关于工业监控组态软件特点及发展分析

组态软件，又称组态监控软件系统软件。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。

    组态软件特点：

    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(SupervisoryControl)”，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。

    组态软件产生背景：

    “组态”的概念是伴随着集散型控制系统(DistributedControlSystem简称DCS)的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术不断发展和应用的过程中，PC(包括工控机)相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在：PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已经成熟；由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本；PC的软件资源和硬件资丰富，软件之间的互操作性强；基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。

    工业监控组态软件的产生和发展

    “组态”的概念是伴随着集散型控制系统DCS的出现，才被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。由于每一套DCS都是比较通用的控制系统，可以应用到很多的领域中，为了使用户在不需要编写代码的情况下便可生成适合自己需求的应用系统，每个DCS厂商在DCS中都预装了系统软件和应用软件。而其中的应用软件，实际上就是组态软件，但一直没有人给出明确的定义，只是将使用这种应用软件设计生成目标应用系统的过程称为"组态"或"做组态"。

    组态的概念最早来自英文Configuration，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到让计算机或软件按照预先设置自动执行特定任务、满足用户要求的目的。监控组态软件是面向监控与数据采集(SCADA)的软件平台工具，具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。监控组态软件最早出现时，HMI或MMI是其主要内涵，即主要解决人机图形界面问题。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通信及联网、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。随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。

世界上第一个把组态软件作为商品进行开发、销售的专业软件公司是美国的Wonderware公司，它于20世纪80年代末率先推出第一个商品化监控组态软件Intouch。此后监控组态软件在全球得到了蓬勃发展，伴随着信息化社会的到来，监控组态软件在社会信息化进程中将扮演越来越重要的角色，每年的市场增幅都比较大，未来的发展前景十分看好。监控组态软件是伴随着计算机技术的突飞猛进发展起来的。

    20世纪60年代虽然计算机开始涉足工业过程控制，但由于计算机技术人员缺乏工厂仪表和工业过程的知识，导致计算机工业过程系统在各行业的推广速率比较缓慢。20世纪70年代初期，微处理器的出现，促进了计算机控制走向成熟。首先，微处理器在提高计算能力的基础上，大大降低了计算机的硬件成本，缩小了计算机体积，很多从事控制仪表和原来一直就从事工业控制计算机的公司先后推出了新型控制系统。这一历史时期较有代表性的就是1975年美国Honeywell公司推出的世界上第一套DCSDC-2000。

    随后的20年间，DCS及其计算机控制技术日趋成熟，得到了广泛应用。此时的DCS己具有较丰富的软件，包括计算机系统软件(操作系统)、组态软件、控制软件、操作站软件、其他辅助软件〈如通信软件)等。这一阶段虽然DCS技术、市场发展迅速，但软件仍是专用和封闭的。除了在功能上不断加强外，软件成本一直居高不下，造成DCS在中小型项目上的单位成本过高，使一些中小型应用项目不得不放弃使用DCSo。

    20世纪80年代中后期，随着个人计算机的普及和开放系统(OpenSystem)概念的推广，基于个人计算机的监控系统开始进入市场，并发展壮大。组态软件作为个人计算机监控系统的重要组成部分，比PC监控的硬件系统具有更为广阔的发展空间。这是因为，第一，很多DCS和PLC厂家主动公开通信协议，加入"PC监控"的阵营。

    目前，几乎所有的PLC和一半以上的DCS都使用PC作为操作站。第二，由于PC监控大大降低了系统成本，使得市场空间得到扩大，从无人值守的远程监视(如防盗报警、江河汛情监视、环境监控、电信线路监控、交通管制与监控、矿井报警等)、数据采集与计量(如居民水电气表的自动抄表、铁道信号采集与记录等)、数据分析(如汽车府L车自动测试、机组f设备参数测试、医疗化验仪器设备实时数据采集、虚拟仪器、生产线产品质量抽检等)到过程控制，几乎无处不用。第三，各类智能仪表、调节器和基于PC的设备可与组态软件构筑完整的低成本自动化系统，具有广阔的市场空间。第四，各类嵌入式系统和现场总线的异军突起，把组态软件推到了自动化系统主力军的位置，组态软件越来越成为工业自动化系统中的灵魂。

    组态软件的中国史

    组态软件产品大约在20世纪80年代中期在国外出现，在中国也已有将近10年的历史。但组态软件在中国确确实实经历了一段相当困难的时期。一开始，人们对此产品处于不认识、不了解阶段，项目中没有组态软件预算。另一方面，由于早期进口的组态软件价格都偏高，一般的中国用户在观念和承受能力上还较难接受，客观上制约了这个市场的发展。

    组态软件市场在中国开始有较快的增长大约始于1995年底至1996年。国产化的组态软件产品也正在成为市场上的一支主力军，近年来比较出名的产品有组态王、世纪星、MCGS、力控等等，市场占有率越来越大。国外专业软件公司的组态软件产品目前占据着一部分中国市场，主要产品包括:美国Wonderware公司的InTouch、美国Intellution公司的FIX、澳大利亚C汀公司的Citech等等。

    近年来一些国外著名硬件或系统厂商也推出了日趋成熟的组态软件产品，如美国GE公司的Cimplicity、美国AB公司(Rockwell自动化〉的RSView、德国西门子公司的WinCC等。这些组态软件，已一改过去仅为其本身硬件配套的OEM形式或面孔，通过大力加强对其他硬件产品的驱动支持和软件内部的各种功能，而发展成为专业化的通用组态软件。