1、本次课程主要内容：,组态软件概述,常见的组态软件简介,MCGS的应用实例,组态软件概述,组态的渊源,组态一词最早来源于英文单词：”Configuration”.意思是通过某种软件工具对计算机及软件的资源进行优化配置，使计算机或软件自动完成某些特定的任务，从而满足用户的需求。,组态软件产生的背景,组态软件出现之前，大部分用户通过第三方软件编写HMI应用。如（VB、VC、DELPHI等）实现。手工编写的缺点很多：开发周期长、工作量大、维护困难、容易出错、扩展性差等。随着集散式控制系统（DCS）出现，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持等技术的发展，监控
2、组态软件逐步为工程人员熟知，并在工业控制领域占据非常重要而特殊的地位。,组态软件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，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O设备，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。,组态软件的定义,组态软件的基本功能,1、强大的界面显示组态功能。用户可随心所欲地绘制出各种工业界面，并可任意编辑，丰富的动画连接方式，使界面生动、直
3、观； 2、良好的开放性。能与多种通信协议互联，支持多种硬件设备； 3、丰富的功能模块。能提供丰富的控制功能库，满足用户的测控要求和现场要求。利用各种功能模块，完成实时监控， 产生功能报表， 显示历史曲线、实时曲线、提供报警等功能，使系统具有良好的人机界面，易于操作； 4、可编程的命令语言。有可编程的命令语言，使用户可根据自己的需要编撰程序，增强图形界面； 5、周密的系统安全防范，对不同的操作者，赋予不同的操作权限，保证整个系统的安全可靠运行； 6、仿真功能。提供强大的仿真功能使系统并行设计，从而缩短开发周期。,组态软件的特点,1、延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序，当现场或用户需求
4、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。,1、世界上第一个把组态软件做为商品进行开发、销售的专业软件公司是美国的Wo
5、nderware公司，它于80年代末率先推出第一个商品化监控组态软件Intouch； 2、目前世界上的组态软件有几十种之多。较知名的监控组态软件：国际：Fix，Intouch，Wincc，LabView，Citech等；我国：三维力控(ForceControl)、组态王、MCGS等。,组态软件的发展和现状,组态软件的市场情况,市场分布06年我国组态软件的市场份额达到3亿多；128点-1024点占多数，大概有75%，用于大中型自动化设备与工艺控制系统；小于128点占有14%比例，用于小型的OEM设备或辅助性的控制；大于1024点大约占11%，用于大型自动化控制系统。,行业应用,系统开发环境： 指
6、自动化工程设计工程师为实施其控制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境。通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供系统运行环境运行时使用。系统开发环境由若干个组态程序组成，如图形界面组态程序、实时数据库组态程序等；系统运行环境：在系统运行环境下，目标应用程序被装入计算机内存并投入实时运行。系统运行环境由若干个运行程序组成，如图形界面运行程序、实时数据库运行程序等。,组态软件基本结构,系统环境,典型组件,1、应用程序管理器：提供应用程序的搜索、备份、解压缩、建立新应用等功能的专用管理工具； 2、图形界面开发程序：动画工程设计工程师为实施其控制方案，
7、在图形编辑工具的支持下进行图形系统生成工作所依赖的开发环境。通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供图形运行环境运行时使用； 3、图形界面运行程序：在系统运行环境下，图形目标应用系统被图形界面运行程序装入计算机内存并投入实时运行；,4、实时数据库系统组态程序：有的组态软件只在图形开发环境中增加了简单的数据管理功能，因而不具备完整的实时数据库系统。目前比较先进的组态软件（如力控等）都有独立的实时数据库组件，以提高系统的实时性，增强处理能力。实时数据库系统组态程序是建立实时数据库的组态工具，可以定义实时数据库的结构、数据来源、数据连接、数据类型及相关的各种参数； 5、实时数据库系
8、统运行程序：在系统运行环境下，目标实时数据库及其应用系统被实时数据库系统运行程序装入计算机内存并执行预定的各种数据计算、数据处理任务。历史数据的查询、检索、报警的管理都是在实时数据库系统运行程序中完成的； 6、I/O驱动程序：是组态软件中必不可少的组成部分，用于和I/O设备通讯，互相交换数据。,可选组件,1、通用数据库接口（ODBC接口）组态程序：用来完成组态软件的实时数据库与通用数据库（如Oracle、Sybase、Foxpro、DB2、Infomix、SQL Server等）的互联，实现双向数据交换，通用数据库既可以读取实时数据，也可以读取历史数据；实时数据库也可以从通用数据库实时地读入数
9、据。通用数据库接口（ODBC接口）组态环境用于指定要交换的通用数据库的数据库结构、字段名称及属性、时间区段、采样周期、字段与实时数据库数据的对应关系等。 2、通用数据库接口（ODBC接口）运行程序：已组态的通用数据库连接被装入计算机内存，按照预先指定的采样周期，对规定时间区段按照组态的数据库结构建立起通用数据库和实时数据库间的数据连接。,3、策略（控制方案）编辑组态程序：策略编辑/生成组件是以PC为中心实现低成本监控的核心软件，具有很强的逻辑、算术运算能力和丰富的控制算法。策略编辑组件按IEC-1131-3标准为使用者提供标准编程环境，使用的编程方式有：梯形图、结构化编程语言、指令助记符、功能
10、块图。在控制方案组态结束后，系统将保存组态内容并对组态内容进行语法检查、编译。编译生成的目标策略代码即可以与图形界面同在一台计算机上运行，也可以下装到目标设备上运行。 4、策略运行程序： 组态的策略目标系统被装入计算机内存并执行预定的各种数据计算、数据处理任务，同时完成与实时数据库的数据交换,5、实用通讯程序组件：实用通讯程序可以使用以太网、RS485、RS232、PSTN等多种通讯介质或网络，实现与第三方程序的数据交换，增强组态软件的功能。通讯组件一般用于：实现操作站的双机冗余热备；实现数据的远程访问和传送。一般通讯组件可以划分为Server和Client两种类型，Server是数据提供方，
11、Client是数据访问方。一但Server和Client建立起了连接，二者间就可以实现数据的双向传送。,InTouch,Wonderware公司的Intouch是世界上第一款工业自动化组态软件，用于编写可视化和工业生产过程控制软件。它可以为工程师提供了一种简便而完善的控制程序开发环境，使工程师能够快速地建立、测试和部署强大的控制网络。 InTouch 包含三个主要程序，它们分别是应用程序管理器、WindowMakerÔ、WindowViewerÔ。应用程序管理器用于组织管理创建的应用程序；WindowMaker 是一种开发环境，在其中可以使用面向对象的图形来创建富于动感的触
12、控式显示窗口；WindowViewer 则是一种运行时环境，用于显示在 WindowMaker 中创建的图形窗口。InTouch的特点是：1、具有很高的可靠性和稳定性；2、具有最大限度的开放性；3、具有强大的网络功能；4、支持通过ODBC访问各种类型的数据库，便于系统的综合管理。,常见的组态软件简介,IFIX,IFix 由爱默生集团的子公司Intellution公司生产。Fix6.软件可以给工控人员提供熟悉的概念、操作界面和完备的驱动程序。上世纪90年代末，Intellution公司重新开发内核，将重新开发新的产品系列命名为iFiX。iFiX具有强大的组态功能，将FIX原有的Script语言改
13、为VBA（Visual Basic For Application），并且在内部集成了微软的VBA开发环境。为了解决兼容问题，iFIX里面提供了程序叫FIX Desktop，可以直接在FIX Desktop中运行FIX程序。Intellution的产品与Microsoft的操作系统、网络进行了紧密的集成。,WinCC,WinCC由Simens公司生产。WinCC可以与多种自动化设备及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活、功能齐全。用户在其友好的界面下进行组态、编程和数据管理，可形成所需的操作画面、监视画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等
14、。WinCC可以为操作者提供了图文并茂、形象直观的操作环境，不仅能够有效缩短软件开发周期，而且提高了工作效率。WinCC的缺点是结构较复杂，需要经过Simens的培训才能有效掌握WinCC的应用 。,力控,力控组态软件是一个面向方案的HMI/SCADA平台软件。分布式实时多数据库系统，可提供访问工厂和企业系统数据的一个公共入口。内置TCP/IP协议的网络服务程序使用户可以充分利用Intranet或Internet的网络资源。力控可用于开发石油、化工、半导体、汽车、电力等多个行业和领域的工业自动化、过程控制、管理监测、工业现场监视、远程监视/远程诊断等系统,MCGS(Monitor and Co
15、ntrol Generated System)是一套基于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。MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。 使用MCGS，用户无须具备计算机编程的知识，就可以在短时间内轻而易举地完成一个运行稳定，功能全面，维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。 MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。,MCGS,组态王软件经过七年开发，五年的各种突发环境的真实考验，九千例工程（钢铁，化工，电力，国属粮库，邮电通讯，环保，水处理，冶金等各行业）的现场运行（包括“中华世纪坛“国家标志性工程），现已成为国内组态软件的客户首选，并且作为首家国内组态软件应用于国防，航空航天等重大领。,组态王,MCGS的应用实例,应用实例：设计一个电动机星三角降压启动控制监控系统,
