組態(tài)軟件的系統(tǒng)構成及功能分析
時間:2008-11-18 14:31:00來源:dujing
導語:?目前世界上有不少專業(yè)廠商包括專業(yè)軟件公司和硬件/系統(tǒng)廠商生產和提供各種組態(tài)軟件產品。
隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高,計算機在工業(yè)領域的廣泛應用,人們對工業(yè)自動化的要求越來越高,種類繁多的控制設備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領域的應用,使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時,當工業(yè)被控對象一旦有變動,就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序,導致其開發(fā)周期長;已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個控制項目的不同而使其重復使用率很低,導致它的價格非常昂貴;在修改工控軟件的源程序時,倘若原來的編程人員因工作變動而離去時,則必須同其他人員或新手進行源程序的修改,因而更是相當困難。通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實際工程問題提供了一種嶄新的方法,因為它能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題,使用戶能根據自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài),完成最終的自動化控制工程。
新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)正以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng),其具有適應性強、開放性好、易于擴展、比較經濟、開發(fā)周期短等明顯優(yōu)點。通??梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結構。
其中監(jiān)控層對下連接控制層,對上連接管理層,它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制,且常在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。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)微機。
組態(tài)軟件:一般英文簡稱有三種分別為HMI/MMI/SCADA,對應全稱為Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Scan Control Alarm Database,中文翻譯為:人機界面軟件/掃描報警控制數(shù)據庫軟件。指一些數(shù)據采集與過程控制的專用軟件,它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境,能以靈活多樣的組態(tài)方式(而不是編程方式)提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法,其預設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產品,與高可靠的工控計算機和網絡系統(tǒng)結合,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。目前世界上有不少專業(yè)廠商包括專業(yè)軟件公司和硬件/系統(tǒng)廠商生產和提供各種組態(tài)軟件產品。
一.組態(tài)軟件的特點
組態(tài)軟件最突出的特點就是實時多任務。數(shù)據的輸入輸出,數(shù)據的處理,顯示,存儲,及管理等多個任務需在同一個系統(tǒng)中同步快速的運行。
組態(tài)軟件的用戶是自動化工程設計人員,組態(tài)軟件的目的是讓用戶迅速開發(fā)出適合自己需要的應用系統(tǒng)。因此,組態(tài)軟件一般具備一下特點:
1.使用簡單,用戶只需編寫少量自己所需要的控制算法代碼,甚至可以不寫代碼。
2.運行可靠,用戶在組態(tài)軟件平臺上開發(fā)出的應用系統(tǒng)可以長時間的連續(xù)可靠運行,運行期間實現(xiàn)免維護。
3.提供數(shù)據采集設備的驅動程序,以把控制現(xiàn)場的數(shù)據采集到計算機中,并把運算的控制結果送回到控制現(xiàn)場的執(zhí)行機構。
4.提供自動化應用系統(tǒng)所需的通用監(jiān)控軟件的組件。
5.強大的圖形設計工具。
二、組態(tài)軟件產生的背景
“組態(tài)”的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem簡稱DCS)的出現(xiàn)才開始被廣大的生產過程自動化技術人員所熟知的。在工業(yè)控制技術的不斷發(fā)展和應用過程中,PC(包括工控機)相比以前的專用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢日趨明顯。這些優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:PC技術保持了較快的發(fā)展速度,各種相關技術已臻成熟;由PC構建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對較低的擁有成本;PC的軟件資源和硬件資豐富,軟件之間的互操作性強;基于PC的控制系統(tǒng)易于學習和使用,可以容易地得到技術方面的支持。在PC技術向工業(yè)控制領域的滲透中,組態(tài)軟件占據著非常特殊而且重要的地位。
組態(tài)軟件是指一些數(shù)據采集與過程控制的專用軟件,它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境,使用靈活的組態(tài)方式,為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應該能支持各種工控設備和常見的通信協(xié)議,并且通常應提供分布式數(shù)據管理和網絡功能。對應于原有的HMI(人機接口軟件,HMI)的概念,組態(tài)軟件應該是一個使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具,或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前,工控領域的用戶通過手工或委托第三方編寫HMI應用,開發(fā)時間長,效率低,可靠性差;或者購買專用的工控系統(tǒng),通常是封閉的系統(tǒng),選擇余地小,往往不能滿足需求,很難與外界進行數(shù)據交互,升級和增加功能都受到嚴重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn),把用戶從這些困境中解脫出來,可以利用組態(tài)軟件的功能,構建一套最適合自己的應用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展,實時數(shù)據庫、實時控制、SCADA、通訊及聯(lián)網、開放數(shù)據接口、對I/O設備的廣泛支持已經成為它的主要內容,隨著技術的發(fā)展,監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內容。
三、組態(tài)軟件的系統(tǒng)構成
在組態(tài)軟件中,通過組態(tài)生成的一個目標應用項目在計算機硬盤中占據唯一的物理空間(邏輯空間),可以用唯一的一個名稱來標識,就被稱為一個應用程序。在同一計算機中可以存儲多個應用程序,組態(tài)軟件通過應用程序的名稱來訪問其組態(tài)內容,打開其組態(tài)內容進行修改或將其應用程序裝入計算機內存投入實時運行。
組態(tài)軟件的結構劃分有多種標準,這里以使用軟件的工作階段和軟件體系的成員構成兩種標準討論其體系結構。
組態(tài)軟件的結構劃分
?、僖允褂密浖墓ぷ麟A段劃分
也可以說是按照系統(tǒng)環(huán)境劃分,從總體上講,組態(tài)軟件是由兩大部分構成的:
系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境:是自動化工程設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)據文件,生成最終的圖形目標應用系統(tǒng),供系統(tǒng)運行環(huán)境運行時使用。
系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境由若干個組態(tài)程序組成,如圖形界面組態(tài)程序、實時數(shù)據庫組態(tài)程序等。
系統(tǒng)運行環(huán)境:在系統(tǒng)運行環(huán)境下,目標應用程序被裝入計算機內存并投入實時運行。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)據庫運行程序等。
組態(tài)軟件支持在線組態(tài)技術,即在不退出系統(tǒng)運行環(huán)境的情況下可以直接進入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài),使修改后的組態(tài)直接生效。
自動化工程設計工程師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)和調試,最終將目標應用程序在系統(tǒng)運行環(huán)境投入實時運行,完成一個工程項目。
?、诎凑粘蓡T構成劃分
組態(tài)軟件因為其功能強大,而每個功能相對來說又具有一定的獨立性,因此其組成形式是一個集成軟件平臺,由若干程序組件構成。
其中必備的典型組件包括:
·應用程序管理器
應用程序管理器是提供應用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應用等功能的專用管理工具。在自動化工程設計工程師應用組態(tài)軟件進行工程設計時,經常會遇到下面一些煩惱:經常要進行組態(tài)數(shù)據的備份;經常需要引用以往成功應用項目中的部分組態(tài)成果(如畫面);經常需要迅速了解計算機中保存了哪些應用項目。雖然這些要求可以用手工方式實現(xiàn),但效率低下,極易出錯。有了應用程序管理器的支持,這些操作將變得非常簡單。
·圖形界面開發(fā)程序
是自動化工程設計工程師為實施其控制方案,在圖形編輯工具的支持下進行圖形系統(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)據文件,生成最終的圖形目標應用系統(tǒng),供圖形運行環(huán)境運行時使用。
·圖形界面運行程序
在系統(tǒng)運行環(huán)境下,圖形目標應用系統(tǒng)被圖形界面運行程序裝入計算機內存并投入實時運行。
·實時數(shù)據庫系統(tǒng)組態(tài)程序
有的組態(tài)軟件只在圖形開發(fā)環(huán)境中增加了簡單的數(shù)據管理功能,因而不具備完整的實時數(shù)據庫系統(tǒng)。目前比較先進的組態(tài)軟件(如力控等)都有獨立的實時數(shù)據庫組件,以提高系統(tǒng)的實時性,增強處理能力。實時數(shù)據庫系統(tǒng)組態(tài)程序是建立實時數(shù)據庫的組態(tài)工具,可以定義實時數(shù)據庫的結構、數(shù)據來源、數(shù)據連接、數(shù)據類型及相關的各種參數(shù)。
·實時數(shù)據庫系統(tǒng)運行程序
在系統(tǒng)運行環(huán)境下,目標實時數(shù)據庫及其應用系統(tǒng)被實時數(shù)據庫系統(tǒng)運行程序裝入計算機內存并執(zhí)行預定的各種數(shù)據計算、數(shù)據處理任務。歷史數(shù)據的查詢、檢索、報警的管理都是在實時數(shù)據庫系統(tǒng)運行程序中完成的。
·I/O驅動程序
這是組態(tài)軟件中必不可少的組成部分,用于和I/O設備通訊,互相交換數(shù)據,DDE和OPC Client是兩個通用的標準I/O驅動程序,用來和支持DDE標準和OPC標準的I/O設備通訊。多數(shù)組態(tài)軟件的DDE驅動程序被整合在實時數(shù)據庫系統(tǒng)或圖形系統(tǒng)中,而OPC Client則多數(shù)單獨存在。
擴展可選組件包括:
·通用數(shù)據庫接口(ODBC接口)組態(tài)程序
通用數(shù)據庫接口組件用來完成組態(tài)軟件的實時數(shù)據庫與通用數(shù)據庫(如Oracle、Sybase、Foxpro、DB2、Infomix、SQL Server等)的互聯(lián),實現(xiàn)雙向數(shù)據交換,通用數(shù)據庫既可以讀取實時數(shù)據,也可以讀取歷史數(shù)據;實時數(shù)據庫也可以從通用數(shù)據庫實時地讀入數(shù)據。通用數(shù)據庫接口(ODBC接口)組態(tài)環(huán)境用于指定要交換的通用數(shù)據庫的數(shù)據庫結構、字段名稱及屬性、時間區(qū)段、采樣周期、字段與實時數(shù)據庫數(shù)據的對應關系等。
·通用數(shù)據庫接口(ODBC接口)運行程序
已組態(tài)的通用數(shù)據庫連接被裝入計算機內存,按照預先指定的采樣周期,對規(guī)定時間區(qū)段按照組態(tài)的數(shù)據庫結構建立起通用數(shù)據庫和實時數(shù)據庫間的數(shù)據連接。
·策略(控制方案)編輯組態(tài)程序
·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、算術運算能力和豐富的控制算法。策略編輯/生成組件以IEC-1131-3標準為使用者提供標準的編程環(huán)境,共有4種編程方式:梯形圖、結構化編程語言、指令助記符、模塊化功能塊。使用者一般都習慣于使用模塊化功能塊,根據控制方案進行組態(tài),結束后系統(tǒng)將保存組態(tài)內容并對組態(tài)內容進行語法檢查、編譯。
編譯生成的目標策略代碼即可以與圖形界面同在一臺計算機上運行,也可以下裝(Download)到目標設備(如PC/104、Windows CE系統(tǒng)等PC-Based設備)上運行。
·策略運行程序
組態(tài)的策略目標系統(tǒng)被裝入計算機內存并執(zhí)行預定的各種數(shù)據計算、數(shù)據處理任務,同時完成與實時數(shù)據庫的數(shù)據交換。
·實用通訊程序組件
實用通訊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)據交換,是組態(tài)軟件價值的主要表現(xiàn)之一。通訊實用程序具有以下功能:
可以實現(xiàn)操作站的雙機冗余熱備用;
實現(xiàn)數(shù)據的遠程訪問和傳送;
通訊實用程序可以使用以太網、RS485、RS232、PSTN等多種通訊介質或網絡實現(xiàn)其功能。實用通訊程序組件可以劃分為Server和Client兩種類型,Server是數(shù)據提供方,Client是數(shù)據訪問方,一但Server和Client建立起了連接,二者間就可以實現(xiàn)數(shù)據的雙向傳送。
四.組態(tài)軟件的功能分析
1.豐富的畫面顯示組態(tài)功能
組態(tài)軟件應提供給用戶豐實方便的作圖工具.因為大中型控制系統(tǒng)要有大量的圖形畫面,而這些圖形畫面對開發(fā)人員是費時費力的組態(tài)軟件應提供大量常用的工業(yè)設備圖符、儀表圖符等還應提供趨勢圖、歷史曲線圖等。
2.通信功能與良好的開放性
組態(tài)軟件向下應能與數(shù)采部份硬件通訊,向上應能與高層管理網互聯(lián)。開放性是指組態(tài)軟件能與多種通訊協(xié)議互連,支持多種硬件設備。組態(tài)軟件要在冶金、電力、機械等各行各業(yè)通用,必須滿足不同的測點要求.必須適應各類測控硬件設備。
3.組態(tài)軟件完善功能多樣
組態(tài)軟件應提供工業(yè)標準數(shù)學模型庫和控制功能庫,滿足用戶所需的測控要求,而不應將固定的模式強加給用戶;組態(tài)軟件應對測控信息進行記錄存貯、顯示、計算、分析、打印,界面操作應靈活方便,數(shù)據要考慮安全性,如設口令等。
4.軟件環(huán)境的選擇
隨著面向圖形的windows操作系統(tǒng)普及.基于windows環(huán)境的組態(tài)軟件不斷出現(xiàn),極大地豐富了監(jiān)控系統(tǒng)的顯示畫面,但實時性、可靠性與多任務存在著矛盾,側重監(jiān)視的系統(tǒng)選擇windows環(huán)境。而基于Dos系統(tǒng)的組態(tài)軟件圖形功能弱,但實時性、可靠性好。
5.漢化性及硬件執(zhí)行速度
日前,我國大多數(shù)企業(yè)操作人員要求軟件顯示漢語易于接受和使用。隨著硬件性能提高價格下跌.開發(fā)人員應該選擇較高檔次的計算機和大容量的內存,以適應windows環(huán)境,滿足控制系統(tǒng)對趨勢圖、歷史曲線圖、等方面的工藝要求。
6.測控點規(guī)模及性能價格比
測控點的管理數(shù)量是衡量組態(tài)軟件的重要參數(shù)。大型測控點系統(tǒng)要求強大的圖形工具、豐富的菜單命令、完善的測點管理。大型組態(tài)軟件用在中小型系統(tǒng)費用高,中小型組態(tài)軟件滿足不了多測點的性能要求。
五.組態(tài)軟件的發(fā)展和現(xiàn)狀
在二十世紀80年代后期,由于個人計算機的普及,PC機開始走上工業(yè)監(jiān)控的歷史舞臺,與此同時開始出現(xiàn)基于PC總線的各種數(shù)據I/O板卡,加上軟件工業(yè)的迅速發(fā)展,開始有人研究和開發(fā)通用的PC監(jiān)控軟件——組態(tài)軟件。世界上第一個把組態(tài)軟件作為商品進行開發(fā),銷售的專業(yè)軟件公司是美國Wonderware公司,它于80年代末率先推出第一個商品化監(jiān)控組態(tài)軟件Intouch。此后組態(tài)軟件得到了迅猛發(fā)展。目前世界上的組態(tài)軟件有幾十種之多,國際上較知名的監(jiān)控組態(tài)軟件有:Fix,Intouch,Wince,LadView,Citech等。
在當前的工業(yè)自動化領域,監(jiān)控軟件是一個熱點,據統(tǒng)計,在國內,從事組態(tài)軟件開發(fā)的公司達幾十家之多,從事組態(tài)軟件的工作的人員達兩千人之多,而且,這些廠家都在高速的發(fā)展,不斷的擴大。在工控組態(tài)軟件行業(yè),真可謂是:百家爭鳴,百花齊放。
六、組態(tài)軟件在我國的發(fā)展
組態(tài)軟件產品于80年代初出現(xiàn),并在80年代末期進入我國。但在90年代中期之前,組態(tài)軟件在我國的應用并不普及。究其原因,大致有以下幾點:
①國內用戶還缺乏對組態(tài)軟件的認識,項目中沒有組態(tài)軟件的預算,或寧愿投入人力物力針對具體項目做長周期的繁冗的上位機的編程開發(fā),而不采用組態(tài)軟件;
?、谠诤荛L時間里,國內用戶的軟件意識還不強,面對價格不菲的進口軟件(早期的組態(tài)軟件多為國外廠家開發(fā)),很少有用戶愿意去購買正版。
?、郛敃r國內的工業(yè)自動化和信息技術應用的水平還不高,組態(tài)軟件提供了對大規(guī)模應用、大量數(shù)據進行采集、監(jiān)控、處理并可以將處理的結果生成管理所需的數(shù)據,這些需求并未完全形成。
隨著工業(yè)控制系統(tǒng)應用的深入,在面臨規(guī)模更大、控制更復雜的控制系統(tǒng)時,人們逐漸意識到原有的上位機編程的開發(fā)方式。對項目來說是費時費力、得不償失的,同時,MIS(管理信息系統(tǒng),ManagementInformationSystem)和CIMS(計算機集成制造系統(tǒng),ComputerIntegratedManufacturingSystem)的大量應用,要求工業(yè)現(xiàn)場為企業(yè)的生產、經營、決策提供更詳細和深入的數(shù)據,以便優(yōu)化企業(yè)生產經營中的各個環(huán)節(jié)。因此,在1995年以后,組態(tài)軟件在國內的應用逐漸得到了普及。
七、組態(tài)軟件的功能特點發(fā)展方向
目前看到的所有組態(tài)軟件都能完成類似的功能:比如,幾乎所有運行于32位Windows平臺的組態(tài)軟件都采用類似資源瀏覽器的窗口結構,并且對工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種資源(設備、標簽量、畫面等)進行配置和編輯;都提供多種數(shù)據驅動程序;都使用腳本語言提供二次開發(fā)的功能,等等。但是,從技術上說,各種組態(tài)軟件提供實現(xiàn)這些功能的方法卻各不相同。從這些不同之處,以及PC技術發(fā)展的趨勢,可以看出組態(tài)軟件未來發(fā)展的方向。
1.數(shù)據采集的方式
大多數(shù)組態(tài)軟件提供多種數(shù)據采集程序,用戶可以進行配置。然而,在這種情況下,驅動程序只能由組態(tài)軟件開發(fā)商提供,或者由用戶按照某種組態(tài)軟件的接口規(guī)范編寫,這為用戶提出了過高的要求。由OPC基金組織提出的OPC規(guī)范基于微軟的OLE/DCOM技術,提供了在分布式系統(tǒng)下,軟件組件交互和共享數(shù)據的完整的解決方案。在支持OPC的系統(tǒng)中,數(shù)據的提供者作為服務器(Server),數(shù)據請求者作為客戶(Client),服務器和客戶之間通過DCOM接口進行通信,而無需知道對方內部實現(xiàn)的細節(jié)。由于COM技術是在二進制代碼級實現(xiàn)的,所以服務器和客戶可以由不同的廠商提供。在實際應用中,作為服務器的數(shù)據采集程序往往由硬件設備制造商隨硬件提供,可以發(fā)揮硬件的全部效能,而作為客戶的組態(tài)軟件可以通過OPC與各廠家的驅動程序無縫連接,故從根本上解決了以前采用專用格式驅動程序總是滯后于硬件更新的問題。同時,組態(tài)軟件同樣可以作為服務器為其他的應用系統(tǒng)(如MIS等)提供數(shù)據。OPC現(xiàn)在已經得到了包括Interllution、Simens、GE、ABB等國外知名廠商的支持。
隨著支持OPC的組態(tài)軟件和硬件設備的普及,使用OPC進行數(shù)據采集必將成為組態(tài)中更合理的選擇。
2.腳本的功能
腳本語言是擴充組態(tài)系統(tǒng)功能的重要手段。因此,大多數(shù)組態(tài)軟件提供了腳本語言的支持。具體的實現(xiàn)方式可分為三種:一是內置的類C/Basic語言;二是采用微軟的VBA的編程語言;三是有少數(shù)組態(tài)軟件采用面向對象的腳本語言。類C/Basic語言要求用戶使用類似高級語言的語句書寫腳本,使用系統(tǒng)提供的函數(shù)調用組合完成各種系統(tǒng)功能。應該指明的是,多數(shù)采用這種方式的國內組態(tài)軟件,對腳本的支持并不完善,許多組態(tài)軟件只提供IF…THEN…ELSE的語句結構,不提供循環(huán)控制語句,為書寫腳本程序帶來了一定的困難。微軟的VBA是一種相對完備的開發(fā)環(huán)境,采用VBA的組態(tài)軟件通常使用微軟的VBA環(huán)境和組件技術,把組態(tài)系統(tǒng)中的對象以組件方式實現(xiàn),使用VBA的程序對這些對象進行訪問。由于VisualBasic是解釋執(zhí)行的,所以VBA程序的一些語法錯誤可能到執(zhí)行時才能發(fā)現(xiàn)。而面向對象的腳本語言提供了對象訪問機制,對系統(tǒng)中的對象可以通過其屬性和方法進行訪問,比較容易學習、掌握和擴展,但實現(xiàn)比較復雜。
3.組態(tài)環(huán)境的可擴展性
可擴展性為用戶提供了在不改變原有系統(tǒng)的情況下,向系統(tǒng)內增加新功能的能力,這種增加的功能可能來自于組態(tài)軟件開發(fā)商、第三方軟件提供商或用戶自身。增加功能最常用的手段是ActiveX組件的應用,目前還只有少數(shù)組態(tài)軟件能提供完備的ActiveX組件引入功能及實現(xiàn)引入對象在腳本語言中的訪問。
4.組態(tài)軟件的開放性
隨著管理信息系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)的普及,生產現(xiàn)場數(shù)據的應用已經不僅僅局限于數(shù)據采集和監(jiān)控。在生產制造過程中,需要現(xiàn)場的大量數(shù)據進行流程分析和過程控制,以實現(xiàn)對生產流程的調整和優(yōu)化?,F(xiàn)有的組態(tài)軟件對大部分這些方面需求還只能以報表的形式提供,或者通過ODBC將數(shù)據導出到外部數(shù)據庫,以供其他的業(yè)務系統(tǒng)調用,在絕大多數(shù)情況下,仍然需要進行再開發(fā)才能實現(xiàn)。隨著生產決策活動對信息需求的增加,可以預見,組態(tài)軟件與管理信息系統(tǒng)或領導信息系統(tǒng)的集成必將更加緊密,并很可能以實現(xiàn)數(shù)據分析與決策功能的模塊形式在組態(tài)軟件中出現(xiàn)。
5.對Internet的支持程度
現(xiàn)代企業(yè)的生產已經趨向國際化、分布式的生產方式。Internet將是實現(xiàn)分布式生產的基礎。組態(tài)軟件能否從原有的局域網運行方式跨越到支持Internet,是擺在所有組態(tài)軟件開發(fā)商面前的一個重要課題。限于國內目前的網絡基礎設施和工業(yè)控制應用的程度,筆者認為,在較長時間內,以瀏覽器方式通過Internet對工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)控,將會在大部分應用中停留于監(jiān)視階段,而實際控制功能的完成應該通過更穩(wěn)定的技術,如專用的遠程客戶端、由專業(yè)開發(fā)商提供的ActiveX控件或Java技術實現(xiàn)。
6.組態(tài)軟件的控制功能
隨著以工業(yè)PC為核心的自動控制集成系統(tǒng)技術的日趨完善和工程技術人員的使用組態(tài)軟件水平的不斷提高,用戶對組態(tài)軟件的要求已不像過去那樣主要側重于畫面,而是要考慮一些實質性的應用功能,如軟件PLC,先進過程控制策略等。
軟PLC產品是基于PC機開放結構的控制裝置,它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特點,利用軟件技術可將標準的工業(yè)PC轉換成全功能的PLC過程控制器。軟PLC綜合了計算機和PLC的開關量控制、模擬量控制、數(shù)學運算、數(shù)值處理、通信網絡等功能,通過一個多任務控制內核,提供了強大的指令集、快速而準確的掃描周期、可靠的操作和可連接各種I/O系統(tǒng)及網絡的開放式結構。所以可以這樣說,軟PLC提供了與硬PLC同樣的功能,而同時具備了PC環(huán)境的各種優(yōu)點。目前,國際上影響比較大的產品有:法國CJInternational公司的ISaGRAF軟件包、PCSoftInternational公司的WinPLC、美國WizdomControlIntellution公司的Paradym-31、美國MooreProcessAutomationSolutions公司ProcessSuite、美國WonderwareControls公司的InControl、SoftPLC公司的SoftPLC等。國內推出軟PLC產品的組態(tài)軟件還不見有,國內組態(tài)軟件要想全面超過國外的競爭對手,就必須搞創(chuàng)新,推出類似功能的產品。
隨著企業(yè)提出的高柔性、高效益的要求,以經典控制理論為基礎的控制方案已經不能適應,以多變量預測控制為代表的先進控制策略的提出和成功應用之后,先進過程控制受到了過程工業(yè)界的普遍關注。先進過程控制(AdvancedProcessControl,APC)是指一類在動態(tài)環(huán)境中,基于模型、充分借助計算機能力,為工廠獲得最大理論而實施的運行和控制策略。先進控制策略主要有:雙重控制及閥位控制、純滯后補償控制、解耦控制、自適應控制、差拍控制、狀態(tài)反饋控制、多變量預測控制、推理控制及軟測量技術、智能控制(專家控制、模糊控制和神經網絡控制)等,尤其智能控制已成為開發(fā)和應用的熱點。目前,國內許多大企業(yè)紛紛投資,在裝置自動化系統(tǒng)中實施先進控制。國外許多控制軟件公司和DCS廠商都在競相開發(fā)先進控制和優(yōu)化控制的工程軟件包。據資料報道,一個乙烯裝置投資163萬美元實施先進控制,完成后預期可獲得效益600萬美元/年。從上可以看出能嵌入先進控制和優(yōu)化控制策略的組態(tài)軟件必將受到用戶的極大歡迎。
[b]八、結束語[/b]
用戶的需求促使技術不斷進步,在組態(tài)軟件上這種趨勢體現(xiàn)得尤為明顯。未來的組態(tài)軟件將是提供更加強大的分布式環(huán)境下的組態(tài)功能、全面支持ActiveX、擴展能力強、支持OPC等工業(yè)標準、控制功能強、并能通過Internet進行訪問的開放式系統(tǒng)。
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