開源SCADA軟件也亟需標準化

FUXA——基于Web的過程可視化軟件

這是一款開源軟件

有感興趣的讀者可以去了解，也可以去下載軟件進行實際操練驗證其性能。然而我本文的目的并不是要推薦此軟件，甚至，這個軟件我也并沒有下載安裝和具體了解。而只是借此機會表達些我對各類SCADA軟件的看法。

除了傳統(tǒng)上如WINCC, INTOUCH, IFIX等大公司推出的專業(yè)的SCADA軟件之外，工控行業(yè)還有許許多多類似的小型的SCADA軟件。通常是個人一己之力開發(fā)的，以小巧靈活著稱。

比起大公司動輒幾百人的研發(fā)團隊，這種個人開發(fā)的小而美的軟件功能上自然會有較大的差距。所以必然會走向開源路線，含義即為，軟件都免費給你用了，源碼也白給你了，功能不足的地方，每個使用者自己想辦法做二次開發(fā)吧！

所以，我都不需要去研究的，就知道他們能做到的標準化的水平，離我的期望還很遠，離整個行業(yè)未來所需要的標準化的架構(gòu)還很遠。

我理想中的SCADA的標準化是啥樣子的呢？簡單說要像PCS7或者BST以及LBP例子一樣，已經(jīng)實現(xiàn)了基本設(shè)備類型的模板定義和操控功能。

工業(yè)領(lǐng)域， 基本的設(shè)備類型其實只是數(shù)量有限的那么幾種，電機，閥，模擬量等。把這些基本類型的接口定義規(guī)范好了， 做成標準模板，然后就可以無限重復(fù)去使用了。遇到相似類型的更復(fù)雜的設(shè)備類型，還可以在其基礎(chǔ)上去繼承擴展。

有的人單單從我這里泛泛地描述，會認為這功能很簡單，沒有什么價值。然而事實上，整個工控行業(yè)，除了西門子做過上述提到的幾個例子之外， 很少有公司做出過這樣的示范架構(gòu)。

而這個模板架構(gòu)是非常有意義的。在沒有這個模板的情況下，所有人都吭哧吭哧從最基礎(chǔ)的每一個畫面元素和基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)類型開始搭建通訊和數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示和控制，相當于全行業(yè)的人都在最低級的起步階段重復(fù)造輪子。

而有了這個模板架構(gòu)，大多數(shù)的人可以直接使用這套模板作為模塊元件，快速搭建自己的系統(tǒng)。而即便有少數(shù)行業(yè)少數(shù)人群，對這套現(xiàn)成的架構(gòu)界面布局數(shù)據(jù)接口等不滿意，要另起爐灶自己重做，也至少有一個技術(shù)上可以參考的路線。比自己完全從頭去趟路子要容易的多。

近些年新興起的一些國際標準和協(xié)議，如PLCOPEN , OPC UA,PACKML等，都對數(shù)據(jù)類型進行了擴展，支持更復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，加入了對對象、方法、事件等面向?qū)ο蠡驹氐闹С?。所以作為SCADA軟件，到目前還僅僅停留在簡單數(shù)據(jù)類型，或者頂多支持數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是遠遠不夠的。

就如我們在十幾年前開始入手學習WINCC和PLC的時候，放了大量精力在研究各種畫面技巧，變量組合和拆位的技巧，畫面窗口管理等技能。然而，當發(fā)現(xiàn)了有官方現(xiàn)成的模版架構(gòu)后，原來積累的技能素材等便迅速棄用了。轉(zhuǎn)而研究和學習使用這些模塊化的定制好的功能實現(xiàn)方法。

我在編著《西門子WINCC從入門到精通》的書的時候， 前面的章節(jié)簡單介紹了基本用法，建議作為了解懂得其基本用法，甚至演示的用法也只是找來的現(xiàn)成的用法從中拆分解讀。而到書的最后環(huán)節(jié)，則重點推薦了官方例程架構(gòu)，引導(dǎo)讀者在掌握基本概念基礎(chǔ)上去重點學習掌握官方例程。

因為這套標準化的模板架構(gòu)主要是要和PLC中的結(jié)構(gòu)對接的。所以原書中并沒有展開講解。反而在后一本《PLC標準化原理與方法》中，除了講解PLC程序功能塊的部分，還花了大量的筆墨分析解讀了模板例程在上位方面的功能實現(xiàn)。

其實是補上了第一本書中此部分欠缺的缺口。

西門子后來新出的LBP例程則內(nèi)容更豐富些，除了包含了傳統(tǒng)的WINCC的界面， 還包含了TIA PORTAL下的觸摸屏和手機端的功能演示，而且畫面比BST的畫面更精美。

那么我們做的煙臺方法的項目，只要樂意，均可以隨時切換到LBP的架構(gòu)來，PLC程序的底層模塊使用LBP的PLC程序塊，然后上位的HMI和SCADA則可以直接套用LBP的界面。當然， 如果要做到PLC程序不更改，而只換HMI界面，也是可以做到的。然而需要對比兩側(cè)的控制字狀態(tài)字的定義，做出相應(yīng)的修改調(diào)整。

有一定的工作量，但都是目標可控的，相比起用其它的HMI或者SCADA來說還是幸福的。

西門子HMI/SCADA之外的絕大部分品牌的HMI和SCADA，則都沒有這樣的幸運了。你想要標準化的設(shè)計，全部需要從頭做輪子做起。那些開發(fā)HMI和SCADA軟件的工程師，通常對標準化的定義是能做到數(shù)據(jù)類型兼容的級別就到頭了。不會再有額外的精力封裝到設(shè)備的層級。

當然，這也不能全怪他們。畢竟，單純站在SCADA的角度，下位的PLC并沒有一個約定俗成的協(xié)議來約定這些設(shè)備級別的數(shù)據(jù)接口，要他們憑空捏造一個也不現(xiàn)實。而他們往往是純粹的只做軟件的軟件工程師，對下位的PLC并沒有多少話語權(quán)，也沒多少興趣去建立接口規(guī)范。

所以，我現(xiàn)在提出來一個目標，即不僅僅本文所提及的這個SCADA軟件FUXA，而是包括它在內(nèi)的所有HMI/SCADA，還有各種編程語言直接生成的程序架構(gòu)，都應(yīng)該有一個實現(xiàn)這種標準化應(yīng)用的框架模板，然后未來整個行業(yè)都可以從中獲益，而不是每個做項目的工程師都從一個數(shù)據(jù)框，一個按鈕開關(guān)，一個指示燈開始做輪子。

當然， 這個目標不是為我自己的。我沒那么多工程項目應(yīng)用，也沒有那么多花樣的上位配置需求。所以，總體來說，還是為整個行業(yè)描繪的藍圖。這個目標的實現(xiàn)更為久遠。倒不是它們的實現(xiàn)難度有多大，而是工控行業(yè)長久以來的習慣，大多數(shù)人都還停留在以自己做輪子為榮的階段。不太習慣使用別人做好的現(xiàn)成的成果，而情愿自己吃點苦全都親力親為從頭做。當然理由也很充分，比如行業(yè)特點不同，客戶要求不一樣，以及對別人的審美標準看不慣等等。

所以，我估計的是，我提出這樣的倡議可能又太超前了，支持的人數(shù)不會太多。比如去年2022年，我用了幾乎一整年的時間推廣C#編程中的PCHMI.DLL的封裝方法，并希望在其基礎(chǔ)上做成上述的標準化架構(gòu)。由此我還掏腰包找人給開發(fā)了一套這樣的程序架構(gòu)。但我自己經(jīng)驗?zāi)芰τ邢?，對這套程序還沒吃透，沒有能力優(yōu)化改造到能簡單移植，模塊式組裝就實現(xiàn)做項目的目標。所以現(xiàn)在還在想辦法再改進。而將來即便真的做好了， 能有多少人需要，能賣出多少，還都未必。我都擔心，我的投入有可能又打水漂了。

所以， 對這次的FUXA以及其它更多的HMI/SCADA軟件， 比如PYQT, OPENSCADA, SCADASHARP以及LABVIEW, IFIX，MCGS等，我就不再做這種提前的投入啦！

除非有足夠多的人感興趣，我可以來牽頭咱們一起組團去找人開發(fā)定制專門的標準化架構(gòu)模板。定制完成后每個參與成員除了可以直接使用之外，如果將來可以形成產(chǎn)品二次銷售，大家也可以一起分享收益。

所以有感興趣的讀者，可以對上述列舉出的以及未列舉出的各種觸摸屏軟件、SCADA軟件、高級語言上位機開發(fā)，提出你的需求，我們整理收集足夠多的團員，制定好規(guī)則后，以統(tǒng)一的需求聯(lián)系開發(fā)能力的軟件工程師實現(xiàn)我們的訴求。

同時，有能力做出上述各種軟件架構(gòu)的同行，也歡迎與我聯(lián)系。比如你如果現(xiàn)在如果手里已經(jīng)有接近于成熟的架構(gòu)，或者具備這些方面的開發(fā)能力， 也有足夠時間精力的話，可以先行一步做起來。等市場有需求的時候，就可以順勢提供滿足需求了。對我們的具體要求不清楚的地方，我可以給予解釋。根據(jù)需要，將來也可能出一個具體的書面需求。

審核編輯：劉清