几种组态软件的比较

       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。

      组态软件简介

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

点有（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。

       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。

       最早开发的通用组态软件是DOS环境下的组态软件，其特点是具有简单的人机界面（MMI）、图库、绘图工具箱等基本功能。随着Windows的广泛应用，Windows环境下的组态软件成为主流。与DOS环境下的组态软件成为主流。与DOS环境下的组态软件相比，其最突出的特点是图形功能有了很大的增强。国外许多优秀通用组态软件是在英文状态下开发的，它具有应用时间长、用户界面不理想、不支持或不免费支持国内普遍使用的硬件设备、组态软件本身费用和组态软件培训费用高昂等因素，这些也正是国内通用组态软件在国内不能广泛应用的原因。随着国内计算机水平和工业自动化程度的不断提高，通用组态软件的市场需求日益增大。近年来，一些技术力量雄厚的高科技公司相继开发出了适合国内使用的通用组态软件。

    几种常用组态软件介绍

      ·InTouch

       InTouch HMI 为用户提供了今天的HMI 和监控应用所需的能力和通用性。 Wonderware 在研究与开发中进行了大量投入，保证为用户提供新型的、强大的、创新的产品。 其结果是：各种公司可以把他们的精力集中于业务的运转方面，而工程师可以利用最新的软件技术。

      InTouch 软件适合于部署在独立机械中、在分布式的服务器/ 客户机体系结构中、在利用FactorySuite 工业应用服务器的应用中，也可以作为使用终端业务的瘦客户机应用。 InTouch 还是实现了微软公司的"支持WindowsXP" 认证的第一个HMI 产品，可以从工作站、个人数字助理(PDA)和浏览器观看显示内容。

    ·MCGS

       MCGS(Monitor and Control Generated System)是由北京昆仑通态自动化软件公司开发的一套基于Windows平台，用

于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。

       MCGS5.5通用版是北京昆仑通态数十位软件开发精英，历时整整一年时间，辛勤耕耘的结晶，MCGS5.5通用版无论在界面的友好性、内部功能的强大性、系统的可扩充性、用户的使用性以及设计理念上都有一个质的飞跃，是国内组态软件行业划时代的产品，必将带领国内的组态软件上一个新的台阶。MCGS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。

      ·iFIX

       GE Fanuc的iFIX软件来全面监控和分布管理全厂范围的生产数据。在包括冶金、电力、石油化工、制药、生物技术、包装、食品饮料、石油天然气等各种工业应用当中，iFIX 独树一帜地集强大功能、安全性、通用性和易用性于一身，使之成为任何生产环境下全面的HMI/SCADA解决方案。 利用iFIX各种领先的专利技术，可以

帮助企业制定出更快、更有效的商业及生产决策，以使企业具有更强的竞争力。FIX和IFIX是GE Fanuc先后推出的两个组态软件，技术纯熟，应用广泛。

      ·WinCC

      WinCC运行于个人计算机环境，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。它为操作者提供了图文并茂、形象直观的操作环境，不仅缩短了软件设计周期，而且提高了工作效率。WinCC，这一运行于Microsoft Windows 2000和XP下的Windows控制中心，已发展成为欧洲市场中的领导者，乃至业界遵循的标准。如果你想使设备和机器最优化运行，如果你想最大程度地提高工厂的可用性和生产效率，WinCC当是上乘之选。

      ·EcHmi

       EcHmi(Easy Control Human-Machine Interaction )是一个通用的工控软件人机介面组态软件。作者十多年从事工控行业软件的开发。EcHmi从HMI入手，从2001年的1.0版开始，到目前的9.5版，历经6年时间，通过不断的应用、改进，逐渐完善为一个全功能的工控组态软件，和国内外的同类软件相比有着独有的特点，比如动态模板，子图同步更新。EcHmi包含：EcMake开发环境、EcView运行系统、实时库、历史库、WEB系统5部分 。

       ·组态王

       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。

       组态软件的应用

       组态一词来源于英文单词Configuration，“组态软件”作为一个专业术语，到目前为止，并没有一个统一的定义。从组态软件的内涵上说组态软件是指在软件领域内，操作人员根据应用对象及控制任务的要求，配置(包括对象的定义、制作和编辑，对象状态特征属性参数的设定等)用户应用软件的过程，也就是把组态软件视为“应用程序生成器”。从应用角度讲组态软件是完成系统硬件与软件沟通、建立现场与监控层沟通的人机界面的软件平台，它的应用领域不仅仅局限于工业自动化领域。而工业控制领域是组态软件应用的重要阵地，伴随着集散型控制系统DCS (Distributed Control System)的出现组态软件已引入工业控制系统。在工业过程控制系统中存在着两大类可变因素：一是操作人员需求的变化；二是被控对象状态的变化及被控对象所用硬件的变化。而组态软件正是在保持软件平台执行代码不变的基础上通过改变软件配置信息(包括图形文件、硬件配置文件、实时数据库等)，适应两大不同系统对两大因素的要求，构

建新的监控系统的平台软件。以这种方式构建系统既提高了系统的成套速度，又保证了系统软件的成熟性和可靠性，使用起来方便灵活，而且便于修改和维护。

       组态软件的发展趋势

       很多新的技术将不断地被应用到组态软件当中，组态软件装机总量的提高会促进在某些专业领域专用版软件的诞生，市场被自动地细分了。为此，一种称为“软总线”的技术将被广泛采用。在这种体系结构下，应用软件以中间件或插件的方式被“安装”在总线上，并支持热插拔和即插即用。这样做的优点是：所有插件遵从统一标准，插件的专用性强，每个插件开发人员之间不需要协调，一个插件出现故障不会影响其他插件的运行。XML技术将被组态软件厂商善加利用，来改变现有的体系结构，它的推广也将改变现有组态软件的某些使用模式，满足更为灵活的应用需求。

       组态软件行一般称为通用组态软件。“通用”一词表示它可以适合各种应用领域。不同的应用领域虽然存在许多

共性的东西，但是行业的差异是客观存在的。差异表现在画面的组织形式，组成部件，构建逻辑。如果让组态软件能够包罗万象来适应各行各业，那么呈现给用户的软件将过于复杂，最终会使得组态软件本身的友好性太差，失去其存在的意义。如前所述，运行时动态生成的元素是在组态环境下生成的。行业工程师可以在组态环境下构建其应用领域所需模件，然后让专业技术人员运用自己熟知的构件在运行时搭建自己的应用。这样就使组态软件形成三级应用模式：软件工程师－行业工程师－专业技术人员。软件工程师注重的是给行业工程师提供灵活的手段，行业工程师构件行业模件，专业技术人员构件最终的应用。这才会使组态软件深入到行业，这也正式组态软件未来发展之道。

       组态软件的开发步骤

      如何就具体的工程应用在组态软件中进行完整、严密的开发，使组态软件能够正常工作。下面列出了典型的组态步骤：

     1、将所有I/O点的参数收集齐全，并填写表格，以备在监控组态软件和PLC上组态时使用。

     2、搞清楚所使用的I/O设备的生产商、种类、型号、使用的通信接口类型，采用的通信协议，以便在定义I/O设备时做出准确选择。

     3、将所有I/O点的I/O标识收集齐全，并填写表格，I/O标识是唯一地确定一个I/O点的关键字，组态软件通过向I/O设备发出I/O标识来请求其对应的数据。在大多数情况下I/O标识是I/O点的地址或位号名称。

     4、根据工艺过程绘制、设计画面结构和画面草图。

     5、按照第一步统计出的表格，建立实时数据库，正确组态各种变量参数。

     6、根据第一步和第二步的统计结果，在实时数据库中建立实时数据库变量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接。

     7、根据第四步的画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面（主要是绘图）。

     8、将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定动画属性和幅度。

     9、视用户需求，制作历史趋势，报警显示，以及开发报表系统。之后，还需加上安全权限设置。

     10、对组态内容进行分段和总体调试，视调试情况对软件进行相应修改。

      11、将全部内容调试完成以后，对上位软件进行最后完善（如：加上开机自动打开监控画面，禁止从监控画面推出等），让系统投入正式（或试）运行。

    结束语

       目前的组态软件均产生于过程工业自动化，很多功能没有考虑其他应用领域的需求。例如：化验分析（色谱仪、红外仪等，包括在线分析）、虚拟仪器（例如LabView的口号是The Software is the Instrument）、测试（如测井、机械性能试验、碰撞试验等的数据记录与回放等）、信号处理（如记录和显示轮船的航行数据：雷达信号、GPS数据、舵角、风

速等）。这些领域大量地使用实时数据处理软件，而且需要人机界面，但是由于现有组态软件为这些应用领域考虑得太少，不能充分满足系统的要求，因而目前这些领域仍然是专用软件占统治地位。随着计算机技术的飞速发展，组态软件应该更多地总结这些领域的需求，设计出符合应用要求的开发工具，更好地满足这些行业对软件的需求，进一步减少这些行业在自动测试、数据分析方面的软件成本，提高系统的开放程度。