessSuite、美国Wonder ware Controls公司的InControl、SoftPLC公司的SoftPLC等。国内推出软PLC产品的组态软件还不见有,国内组态软件要想全面超过国外的竞争对手,就必须搞创新,推出类似功能的产品。
 
    随着企业提出的高柔性、高效益的要求,以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应,以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后,先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。先进过程控制(Advanced Process Control,APC)是指一类在动态环境中,基于模型、充分借助计算机能力,为工厂获得最大理论而实施的运行和控制策略。先进控制策略主要有:双重控制及阀位控制、纯滞后补偿控制、解耦控制、自适应控制、差拍控制、状态反馈控制、多变量预测控制、推理控制及软测量技术、智能控制(专家控制、模糊控制和神经网络控制)等,尤其智能控制已成为开发和应用的热点。目前,国内许多大企业纷纷投资,在装置自动化系统中实施先进控制。国外许多控制软件公司和DCS厂商都在竞相开发先进控制和优化控制的工程软件包。据资料报道,一个乙烯装置投资163万美元实施先进控制,完成后预期可获得效益600万美元/年。从上可以看出能嵌入先进控制和优化控制策略的组态软件必将受到用户的极大欢迎。
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  • aasevenl

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    aasevenl   发表于 2007/5/23 15:54:24

    APC已经提出来很久了,但是市场似乎还是没有完全接受,我觉得在某种程度上可以先从具体的工艺入手,而 不是急着上APC,效果可能更好!
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    引用 aasevenl 2007/5/23 15:54:24 发表于2楼的内容

  • 匿名

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    匿名   发表于 2007/5/30 13:30:03

    ..............
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    引用 匿名 2007/5/30 13:30:03 发表于3楼的内容

  • 钟灵山

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    钟灵山   发表于 2007/6/27 15:31:54

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    引用 钟灵山 2007/6/27 15:31:54 发表于4楼的内容

  • 匿名

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    匿名   发表于 2009/10/21 14:41:03

    “嵌入先进控制和优化控制策略的组态软件”,当控制点位多时,在采集周期上如何做到对数据的快速响应?
    5楼 回复本楼

    引用 匿名 2009/10/21 14:41:03 发表于5楼的内容

  • lyc19730508

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    lyc19730508   发表于 2009/10/22 13:30:14

    组态软件,又称监控组态软件,译自英文SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制),组态软件的应用领域很广,它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。 

      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、性状、颜色等)。

      在组态概念出现之前,要实现某一任务,都是通过编写程序(如使用BASIC,C,FORTRAN等)来实现的。编写程序不但工作量大、周期长,而且容易犯错误,不能保证工期。组态软件的出现,解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作,通过组态几天就可以完成。

      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。

      组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。

      组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议,并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI(人机接口软件,Human Machine Interface)的概念,组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具或开发环境。在组态软件出现之前,工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用,开发时间长,效率低,可靠性差;或者购买专用的工控系统,通常是封闭的系统,选择余地小,往往不能满足需求,很难与外界进行数据交互,升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现,把用户从这些困境中解脱出来,可以利用组态软件的功能,构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展,实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容,随着技术的发展,监控组态软件将会不断被赋予新的内容。

      国外组态软件:

      1、InTouch:Wonderware 是 Invensys plc“生产管理”部的一个运营单位,是全球工业自动化软件的领先供应商。

      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。

      2、IFix:GE Fanuc 智能设备公司由美国通用电气公司(GE)和日本Fanuc公司合资组建,提供自动化硬件和软件解决方案。

      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。

      3、WinCC:西门子自动化与驱动集团(A&D)是西门子股份公司中最大的集团之一,是西门子工业领域的重要组成部分。

      网址:http://www.ad.siemens.com.cn

      Simens的WinCC也是一套完备的组态开发环境,Simens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Simens的培训以掌握WinCC的应用。

      4、Movicon:Monitor Vision and Control,由意大利著名自动化软件供应商PROGEA公司开发.是全新的第三代(Scada/HMI)工业监控软件. 基于XML开发,始终坚持简单、开放、可扩充性的标准,并且一直以简单易用,稳定可靠著称.

      Movicon可在同一个开发平台来满足不同应用的开发需要, 应用程序可运行在几乎所有的工业平台:通过直接和间接的驱动, 可以支持几乎所有的工业设备, PLC, 现场总线和网络.很多革命性的特点是Movicon 成为当今世界上最现代的Scada/HMI 软件平台.

      5、Citech:悉雅特集团(Citect)是世界领先的提供工业自动化系统、设施自动化系统、实时智能信息和新一代 MES 的独立供应商。

      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、ASPEN-tech:在流程工业先进控制与优化这一行业,艾斯本技术(AspenTech)公司是全球领先的解决方案与产品供应商。90年代中期AspenTech宣布全面进入中国大陆市场。

      7、TRACE MODE: TRACE MODE® 由俄罗斯AdAstrA Research Group, Ltd公司于1992年开发成功。AdAstrA 科技集团(AdAstrA Research Group,Ltd)是独联体和东欧各国工业自动化实时控制软件开发方面的领先者。基本产品是将SCADA/HMI和SoftLogic集成为一体的新一代32位工控组态软件 -TRACEMODE,主要用于各个行业的大型分布式控制系统的开发。在俄罗斯,TRACE MODE的实际装机量远远超过了国外同类产品。TRACE MODE®适用于分布式控制系统的开发,是俄罗斯最畅销的工业控制组态软件,在市场上占有绝对垄断地位。

      国内组态软件:

      1.世纪星组态软件(北京世纪长秋科技有限公司)

      北京世纪长秋科技有限公司是专业从事工业自动化软件开发、销售、服务及工业自动化系统集成的高新技术企业。公司拥有自主产权的软件产品《世纪星通用工业自动化监控组态软件》,本产品自1999年开始销售,10年内已有二万多套软件应用于相关行业,如:电力变电配电自动化、电厂监控、石油、化工、冶金、矿山、工业民用水处理、环保污水处理、储备粮库、铁路隧道信号监控、交通信号监控、食品及饮料自动化监控等。

      2.三维力控ForceControl (北京三维力控科技有限公司)

      北京三维力控科技有限公司是专业从事监控组态软件研发与服务的高新技术企业,核心软件产品初创于1992年,公司以自主创新为动力,逐渐奠定了在国内市场的领先地位。

      3.组态王KingView(北京亚控科技发展有限公司)

      北京亚控科技发展有限公司正式成立于1997年,公司着眼自动化软件领域的尖端技术,基于工业网络平台,为用户提供专业客制化应用解决方案和自动化软件产品和服务。作为国产SCADA软件,其创始人早在1993年就开始研发组态王产品,并迅速应用到了国内用户的系统中。当时的目标是为用户建立具有易用性强,动画功能丰富、技术性能卓越、稳定可靠且价格低廉于一身的工业自动化软件平台。

      4.紫金桥Realinfo(紫金桥软件技术有限公司)

      紫金桥软件技术有限公司是由中石油大庆石化总厂出资成立的专门从事计算机软件产品开发的高新技术企业,是中国石油天然气集团的软件开发基地。公司专注于自主知识产权软件产品“实时数据库系统”和“监控组态软件”的开发与推广工作。

      5.MCGS(北京昆仑通态自动化软件科技有限公司):

      昆仑工控----为大型专业工控企业联盟集团,以雄厚的资金为后盾,高、新、尖技术力量为核心,专门从事设计、生产、销售各种类型传感器、变送器、热工仪表、现场控制器、计算机控制系统、数据采集系统、组态软件、专用现场控制软件等

      6.还有Controx(开物),易控等

      


      组态软件特点

      随着工业自动化水平的迅速提高,计算机在工业领域的广泛应用,人们对工业自动化的要求越来越高,种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用,使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。在开发传统的工业控制软件时,当工业被控对象一旦有变动,就必须修改其控制系统的源程序,导致其开发周期长;已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低,导致它的价格非常昂贵;在修改工控软件的源程序时,倘若原来的编程人员因工作变动而离去时,则必须同其他人员或新手进行源程序的修改,因而更是相当困难。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法,因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题,使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态,完成最终的自动化控制工程。

      组态(Configuration)为模块化任意组合。通用组态软件主要特点:

      (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,不需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。 


    监控组态软件2008年最新发展及趋势

      一、背景

      
     自2000年以来,国内监控组态软件产品、技术、市场都取得了飞快的发展,应用领域日益拓展,用户和应用工程师数量不断增多。充分体现了“工业技术民用化”的发展趋势。

      监控组态软件是工业应用软件的重要组成部分,其发展受到很多因素的制约,归根结底,是应用的带动对其发展起着最为关键的推动作用。

      关于新技术的不断涌现和快速发展对监控组态软件会产生何种影响,有人认为随着技术的发展,通用组态软件会退出市场,例如有的自动化装置直接内嵌“Web Server”实时画面供中控室操作人员访问。

      作者并不这样认为。用户要求的多样化,决定了不可能有哪一种产品囊括全部用户的所有的画面要求,最终用户对监控系统人机界面的需求不可能固定为单一的模式,因此最终用户的监控系统是始终需要“组态”和“定制”的。这就是监控组态软件不可能退出市场的主要原因,因为需求是存在且不断增长的。

      监控组态软件是在信息化社会的大背景下,随着工业IT技术的不断发展而诞生、发展起来的。在整个工业自动化软件大家庭中,监控组态软件属于基础型工具平台。监控组态软件给工业自动化、信息化、及社会信息化带来的影响是深远的,它带动着整个社会生产、生活方式的变化,这种变化仍在继续发展。因此组态软件作为新生事物尚处于高速发展时期,目前还没有专门的研究机构就它的理论与实践进行研究、总结和探讨,更没有形成独立、专门的理论研究机构。

      近5年来,一些与监控组态软件密切相关的技术如OPC、OPC-XML、现场总线等技术也取得了飞速的发展,是监控组态软件发展的有力支撑。
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    引用 lyc19730508 2009/10/22 13:30:14 发表于6楼的内容

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