什么是组态软件.docx

1、什么是组态软件组态软件百科名片组态软件，又称组态监控软件系统软件。译自英文 SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制)。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处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。组态软件的应用领域很广，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)。目录特

2、点 国外进口品牌组态软件 国内品牌组态软件 组态软件特点 组态软件的功能 监控组态软件 2008年最新发展及趋势 1. 特点 国外进口品牌组态软件 国内品牌组态软件 组态软件特点 组态软件的功能 监控组态软件 2008年最新发展及趋势 1. 展开编 辑 本 段 特 点组 态 软 件 在 国 内 是 一 个 约 定 俗 成 的 概 念 ， 并 没 有 明 确 的 定 义 ， 它 可 以 理解 为 “组 态 式 监 控 软 件 ”。 “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

3、 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 ”。 “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 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

4、 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 。在 其 他 行 业 也 有 组 态 的 概 念 ， 如 AutoCAD， PhotoShop 等 。 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 。 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 。 工 控 组 态 软 件 也 提 供 了 编 程 手

5、段 ， 一般 都 是 内 置 编 译 系 统 ， 提 供 类 BASIC 语 言 ， 有 的 支 持 VB， 现 在 有 的 组 态 软件 甚 至 支 持 C#高 级 语 言 。 组 态 软 件 大 都 支 持 各 种 主 流 工 控 设 备 和 标 准 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 还 是 一 个 使 用 户 能 快 速 建 立 自 己 的HMI 的 软 件 工 具 或 开 发 环

6、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 使 用 户 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 。

7、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 监 控 组 态 软 件 将 会 不 断被 赋 予 新 的 内 容 。 编 辑 本 段 国 外 进 口 品 牌 组 态 软 件国 外 组 态 软 件 ： 1、 InTouch： Wonderware（ 万 维 公 司 ） 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 。 Won

8、derware 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 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

9、 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 ， 帮 助 用 户 降 低 成 本 ，提 高 效 率 并 增 强 其 盈 利 能 力 。 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. 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 ） 。 上 世 纪 90

10、 年 代 末 ，Intellution 公 司 重 新 开 发 内 核 ， 并 将 重 新 开 发 新 的 产 品 系 列 命 名 为iFiX。 在 iFiX 中 ， Intellution 提 供 了 强 大 的 组 态 功 能 ， 将 FIX 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 。 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

11、 序 。 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 。 2002 年 ， GE Fanuc 公 司 又 从 爱 默 生 集 团 手 中 ， 将 intellution 公 司 收购 。 2009 年 12 月 11 日 ， 通 用 电 气 公 司 （ 纽 约 证 券 交 易 所 ： GE） 和 FANUC

12、公 司 宣 布 ， 两 家 公 司 完 成 了 GE Fanuc 自 动 化 公 司 合 资 公 司 的 解 散 协 议 。 根据 该 协 议 ， 合 资 公 司 业 务 将 按 照 其 起 初 来 源 和 比 例 各 自 归 还 给 其 母 公 司 ， 该协 议 并 使 股 东 双 方 得 以 将 重 点 放 在 其 各 自 现 有 业 务 ， 谋 求 在 其 各 自 专 长 的 核心 业 内 的 发 展 。 目 前 ， iFIX 等 原 intellution 公 司 产 品 均 归 GE 智 能 平 台(GE-IP). 3、 Citech： 悉 雅 特 集 团 （ Citect） 是 世

13、 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 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

14、是 类 似 于 语 言 ， 这 无 疑 为 用 户进 行 二 次 开 发 增 加 了 难 度 。 4、 WinCC： 西 门 子 自 动 化 与 驱 动 集 团 (A监 控 组 态 软 件 与 仿 真 软件 间 通 过 高 速 数 据 接 口 联 为 一 体 ， 在 教 学 、 科 研 仿 真 应 用 中 应 用 越 来 越 广 泛 。电 网 系 统 信 息 化 建 设 。 电 力 自 动 化 是 监 控 组 态 软 件 的 一 个 重 要 应 用 领 域 ，电 力 是 国 家 的 基 础 行 业 ， 其 信 息 化 建 设 是 多 层 次 的 ， 由 此 决 定 了 对 组 态 软 件的 多

15、 层 次 需 求 。 智 能 建 筑 ： 物 业 管 理 的 主 要 需 求 是 能 源 管 理 （ 节 能 ） 和 安 全 管 理 ， 这 一管 理 模 式 要 求 建 筑 物 智 能 设 备 必 须 联 网 ， 首 先 有 效 地 解 决 信 息 孤 岛 问 题 ， 减少 人 力 消 耗 ， 提 高 应 急 反 应 速 度 和 设 备 预 期 寿 命 ， 智 能 建 筑 行 业 在 能 源 计 量 、变 配 电 、 安 防 &门 禁 、 消 防 系 统 系 统 联 入 IBMS 服 务 器 方 面 需 求 旺 盛 。 公 共 安 全 监 控 与 管 理 ： 公 共 安 全 的 隐 患 可

16、造 成 突 发 事 件 应 急 失 当 ， 容 易造 成 城 市 公 共 设 施 瘫 痪 、 人 员 群 死 群 伤 等 恶 性 灾 难 。 公 共 安 全 监 控 包 括 ： 人 防 （ 车 站 、 广 场 ） 等 市 政 工 程 有 毒 气 体 浓 度 监 控 及 火 灾 报 警 。 水 文 监 测 ： 包 括 水 位 、 雨 量 、 闸 位 、 大 坝 的 实 时 监 控 。 重 大 建 筑 物 （ 如 桥 梁 等 ） 健 康 状 态 监 控 ： 及 时 发 现 隐 患 ， 预 报 事 故 的 发生 。 机 房 动 力 环 境 监 控 ： 在 电 信 、 铁 路 、 银 行 、 证 券

17、、 海 关 等 行 业 以 及 国 家重 要 的 机 关 部 门 ， 计 算 机 服 务 器 的 正 常 工 作 是 业 务 和 行 政 正 常 进 行 的 必 要 条件 ， 因 此 存 放 计 算 机 服 务 器 的 机 房 重 地 已 经 成 为 监 控 的 重 点 ， 监 控 的 内 容 包括 ： UPS 工 作 参 数 及 状 态 、 电 池 组 的 工 作 参 数 及 状 态 、 空 调 机 组 的 运 行 状 态及 参 数 、 漏 水 监 测 、 发 电 机 组 监 测 、 环 境 温 湿 度 监 测 、 环 境 可 燃 气 体 浓 度监 测 、 门 禁 系 统 监 测 等 。 城

18、 市 危 险 源 实 时 监 测 ： 对 存 放 危 险 源 的 场 所 、 危 险 源 行 踪 的 监 测 。 避 免放 射 性 物 质 和 剧 毒 物 质 失 控 地 流 通 。 国 土 资 源 立 体 污 染 监 控 ： 对 土 壤 、 大 气 中 与 农 业 生 产 有 关 的 污 染 物 含 量进 行 实 时 监 测 ， 建 立 立 体 式 实 时 监 测 网 络 。 城 市 管 网 系 统 实 时 监 控 及 调 度 ： 包 括 供 水 管 网 、 燃 气 管 网 、 供 热 管 网 等的 监 控 。 三 、 与 组 态 软 件 密 切 相 关 情 况组 态 软 件 已 经 成 为

19、 工 业 自 动 化 系 统 的 必 要 组 成 部 分 ， 即 “基 本 单 元 ”或 “基 本 元 件 ”， 因 此 吸 引 了 大 型 自 动 化 公 司 纷 纷 投 资 开 发 自 有 知 识 产 权 的组 态 软 件 ， 以 期 依 靠 强 大 的 市 场 产 生 大 批 量 的 销 售 ， 从 中 获 取 利 润 。 目 前 在 国 内 外 市 场 占 有 率 较 高 的 监 控 组 态 软 件 分 别 是 GE Fanuc 的iFix、 Wonderware 的 Intouch、 西 门 子 WinCC、 Citech 等 。 中 国 大 陆 厂 商以 力 控 、 亚 控 等 为

20、 主 ， 除 此 外 尚 有 5-10 个 厂 商 从 事 监 控 组 态 软 件 业 务 。 在 国 内 市 场 上 ， 高 端 市 场 仍 被 国 外 产 品 垄 断 。 国 内 产 品 已 经 开 始 抢 占 一些 高 端 市 场 ， 并 且 所 占 比 例 在 逐 渐 增 长 。 (1) 组 态 软 件 产 品 本 身 的 变 化 作 为 通 用 型 工 具 软 件 ， 组 态 软 件 在 自 动 化 系 统 中 始 终 处 于 “承 上 启下 ”的 地 位 。 用 户 在 涉 及 工 业 信 息 化 的 项 目 中 ， 如 果 涉 及 到 实 时 数 据 采 集 ，首 先 会 考 虑

21、 试 用 组 态 软 件 。 正 因 如 此 ， 组 态 软 件 几 乎 应 用 于 所 有 的 工 业 信 息化 项 目 当 中 。 应 用 的 多 样 性 ， 给 组 态 软 件 的 性 能 指 标 、 使 用 方 式 、 接 口 方 式都 提 出 了 很 多 新 的 要 求 ， 也 存 在 一 些 挑 战 。 这 些 需 求 对 组 态 软 件 系 统 结 构 带来 的 冲 击 是 巨 大 的 ， 对 组 态 软 件 的 发 展 起 到 关 键 的 促 进 作 用 。 功 能 变 迁 ： 仍 以 人 机 界 面 为 主 ， 数 据 采 集 、 历 史 数 据 库 、 报 警 管 理 、

22、操作 日 志 管 理 、 权 限 管 理 、 数 据 通 讯 转 发 成 为 其 基 础 功 能 ； 功 能 组 件 呈 分 化 、集 成 化 、 功 能 细 分 的 发 展 趋 势 ， 以 适 应 不 同 行 业 、 不 同 用 户 层 次 的 多 方 面 需求 。 新 技 术 的 采 用 ： 组 态 软 件 的 IT 化 趋 势 明 显 ， 大 量 的 最 新 计 算 技 术 、 通讯 技 术 、 多 媒 体 技 术 被 用 来 提 高 其 性 能 ， 扩 充 其 功 能 。 注 重 效 率 ： 实 际 上 ， 有 的 “组 态 ”工 作 非 常 繁 琐 ， 用 户 希 望 通 过 模 板

23、 快速 生 成 自 己 的 项 目 应 用 。 图 形 模 板 、 数 据 库 模 板 、 设 备 模 板 可 以 让 用 户 以“复 制 ”方 式 快 速 生 成 目 标 程 序 。 组 态 软 件 注 重 数 据 处 理 能 力 和 数 据 吞 吐 能 力 的 提 高 ： 组 态 软 件 除 了 常 规的 实 时 数 据 通 讯 、 人 机 界 面 功 能 外 ， 1 万 点 以 上 的 实 时 数 据 历 史 存 储 与 检 索 、100 个 以 上 C/S 或 B/S 客 户 端 对 历 史 数 据 库 系 统 的 并 发 访 问 ， 对 组 态 软 件 的性 能 都 是 严 峻 的

24、考 验 。 随 着 应 用 深 度 的 提 高 ， 这 种 要 求 会 变 得 越 来 越 普 遍 。 与 控 制 系 统 硬 件 捆 绑 ： 组 态 软 件 与 自 动 控 制 设 备 实 现 无 缝 集 成 ， 为 硬 件“量 身 定 做 ”。 这 表 明 组 态 软 件 的 渗 透 能 力 逐 渐 加 强 ， 自 动 化 系 统 从 来 就 离不 开 软 件 的 支 持 ， 而 整 体 解 决 方 案 利 于 硬 件 产 品 的 销 售 ， 也 利 于 厂 商 控 制 销售 价 格 。 (2)组 态 软 件 其 他 应 用 环 境 的 变 化 造 成 组 态 软 件 需 求 增 长 的

25、另 外 一 个 原 因 是 ， 传 感 器 、 数 据 采 集 装 置 、控 制 器 的 智 能 化 程 度 越 来 越 高 ， 实 时 数 据 浏 览 和 管 理 的 需 求 日 益 高 涨 ， 有 的用 户 甚 至 要 求 在 自 己 的 办 公 室 里 监 督 定 货 的 制 造 过 程 。 类 似 OPC 这 样 的 组 织 的 出 现 ， 以 及 现 场 总 线 、 尤 其 是 工 业 以 太 网 的 快速 发 展 ， 大 大 简 化 了 异 种 设 备 间 互 连 、 开 发 I/O 设 备 驱 动 软 件 的 工 作 量 。I/O 驱 动 软 件 也 逐 渐 会 朝 标 准 化

26、的 方 向 发 展 。 通 过 近 十 年 的 发 展 ， 以 力 控 科 技 等 为 代 表 的 国 内 监 控 组 态 软 件 ， 在 技 术 、市 场 、 服 务 方 面 已 趋 于 成 熟 ， 形 成 了 比 较 雄 厚 的 市 场 和 技 术 积 累 ， 具 备 了 与国 外 对 手 抗 衡 的 本 钱 。 新 技 术 的 出 现 ， 会 淘 汰 一 批 墨 守 成 规 、 不 思 进 取 的 厂 商 。 那 些 以 用 户 需求 为 为 中 心 、 勇 于 创 新 ， 采 用 新 技 术 不 断 满 足 用 户 日 益 增 长 的 潜 在 需 求 的 厂商 会 逐 渐 在 市 场

27、上 取 得 主 动 ， 成 为 组 态 软 件 及 相 关 工 业 IT 产 品 市 场 的 主 导者 。 发 展 潜 力 ： 虽 然 组 态 软 件 的 市 场 潜 力 巨 大 ， 但 是 要 想 得 到 这 个 市 场 却 并非 容 易 。 一 方 面 ， 用 户 对 组 态 软 件 的 要 求 越 来 越 高 ， 用 户 的 应 用 水 平 也 在 同步 提 高 ， 相 应 地 对 软 件 的 品 质 要 求 也 越 来 越 高 ； 另 一 方 面 ， 组 态 软 件 厂 商 应该 前 瞻 性 地 研 发 具 有 潜 在 需 求 的 新 功 能 、 新 产 品 。 因 此 市 场 巨 大

28、 并 不 代 表 所有 从 事 组 态 软 件 开 发 的 厂 商 都 有 均 等 的 机 会 ， 机 会 永 远 属 于 少 数 优 秀 厂 商 。 1.2 为 适 应 新 需 求 未 来 监 控 组 态 软 件 的 分 布 式 体 系 结 构 前 面 已 经 介 绍 ， 监 控 组 态 软 件 的 规 模 都 在 100 万 行 以 上 ， 这 样 庞 大 的软 件 系 统 在 结 构 设 计 上 必 须 采 用 分 布 式 结 构 。 分 布 式 系 统 并 不 是 监 控 组 态 软件 的 专 利 ， 目 前 很 多 大 型 软 件 系 统 都 是 分 布 式 系 统 。 在 组 态

29、软 件 中 ， 重 新 提 起 “分 布 式 ”这 个 老 话 题 是 必 要 的 ， 因 为 规 模 大于 5000 点 的 应 用 几 乎 离 不 开 分 布 式 应 用 的 需 求 。 还 需 要 强 调 ， 不 是 因 为 组态 软 件 缺 少 分 布 式 结 构 的 产 品 ， 而 是 缺 少 真 正 经 得 起 分 布 式 应 用 考 验 的 产 品 。1.3 目 前 国 内 监 控 组 态 软 件 产 业 发 展 中 存 在 的 问 题 软 件 是 自 动 化 系 统 的 核 心 与 灵 魂 ， 组 态 软 件 又 具 有 很 高 的 渗 透 能 力 和 产业 关 联 度 。 不

30、 管 从 横 向 还 是 纵 向 看 ， 一 个 自 动 化 系 统 中 ， 组 态 软 件 日 益 渗 透到 每 个 角 落 ， 占 据 越 来 越 多 的 份 额 。 组 态 软 件 越 来 越 多 地 体 现 着 自 动 化 系 统的 价 值 。 虽 然 软 件 是 自 动 化 系 统 的 核 心 与 灵 魂 ， 但 是 组 态 软 件 还 远 未 承 担 起 这 一角 色 。 组 态 软 件 的 内 涵 和 外 延 在 不 断 变 化 ， 其 在 自 动 化 系 统 中 所 扮 演 的 角 色会 逐 渐 接 近 这 一 标 准 。 所 以 ， 在 自 动 化 系 统 中 国 内 监 控

31、 组 态 软 件 厂 商 承 载 着 民 族 工 业 自 动 化 产业 的 未 来 希 望 与 核 心 竞 争 力 。 监 控 组 态 软 件 厂 商 要 想 承 担 起 这 样 的 重 任 ， 必须 在 上 图 所 示 各 个 层 次 的 软 件 上 拥 有 自 己 的 核 心 竞 争 能 力 ， 确 立 在 市 场 上 的足 够 发 言 权 和 主 动 地 位 。 中 国 的 华 为 公 司 为 我 们 树 立 了 榜 样 ， 只 要 在 后 续技 术 创 新 、 延 长 软 件 产 品 线 上 能 够 满 足 用 户 日 益 增 长 的 各 种 需 求 ， 并 保 持 原创 性 创 新 的 长 盛 不 衰 ， 中 国 的 工 业 自 动 化 软 件 产 业 也 一 定 会 创 造 出 工 业 IT界 的 华 为 奇 迹