學(xué)習(xí)系統(tǒng)組態(tài)的必備知識(shí)點(diǎn)資料合集概述

“組態(tài)(Configure)”的含義是“配置”、“設(shè)定”、“設(shè)置”等意思，是指用戶通過(guò)類似“搭積木”的簡(jiǎn)單方式來(lái)完成自己所需要的軟件功能，而不需要編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序，也就是所謂的“組態(tài)”，簡(jiǎn)單地說(shuō)，組態(tài)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自動(dòng)化過(guò)程和裝備的監(jiān)視和控制。

在組態(tài)軟件中，通過(guò)組態(tài)生成的一個(gè)目標(biāo)應(yīng)用項(xiàng)目在計(jì)算機(jī)硬盤中占據(jù)惟一的物理空間（邏輯空間），可以用惟一的一個(gè)名稱來(lái)標(biāo)識(shí)，就被稱為一個(gè)應(yīng)用程序。在同一計(jì)算機(jī)中可以存儲(chǔ)多個(gè)應(yīng)用程序，組態(tài)軟件通過(guò)應(yīng)用程序的名稱來(lái)訪問(wèn)其組態(tài)內(nèi)容，打開(kāi)其組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行修改或?qū)⑵鋺?yīng)用程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。

組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分有多種標(biāo)準(zhǔn)，這里以使用軟件的工作階段和軟件體系的成員構(gòu)成兩種標(biāo)準(zhǔn)討論其體系結(jié)構(gòu)。

以使用軟件的工作階段劃分，也可以說(shuō)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(gòu)成的：

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師為實(shí)施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進(jìn)行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。通過(guò)建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)，供系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境由若干個(gè)組態(tài)程序組成，如圖形界面組態(tài)程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)程序等。

系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，目標(biāo)應(yīng)用程序被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境由若干個(gè)運(yùn)行程序組成，如圖形界面運(yùn)行程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行程序等。組態(tài)軟件支持在線組態(tài)技術(shù)，即在不退出系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的情況下可以直接進(jìn)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(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師最先接觸的一定是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試，最終將目標(biāo)應(yīng)用程序在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境投入實(shí)時(shí)運(yùn)行，完成一個(gè)工程項(xiàng)目。

按照成員構(gòu)成劃分，組態(tài)軟件因?yàn)槠涔δ軓?qiáng)大，而每個(gè)功能相對(duì)來(lái)說(shuō)又具有一定的獨(dú)立性，因此其組成形式是一個(gè)集成軟件平臺(tái)，由若干程序組件構(gòu)成。

其中，應(yīng)用程序管理器是提供應(yīng)用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應(yīng)用等功能的專用管理工具。在自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師應(yīng)用組態(tài)軟件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到下面一些煩惱：經(jīng)常要進(jìn)行組態(tài)數(shù)據(jù)的備份；經(jīng)常需要引用以往成功應(yīng)用項(xiàng)目中的部分組態(tài)成果（如畫(huà)面）；經(jīng)常需要迅速了解計(jì)算機(jī)中保存了哪些應(yīng)用項(xiàng)目。雖然這些要求可以用手工方式實(shí)現(xiàn)，但效率低下、極易出錯(cuò)。有了應(yīng)用程序管理器的支持，這些操作將變得非常簡(jiǎn)單。

圖形界面開(kāi)發(fā)程序是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師為實(shí)施其控制方案，在圖形編輯工具的支持下進(jìn)行圖形系統(tǒng)生成工作所依賴的開(kāi)發(fā)環(huán)境。通過(guò)建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)，供圖形運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。

圖形界面運(yùn)行程序在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)被圖形界面運(yùn)行程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序有的組態(tài)軟件只在圖形開(kāi)發(fā)環(huán)境中增加了簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理功能，因而不具備完整的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。目前比較先進(jìn)的組態(tài)軟件（如力控?等）都有獨(dú)立的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組件，以提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，增強(qiáng)處理能力。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序是建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的組態(tài)工具，可以定義實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)來(lái)源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)類型及相關(guān)的各種參數(shù)。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，目標(biāo)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)被實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)。歷史數(shù)據(jù)的查詢、檢索、報(bào)警的管理都是在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序中完成的。

I/O驅(qū)動(dòng)程序是組態(tài)軟件中必不可少的組成部分，用于和I/O設(shè)備通訊，互相交換數(shù)據(jù)，DDE和OPC Client是兩個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)I/O驅(qū)動(dòng)程序，用來(lái)和支持DDE標(biāo)準(zhǔn)和OPC標(biāo)準(zhǔn)的I/O設(shè)備通訊。多數(shù)組態(tài)軟件的DDE驅(qū)動(dòng)程序被整合在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)或圖形系統(tǒng)中，而OPC Client則多數(shù)單獨(dú)存在。

擴(kuò)展可選組件包括：通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）組態(tài)程序、通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）運(yùn)行程序、策略（控制方案）編輯組態(tài)程序、策略運(yùn)行程序、實(shí)用通訊程序組件。

通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口組件用來(lái)完成組態(tài)軟件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與通用數(shù)據(jù)庫(kù)（如Oracle、Sybase、Foxpro、DB2、Infomix、SQL Server等）的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換，通用數(shù)據(jù)庫(kù)既可以讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可以讀取歷史數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)也可以從通用數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)地讀入數(shù)據(jù)。通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）組態(tài)環(huán)境用于指定要交換的通用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、字段名稱及屬性、時(shí)間區(qū)段、采樣周期、字段與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系等。

通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）運(yùn)行程序?yàn)橐呀M態(tài)的通用數(shù)據(jù)庫(kù)連接被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，按照預(yù)先指定的采樣周期，對(duì)規(guī)定時(shí)間區(qū)段按照組態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)建立起通用數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)間的數(shù)據(jù)連接。

策略編輯/生成組件是以PC為中心實(shí)現(xiàn)低成本監(jiān)控的核心軟件，具有很強(qiáng)的邏輯、算術(shù)運(yùn)算能力和豐富的控制算法。策略編輯/生成組件以IEC-1131-3標(biāo)準(zhǔn)為使用者提供標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境，共有4種編程方式：梯形圖、結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言、指令助記符、模塊化功能塊。使用者一般都習(xí)慣于使用模塊化功能塊，根據(jù)控制方案進(jìn)行組態(tài)，結(jié)束后系統(tǒng)將保存組態(tài)內(nèi)容并對(duì)組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行語(yǔ)法檢查、編譯。編譯生成的目標(biāo)策略代碼即可以與圖形界面同在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，也可以下裝（Download）到目標(biāo)設(shè)備（如PC/104、Windows CE系統(tǒng)等PC-Based設(shè)備）上運(yùn)行。

組態(tài)的策略目標(biāo)系統(tǒng)被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)，同時(shí)完成與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)交換。

實(shí)用通訊程序極大地增強(qiáng)了組態(tài)軟件的功能，可以實(shí)現(xiàn)與第三方程序的數(shù)據(jù)交換，是組態(tài)軟件價(jià)值的主要表現(xiàn)之一。通訊實(shí)用程序具有以下功能：

①可以實(shí)現(xiàn)操作站的雙機(jī)冗余熱備用；

②實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)和傳送；

③通訊實(shí)用程序可以使用以太網(wǎng)、RS485、RS232、PSTN等多種通訊介質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)其功能。實(shí)用通訊程序組件可以劃分為Server和Client兩種類型，Server是數(shù)據(jù)提供方，Client是數(shù)據(jù)訪問(wèn)方，一旦Server和Client建立起了連接，二者間就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。

常用系統(tǒng)組態(tài)工具有十二種：InTouch、iFix、Citech、WinCC、組態(tài)王、Controx（開(kāi)物）、ForceControl（力控）、Cimplicity、RSView Supervisory Edition、NI Lookout、Wizcon、MCGS。

InTouch：Wonderware的InTouch軟件是最早進(jìn)入我國(guó)的組態(tài)軟件。在80年代末、90年代初，基于Windows3.1的InTouch軟件曾讓我們耳目一新，并且InTouch提供了豐富的圖庫(kù)。但是，早期的InTouch軟件采用ＤＤＥ方式與驅(qū)動(dòng)程序通信，性能較差，最新的InTouch7.0版已經(jīng)完全基于32位的Windows平臺(tái)，并且提供了OPC支持。

iFix：Intellution公司以Fix組態(tài)軟件起家，1995年被愛(ài)默生收購(gòu)，現(xiàn)在是愛(ài)默生集團(tuán)的全資子公司，F(xiàn)ix6.ｘ軟件提供工控人員熟悉的概念和操作界面，并提供完備的驅(qū)動(dòng)程序（需單獨(dú)購(gòu)買）。Intellution將自己最新的產(chǎn)品系列命名為iFiX，在iFiX中，Intellution提供了強(qiáng)大的組態(tài)功能，但新版本與以往的6.ｘ版本并不完全兼容。原有的Script語(yǔ)言改為VBA（VisualBasicForApplication），并且在內(nèi)部集成了微軟的VBA開(kāi)發(fā)環(huán)境。遺憾的是，Intellution并沒(méi)有提供6.1版腳本語(yǔ)言到VBA的轉(zhuǎn)換工具。在iFiX中，Intellution的產(chǎn)品與Microsoft的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了緊密的集成。Intellution也是OPC（OLEforProcessControl）組織的發(fā)起成員之一。iFiX的OPC組件和驅(qū)動(dòng)程序同樣需要單獨(dú)購(gòu)買。

Citech：CiT公司的Citech也是較早進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的產(chǎn)品。Citech具有簡(jiǎn)潔的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序員，而不是工控用戶。Citech提供了類似Ｃ語(yǔ)言的腳本語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，但與iFix不同的是，Citech的腳本語(yǔ)言并非是面向?qū)ο蟮?，而是類似于Ｃ語(yǔ)言，這無(wú)疑為用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)增加了難度。

WinCC：Simens的WinCC也是一套完備的組態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境，Simens提供類Ｃ語(yǔ)言的腳本，包括一個(gè)調(diào)試環(huán)境。WinCC內(nèi)嵌OPC支持，并可對(duì)分布式系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。但WinCC的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，使用前最好經(jīng)過(guò)Simens的培訓(xùn)以掌握WinCC的應(yīng)用。

組態(tài)王：組態(tài)王是國(guó)內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)公司（更早的品牌多數(shù)已經(jīng)湮滅）。組態(tài)王提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語(yǔ)言支持。組態(tài)王也提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序。

Controx（開(kāi)物）：華富計(jì)算機(jī)公司的Controx2000是全32位的組態(tài)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為工控用戶提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、報(bào)警、數(shù)據(jù)報(bào)表及報(bào)告功能。作為國(guó)內(nèi)最早加入OPC組織的軟件開(kāi)發(fā)商，Controx內(nèi)建OPC支持，并提供數(shù)十種高性能驅(qū)動(dòng)程序。提供面向?qū)ο蟮哪_本語(yǔ)言編譯器，支持ActiveX組件和插件的即插即用，并支持通過(guò)ODBC連接外部數(shù)據(jù)庫(kù)。Controx同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)支持和WevServer功能。

ForceControl（力控）：大慶三維公司的ForceControl（力控）從時(shí)間概念上來(lái)說(shuō)，力控也是國(guó)內(nèi)較早就已經(jīng)出現(xiàn)的組態(tài)軟件之一。只是因?yàn)樵缙诹匾恢睕](méi)有作為正式商品廣泛推廣，所以并不為大多數(shù)人所知。大約在93年左右，力控就已形成了第一個(gè)版本，只是那時(shí)還是一個(gè)基于DOS和VMS的版本。后來(lái)隨著Windows3.1的流行，又開(kāi)發(fā)出了16位Windows版的力控。但直至Windows95版本的力控誕生之前，他主要用于公司內(nèi)部的一些項(xiàng)目。32位下的1.0版的力控，在體系結(jié)構(gòu)上就已經(jīng)具備了較為明顯的先進(jìn)性，其最大的特征之一就是其基于真正意義的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的三層結(jié)構(gòu)，而且其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)可為可組態(tài)的活結(jié)構(gòu)。在1999~2000年期間，力控得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，最新推出的2.0版在功能的豐富特性、易用性、開(kāi)放性和I/O驅(qū)動(dòng)數(shù)量，都得到了很大的提高。在很多環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上，力控都能從國(guó)內(nèi)用戶的角度出發(fā)，即注重實(shí)用性，又不失大軟件的規(guī)范。另外，公司在產(chǎn)品的培訓(xùn)、用戶技術(shù)支持等方面投入了較大人力，相信在較短時(shí)間內(nèi)，力控軟件產(chǎn)品將在工控軟件界形成巨大的沖擊。

GE的Cimplicity。

RSView Supervisory Edition是羅克韋爾自動(dòng)化發(fā)布的，基于Windows2000操作系統(tǒng)的人機(jī)界面軟件，它用于監(jiān)視，控制并獲得全企業(yè)內(nèi)所有的生產(chǎn)操作的數(shù)據(jù)。

NI Lookout是市場(chǎng)上最為易用的工控組態(tài)軟件！運(yùn)用Lookout，可以很方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)過(guò)程的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。Lookout支持?jǐn)?shù)十種PLC的通信協(xié)議，比如Modbus，AB和Siemens等等。Lookout同樣支持OPC通信。Lookout還可以同NI的硬件產(chǎn)品FieldPoint無(wú)縫集成。文件較大，僅適合寬。

Wizcon是一個(gè)先進(jìn)的SCADA應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具，系統(tǒng)集成商運(yùn)用它可以建立各種工業(yè)領(lǐng)域的高級(jí)應(yīng)用。Wizcon的十分便捷的圖形用戶接口，出眾的HMI功能，Internet訪問(wèn)，由淺入深的開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及全廠范圍的集成能力等特點(diǎn)使它成為工廠自動(dòng)化最通用的SCADA系統(tǒng)，Wizcon使得企業(yè)內(nèi)部底層和其他部門建立聯(lián)系，操作人員的工廠管理者都可以看到各種數(shù)據(jù)。管理人員可以在辦公室用熟悉的操作環(huán)境和查詢工具獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。實(shí)際上，作為一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng),Wizcon允許用戶將不同的硬件和軟件結(jié)合在一起構(gòu)成完整的自動(dòng)化解決方案以保護(hù)現(xiàn)有投資，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。

MCGS(Monitor and Control Generated System)是組態(tài)軟件是通態(tài)軟件公司開(kāi)發(fā)的，一套基于Windows平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運(yùn)行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000等操作系統(tǒng)。

組態(tài)軟件的優(yōu)點(diǎn)是延續(xù)性和可擴(kuò)充性，封裝性（易學(xué)易用），通用性。

延續(xù)性和可擴(kuò)充性：用通用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級(jí)。

封裝性（易學(xué)易用）：通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來(lái)，對(duì)于用戶，不需掌握太多的編程語(yǔ)言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能。

通用性：每個(gè)用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的I/O Driver、開(kāi)放式的數(shù)據(jù)庫(kù)和畫(huà)面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫(huà)效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。

總之，組態(tài)軟件是有專業(yè)性的。一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用。組態(tài)形成的數(shù)據(jù)只有其制造工具或其他專用工具才能識(shí)別。工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實(shí)時(shí)監(jiān)控的。組態(tài)工具的解釋引擎，要根據(jù)這些組態(tài)結(jié)果實(shí)時(shí)運(yùn)行。從表面上看，組態(tài)工具的運(yùn)行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。