工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控組態(tài)軟件系統(tǒng)詳述

　2 監(jiān)控組態(tài)軟件系統(tǒng)

　　2.1 組態(tài)軟件的主要功能

　　“監(jiān)控”是對(duì)被控過程的監(jiān)視與控制，從工業(yè)自動(dòng)化控制角度一般將監(jiān)控軟件稱為工業(yè)組態(tài)軟件或組態(tài)控制軟件。自20世紀(jì)80年代初期誕生至今，組態(tài)軟件已有20年的發(fā)展歷史。應(yīng)該說組態(tài)軟件作為一種應(yīng)用軟件，是隨著PC機(jī)的興起而不斷發(fā)展的。80年代的組態(tài)軟件，像Onspec、Paragon 500、早期的FIX等都運(yùn)行在DOS環(huán)境下，圖形界面的功能不是很強(qiáng)。自1987年Wonderware公司開發(fā)出第一套基于微軟的Windows下的工業(yè)及過程自動(dòng)化領(lǐng)域的人機(jī)視窗界面組態(tài)軟件InTouch以來，以Intouch為代表的人機(jī)界面軟件開創(chuàng)了Windows下運(yùn)行工控軟件的先河，并隨作計(jì)算機(jī)硬軟件技術(shù)的高速發(fā)展，使基于PC及其兼容機(jī)的組態(tài)軟件的不管是功能和還是其性能都有了質(zhì)的飛躍和提高。目前的InTouch作為一種典型的工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件，具有良好的實(shí)時(shí)性，更具有高性能的圖形界面功能，因而Wonderware公司也因此稱InTouch為過程可視化軟件，這樣命名也似乎更為確切。監(jiān)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）的軟件平臺(tái)工具，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時(shí)，HMI（Human Machine Interface）或MMI（Man Machine Interface）是其主要內(nèi)涵，即主要解決人機(jī)交互圖形界面問題。組態(tài)軟件系統(tǒng)包含有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)庫(kù)接口、對(duì)I/O設(shè)備的驅(qū)動(dòng)等內(nèi)容。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件不斷地被賦予新的內(nèi)容，在社會(huì)信息化進(jìn)程中將扮演越來越重要的角色，未來的發(fā)展前景十分看好。組態(tài)軟件有以下主要功能。

　?。?） 采用圖形化編輯設(shè)計(jì)技巧

　　編程人員可采用拼圖、搭積木和簡(jiǎn)單連線的方式構(gòu)建人機(jī)交互界面。組態(tài)軟件包含有設(shè)計(jì)開發(fā)圖庫(kù)，如各種模擬儀表、電動(dòng)機(jī)、控制按鈕等。編程人員也可以利用基本繪圖工具自行設(shè)計(jì)圖庫(kù)和對(duì)象圖元。在操作和監(jiān)控的人機(jī)界面上，用相應(yīng)于這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、檢測(cè)裝置和控制器的圖元，代表和指示真實(shí)對(duì)象，就得到了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的模擬圖面。從而，通過對(duì)模擬現(xiàn)場(chǎng)圖面上相應(yīng)于對(duì)象的圖元進(jìn)行操作，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制器等的操作和管理。這是組態(tài)軟件的最大優(yōu)點(diǎn)之一，它使編程和操作非常直觀，易于讓具有不同知識(shí)背景和水平的人員都能接受。由上述分析可以看出，評(píng)價(jià)一種組態(tài)軟件。優(yōu)劣水平的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)是：該種軟件的設(shè)計(jì)圖庫(kù)的大小和豐富性以及圖庫(kù)中圖元的直觀代表性。

　?。?） 對(duì)實(shí)際監(jiān)控對(duì)象實(shí)現(xiàn)狀態(tài)遷移管理

　　組態(tài)軟件應(yīng)用動(dòng)畫連接技術(shù)，將描述現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象的圖元與一定的參數(shù)或函數(shù)聯(lián)系起來，形成映射關(guān)系。編程或操作人員通過對(duì)這些參數(shù)或函數(shù)的編程和處理，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，參數(shù)的傳遞是通過組態(tài)計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的輸入和輸出通道完成的，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制，即狀態(tài)管理。狀態(tài)遷移的內(nèi)容包括對(duì)象運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)置、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障報(bào)警顯示等。從應(yīng)用角度看，對(duì)象參數(shù)的編輯和處理是被屏蔽的，用戶對(duì)監(jiān)控界面上的圖元進(jìn)行激勵(lì)（如通過計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖元），也就是對(duì)該圖元所對(duì)應(yīng)的對(duì)象參數(shù)進(jìn)行激勵(lì)和設(shè)定，該對(duì)象參數(shù)依照編程預(yù)定的運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行改變或重定，并影響其它圖元的對(duì)象參數(shù)同步改變，其結(jié)果是變化了的那些差數(shù)引起對(duì)應(yīng)的圖元發(fā)生變化或激發(fā)其它一些圖象信息到人機(jī)界面上，使用戶知道操作結(jié)果，從而確定下一步的操作，這樣就完成了人機(jī)交互。從設(shè)計(jì)開發(fā)角度看，對(duì)象參數(shù)的編輯和處理是透明的，隨時(shí)可以根據(jù)控制要求更改參數(shù)和運(yùn)算規(guī)律，而且這種更改可以在人機(jī)監(jiān)控界面上進(jìn)行，如將人機(jī)監(jiān)控界面設(shè)置為開發(fā)環(huán)境，通過計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)雙擊圖元，就可以進(jìn)入對(duì)象參數(shù)對(duì)話框進(jìn)行編輯和修改。由此可以看出，組態(tài)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控和管理不僅繼承了傳統(tǒng)的匯編或高級(jí)語言控制結(jié)構(gòu)，而且極大地?cái)U(kuò)展了編程直觀性，這是用戶和編程人員都非常樂于接受的。