组态软件该怎样学习

1、组态软件该怎样学习 .txt52 每个人都一条抛物线， 天赋决定其开口， 而最高点则需后天的努 力。 没有秋日落叶的飘零， 何来新春绿芽的饿明丽？只有懂得失去， 才会重新拥有。 组 态软件该怎样学习浅谈人机界面设计由于受传统观念的影响，很长一段时间里，人机界面一直不为软件开发人员所重视，认为这 纯粹是为了取悦用户而进行的低级活动，没有任何实用价值。评价一个应用软件质量高低的 唯一标准，就是看它是否具有强大的功能，能否顺利帮助用户完成他们的任务。近年来，随 着计算机硬件技术的迅猛发展，计算机的存储容量、运行速度和可靠性等技术性能指标有了 显著的提高，计算机硬件的生产成本却大幅度下跌，个人计算机日

2、益普及。新一代的计算机 用户，在应用软件的可操作性以及软件操作的舒适性等方面对应用软件提出了更高的要求除 期望所用的软件拥有强大的功能外， 更期望应用软件能尽可能的为他们提供一个轻松、 愉快、 感觉良好的操作环境。这表明，人机界面的质量已成为一个大问题，友好的人机界面设计已 经成为应用软件开发的一个重要组成部分。1 人机界面的风格分析这里所指的人机界面的风格，是指计算机系统的用户界面上控制输入的方法，大致经过了四 代的演变：1.1 命令语言：在图形显示、鼠标、高速工作站等技术出现之前，现实可行的界面方式只能 是命令和询问方式，通信完全以正文形式并通过用户命令和用户对系统询问的响应来完成。 这种

3、方式使用灵活，便于用户发挥其创造性，对熟练的用户有很高的工作效率，但对一般用 户来说要求高，易出错，不友善并难于学习，它的错误处理能力也较弱。1.2 菜单选项：这种方式与命令行方式相比不易出错，可以大大缩短用户的培训时间，减少 用户的击键次数，可以使用对话管理工具，错误处理能力有了显著提高。但使用起来仍然乏 味，可能出现菜单层次过多及菜单选项复杂的情形，必须逐级进行选择，不能一步到位，导 致交互速度显得太慢。1.3 面向窗口的点选界面此类界面亦称WIMP 界面，即窗口 (Windows) 、图标 (Icons) 、菜单(Menus) 、指示器 (PointingDevice) 四位一体，形成桌

4、面 (Desktop) 。这种方式能同时显示不 同种类的信息，使用户可在几个工作环境中切换而不丢失几个工作之间的联系，用户可通过 下拉式菜单方便执行控制型和对话型任务，引入图标、按钮和滚动杆技术，大大减少键盘输 入，对不精于打字的用户无疑提高了交互效率。1.4 自然语言使用自然语言与应用软件进行通信，把第三代界面技术与超文本、多任务概念 结合起来，使用户可同时执行多个任务 (以用户的观点 ) 。随着文字、图形、语音的识别与输术技术的进一步发展，多媒体技术在人机界面开发领域内 的进一步发展，自然语言风格的人机界面将得以迅速的发展，最终走向实用化。2 人机界面的设计原则 人机界面设计的好坏与设计者

5、的经验有直接有关系，有些原则对几乎所有良好的人机界面的 设计都是适用的，一般地可从可交互性、信息、显示、数据输入等方面考虑：原则 1：在同一用户界面中，所有的菜单选择、命令输入、数据显示和其他功能应保持风格 的一致性。风格一致的人机界面会给人一种简洁、和谐的美感。原则2：对所有可能造成损害的动作，坚持要求用户确认， 例如提问“你肯定 , ?”等，对大多数动作应允许恢复 （UNDO）， 对用户出错采取宽容的态度。原则3：用户界面应能对用户的决定做出及时的响应，提高对话、移动和思考的效率，最大可能的减少击键次数，缩短鼠标移动距离，避免使用户产生无 所适从的感觉。原则 4：人机界面应该提供上下文敏感

6、的求助系统，让用户及时获得帮助， 尽量用简短的动词和动词短语提示命令。原则5：合理划分并高效使用显示屏。仅显示与上下文有关的信息，允许用户对可视环境进行维护：如放大、缩小图像；用窗口分隔不同种类 的信息，只显示有意义的出错信息，避免因数据过于费解造成用户烦恼。原则6：保证信息显示方式与数据输入方式的协调一致，尽量减少用户输入的动作，隐藏当前状态下不可选用 的命令，允许用户自选输入方式，能够删除无现实意义的输入，允许用户控制交互过程。上述原则都是进行人机界面设计应遵循的最基本的原则，除此之外还有许多设计原则应当考 虑，比如如何正确的使用颜色等。3 人机界面设计的过程人机界面的设计过程可分为以下几

7、个步骤：3.1 创建系统功能的外部模型设计模型主要是考虑软件的数据结构、 总体结构和过程性描述， 界面设计一般只作为附属品，只有对用户的情况 （ 包括年龄、性别、心理情况、文化程度、个 性、种族背景等 ）有所了解， 才能设计出有效的用户界面； 根据终端用户对未来系统的假想 （简 称系统假想 ）设计用户模型，最终使之与系统实现后得到的系统映象（ 系统的外部特征 ）相吻合，用户才能对系统感到满意并能有效的使用它；建立用户模型时要充分考虑系统假想给出 的信息，系统映象必须准确地反映系统的语法和语义信息。总之，只有了解用户、了解任务 才能设计出好的人机界面。3.2 确定为完成此系统功能人和计算机应分别

8、完成的任务任务分析有两种途径。一种是从实际出发，通过对原有处于手工或半手工状态下的应用系统 的剖析，将其映射为在人机界面上执行的一组类似的任务；另一种是通过研究系统的需求规 格说明，导出一组与用户模型和系统假想相协调的用户任务。逐步求精和面向对象分析等技术同样适用于任务分析。逐步求精技术可把任务不断划分为子 任务，直至对每个任务的要求都十分清楚；而采用面向对象分析技术可识别出与应用有关的 所有客观的对象以及与对象关联的动作。3.3 考虑界面设计中的典型问题 设计任何一个机界面，一般必须考虑系统响应时间、用户求助机制、错误信息处理和命令方式四个方面。系统响应时间过长是交互式系统中用户抱怨最多的问

9、题，除了响应时间的绝对 长短外，用户对不同命令在响应时间上的差别亦很在意，若过于悬殊用户将难以接受；用户 求助机制宜采用集成式， 避免叠加式系统导致用户求助某项指南而不得不浏览大量无关信息； 错误和警告信息必须选用用户明了、含义准确的术语描述，同时还应尽可能提供一些有关错 误恢复的建议。此外，显示出错信息时，若再辅以听觉(铃声)、视觉 (专用颜色 )刺激，则效果更佳；命令方式最好是菜单与键盘命令并存，供用户选用。3.4借助CASE工具构造界面原型， 并真正实现设计模型软件模型一旦确定，即可构造一个软件原形， 此时仅有用户界面部分， 此原形交用户评审， 根据反馈意见修改后再交给用户评审， 直至与

10、用户模型和系统假想一致为止。一般可借助 于用户界面工具箱 (Userinterfacetoolkits) 或用户界面开发系统 (Userinterfacedevelopmentsystems) 提供的 现成的模块或对象创建各种界面基本成分的工作。4 人机界面设计的评价怎样评价一个人机界面设计质量的优劣，目前还没有一个统一的标准。一般地，评价可以从 以下几个主要方面进行考虑： (1) 用户对人机界面的满意程度； (2) 人机界面的标准化程度；(3) 人机界面的适应性和协调性； (4) 人机界面的应用条件； (5) 人机界面的性能价格比。目前人们习惯于用 “界面友好性” 这一抽象概念来评价一个人机

11、界面的好坏， 但“但面友好” 与“界面不友好”恐怕无人能定一个确切的界线，一般认为一个友好的人机界应该至少具备 以下特征： (1) 操作简单， 易学， 易掌握； (2) 界面美观， 操作舒适； (3) 快速反应， 响应合理；(4) 用语通俗，语义一致。需指出，一个用户界面设计质量的优劣，最终还得由用户来判定，因为软件是供用户使 用的，软件的使用者才是最有发言权的人。如何提高wiNcCa态效率组态软件的出现使我们不需要专门的编程开发人员就可以根据自己的控制对象和任务，任意 组态，构建出完整的自动化控制工程。随着工业自动化程度和计算机技术的不断发展，组态 软件的应用也越来越广泛。西门子的 Winc

12、c 就是其中较具代表性的产品，它为用户提供了简 便、直观的操作界面，包含大量组态工具，在和西门子的PLC联合实现工业过程动态可视化、 数据采集和管理、过程监控和报警、报表等功能上都有其独特的优势。Wincc 不仅提供众多强大的功能， 同时还为我们准备很多工具和方法来提高我们组态的效率。 下面我们就从组态的第一件事：规划变量，开始了解这些方法。1 结构变量首先我们要避免直接取 DI、M等PLC区域的数据。这样的做法会导致，如果PLC方面信号有调整，组态变量的地址势必也要调整。使用一个DB (数据块)作为 Wince获取变量的中介就可以避免上述情况。这样在较大的项目中可以保证组态开发人员和PLC编

13、程人员同时工作，不必考虑地址的问题，最后按照规划好标签和地址的关系，PLC程序只要将数据赋到 DB或从DB取数据连接到自己的变量就可以了。这个数据块起到隔离的作用，也好比电气柜中的端子排。其次也尽量不要建立单个的布尔型变量，应为Wince和PLC通讯时，一个布尔变量也占用一个字节，不如把相关的布尔量组合在一个字节内，建立一个变量。例如对于设备的状态可以 做一个 Stat 的字节变量：在以上讨论的两点的基础上，就可以结合结构变量来大大提高建立标签的效率了。我们可以 把某类设备相关的所有控制变量、过程变量定义在一个结构中。在定义结构变量的同时各个 成员变量的相对地址就已经定义好了，因此在生成实际变

14、量时只要指定首地址即可。一个好 的结构定义，可以减少十几倍的工作量。定义成员变量时可以根据需要指定其为内部变量， 还是外部变量，十分灵活。下面是一个针对 PI 调节器的结构变量的例子：需要指出的一点是，在规划结构变量时要考虑周全，一旦需要改变结构必须删除所有该结构 变量的实例才可以修改。修改完毕，变量要重新建立。2 画面模板 建立好结构变量，它在实际组态画面的时候有那些优势呢？那就来看看画面模板是如何利用 结构变量的。在连注工艺中要对每一流的扇形段进行流量调节， 是否要为每个调节阀画一个 PI 调节器呢？ 不必，我们可以利用 Wincc 提供的画面模板功能。我们在需要使用弹出窗口时，都会应用一

15、 个画面窗口对象(picture windows)，这个对象有一个属性：标签前缀( tag prefix )，这个 属性为我们制作画面模板提供了便利。由于画面模板中所引用的所有变量都需要有共同的前缀，所以在定义变量及命名时要做全盘 的考虑。最常见的方法是将模板中的变量定义到一个结构变量中，这样生成实例时所有变量 就有共同的前缀了。例如，对于足辊段的调节器定义一个属于PID_C (结构)类型的变量 F_Flow。就会自动生成如下变量：F_Flow.MAN_ONF_Flow.RANGEF_Flow.PIF_Flow.TIF_Flow.MANF_Flow.MV_INF_Flow.SP_INTF_Fl

16、ow.PV_IN.SP_INT.PV_IN.MV_IN.MAN.MAN_ON.RANGE.PI.TI在对模板编程时只要引用成员变量名即可。如设定值(SP)的I/O域属性输出值(outputvalue )连接到“.SP_INT”(注意分隔符“.”)。在调用模板时只要设定其标签前缀属性(tag prefix )：SetTagPrefix(lpszPictureName, ” OP_Box” , ” F_Flow” );其中” OP_BoX'为画面窗口对象(picture windows )的名称。有时结构已经定义好，又需要在模板中加入一个不在结构中的变量，也不必修改结构。如上例，增加一个微

17、分调节时间，只要定义变量F_Flow_DI，引用时用如下格式：” _DI”。因此在使用模板时对变量的命名也是十分重要的，用好了可以事半功倍。3 变量替换Wincc 为一个画面元素的动态化提供了多种途径：变量、动态对话框、动作脚本。如果我们 用变量和动态对话框来实现控制任务时，可以利用变量提换工具快速更改引用的变量，使相 同的组态应用到不通的对象上。对于脚本就不那么简单了。在Wince 5.0之后的版本中，当我们编辑一个C动作的时候会发现脚本编辑器中会自动生成如下代码：/ WINCC:TAGNAME_SECTION_START / syntax: #define TagNameInAction

18、"DMTagName"/ next TagID : 1 / WINCC:TAGNAME_SECTION_END/ WINCC:PICNAME_SECTION_START/ syntax: #define PicNameInAction "PictureName" / next PicID : 1/ WINCC:PICNAME_SECTION_END其实这就是 Wincc 为我们提供的提提换变量而特意准备的。例如我们有四个活套。对于 1 号 活套当检测到有钢时由 “ 01L.Spare_1 ”变量触发变换颜色显示； 当活套起套时由 “01L.Stat ”

19、变量触发改变活套 Y轴位置显示。其他活套仅仅是将“01L”用“ 02L”、“03L”、“04L”替换。通常的方法是先写好 1 号活套，复制成四个，再逐一修改脚本和触发条件中的变量。但如果 我们在脚本中不直接使用变量，而采用下面的形式定义：/ WINCC:TAGNAME_SECTION_START#define GetStell "01L.Spare_1"#define LoopUp "01L.Stat "/ WINCC:TAGNAME_SECTION_END就可以顺利完成变量的提换了。应用时先选中需要编辑的对象，如2#活套，再选择菜单“编辑”“链接”“标

20、签连接”进行变量替换，如下图所示。否则这种方法只能替换触发条 件中的变量，而不能替换脚本中的变量。查找和替换4 项目函数 有时编辑一些对象时会发现其脚本程序非常类似，这时最好将这些脚本程序写成项目函数， 在需要时调用。例如，为用颜色来反映设备运行状态，就可以编写SetColorStatus 函数：#include "apdefap.h" long SetColorStatusMill(int status)switch (status)case 1: / readyreturn(CO_OFF);case 2: / Oncase 3: / 1+2 not reset read

21、y return(CO_ON); /enablecase 8: / Run 1case 16: / Run 2case 9: / 1+8 MCCcase 10: / 2+8 Convert reset readycase 11: / 1+2+8 Convert not reset readycase 17: / 1+16 MCCcase 18: / 2+16 Convert reset readycase 19: / 1+2+16 Convert not reset ready return(CO_RUN);case 32: /Fault case 34:return(CO_ALARM);de

22、fault:return(CO_NOT_READY);这个函数在应用的时候要指定一个表示状态的标签(这个标签要按照表一所示的变量来规 划)，比如编辑对象颜色属性( background color )的脚本：return SetColorStatus(“ Mill_Status ” );就可以根据设备当前的状态显示不通的颜色了。使用组态软件的一般步骤如何就具体的工程应用在组态软件中进行完整、严密的组态，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。 这里给出 2 个参考格式(分别对应模拟量和开关量信号

23、) ，见表 1、表 2。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

24、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、对组态内容进行分段和总体调试。10、系统投入运行。组态软件的发展和趋势1. 组态软件产生的背景"组态”的概念是伴随着集散型控制系统（Distributed Control System 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。在工业控制技术的不断发展和应用 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

25、，各种相关技术已臻成熟；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。组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是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。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且 通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI （人机接口软件，HumanMachine

26、In terface ）的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往 往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件 的出现，把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的 应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA通讯及联网、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

27、赋予新的内容。2. 组态软件在我国的发展及国内外主要产品介绍组态软件产品于 80年代初出现， 并在 80年代末期进入我国。 但在 90 年代中期之前， 组 态软件在我国的应用并不普及。究其原因，大致有以下几点： 国内用户还缺乏对组态软件的认识，项目中没有组态软件的预算，或宁愿投入人力物力针 对具体项目做长周期的繁冗的上位机的编程开发，而不采用组态软件； 在很长时间里，国内用户的软件意识还不强，面对价格不菲的进口软件（早期的组态软件 多为国外厂家开发） ，很少有用户愿意去购买正版。 当时国内的工业自动化和信息技术应用的水平还不高，组态软件提供了对大规模应用、大 量数据进行采集、监控、处理并可以将

28、处理的结果生成管理所需的数据，这些需求并未完全 形成。随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，人们逐渐 意识到原有的上位机编程的开发方式。对项目来说是费时费力、得不偿失的，同时，MIS（管理信息系统， Man ageme nt In formation System）和 CIMS（计算机集成制造系统，ComputerIn tegrated Manu facturi ng System）的大量应用，要求工业现场为企业的生产、经营、决策 提供更详细和深入的数据， 以便优化企业生产经营中的各个环节。 因此， 在 1995 年以后， 组 态软件在国内的应用逐渐得到了普及。下

29、面就对几种组态软件分别进行介绍。 In Touch : Won derware的In Touch软件是最早进入我国的组态软件。在80年代末、90年代初，基于 Windows3.1 的 InTouch 软件曾让我们耳目一新，并且 InTouch 提供了丰富的图库。但是，早期的In Touch软件采用DDE方式与驱动程序通信，性能较差，最新的In Touch7.0版已经完全基于 32位的Windows平台，并且提供了 OPC支持。 Fix : Intellution公司以Fix组态软件起家，1995年被爱默生收购，现在是爱默生集团的全资子公司，Fix6. x软件提供工控人员熟悉的概念和操作界面，

30、并提供完备的驱动程序（需单独购买）。 Intellution 将自己最新的产品系列命名为 iFiX ，在 iFiX 中， Intellution提供了强大的组态功能，但新版本与以往的6. x版本并不完全兼容。原有的 Script语言改为VBA （Visual Basic For Application ），并且在内部集成了微软的VBA开发环境。遗憾的是，Intellution 并没有提供6.1版脚本语言到VBA的转换工具。在iFiX中，Intellution的产品与 Microsoft 的操作系统、网络进行了紧密的集成。 Intellution 也是 OP（COLEfor Process Co

31、ntrol ）组织的发起成员之一。iFiX的OPC组件和驱动程序同样需要单独购买。 Citech : CiT公司的Citech也是较早进入中国市场的产品。Citech具有简洁的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序员，而不是工控用户。Citech提供了类似C语言的脚本语言进行二次开发，但与iFix不同的是，Citech的脚本语言并非是面向对象的，而是类似于C语言，这无疑为用户进行二次开发增加了难度。 Win CC Sime ns的WinCC也是一套完备的组态开发环境，Sime ns提供类C语言的脚本，包括一个调试环境。 WinCC内嵌OPC支持，并可对分布式系统进行组态。但WinCC的结构较复

32、杂，用户最好经过 Sime ns的培训以掌握WinCC的应用。 组态王：组态王是国内第一家较有影响的组态软件开发公司（更早的品牌多数已经湮灭）。组态王提供了资源管理器式的操作主界面，并且提供了以汉字作为关键字的脚本语言支持。 组态王也提供多种硬件驱动程序。 Controx （开物）：华富计算机公司的 Controx2000是全32位的组态开发平台， 为工控用户提供了强大的实时曲线、历史曲线、报警、数据报表及报告功能。作为国内最早加入OPC组织的软件开发商，Controx内建OPC支持，并提供数十种高性能驱动程序。提供面向对象的脚本语言编译器，支持 ActiveX组件和插件的即插即用，并支持通过

33、ODBC!接外部数据库。Controx 同时提供网络支持和 WevServer 功能。 ForceControl（力控）：大庆三维公司的 ForceControl （力控）从时间概念上来说，力控也是国内较早就已经出现的组态软件之一。只是因为早期力控一直没有作为正式商品广泛推广， 所以并不为大多数人所知。 大约在 93年左右， 力控就已形成了第一个版本， 只是那时还 是一个基于 DOS和VMS的版本。后来随着 Windows3.1的流行，又开发出了16位Windows版的力控。但直至 Windows95 版本的力控诞生之前，他主要用于公司内部的一些项目。32 位下的 1.0 版的力控，在体系结构

34、上就已经具备了较为明显的先进性，其最大的特征之一就是其 基于真正意义的分布式实时数据库的三层结构， 而且其实时数据库结构可为可组态的活结构。在 19992000 年期间，力控得到了长足的发展，最新推出的 2.0 版在功能的丰富特性、易用 性、开放性和 I/O 驱动数量，都得到了很大的提高。在很多环节的设计上，力控都能从国内 用户的角度出发，即注重实用性，又不失大软件的规范。另外，公司在产品的培训、用户技 术支持等方面投入了较大人力，相信在较短时间内，力控软件产品将在工控软件界形成巨大 的冲击。其他常见的组态软件还有GE 的 Cimplicity , Rockwell 的 RsView, NI

35、的 LookOut, PCSoft的Wizcon以及国内一些组态软件通态软件公司的MCGS也都各有特色。3. 组态软件的功能特点发展方向 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。3.1 数据采集的方式 大多数组态软件提供多种数据采

36、集程序，用户可以进行配置。然而，在这种情况下，驱动程序只能由组态软件开发商提供，或者由用户按照某种组态软件的接口规范编写，这为用 户提出了过高的要求。 由OPC基金组织提出的 OPC规范基于微软的 OLE/DCOM技术，提供了在 分布式系统下，软件组件交互和共享数据的完整的解决方案。在支持OPC勺系统中，数据的提供者作为服务器（ Server ），数据请求者作为客户（ Client ），服务器和客户之间通过 DCOM 接口进行通信，而无需知道对方内部实现的细节。由于COM技术是在二进制代码级实现的，所以服务器和客户可以由不同的厂商提供。在实际应用中，作为服务器的数据采集程序往往 由硬件设备制造

37、商随硬件提供，可以发挥硬件的全部效能，而作为客户的组态软件可以通过 OPC与各厂家的驱动程序无缝连接，故从根本上解决了以前采用专用格式驱动程序总是滞后 于硬件更新的问题。同时，组态软件同样可以作为服务器为其他的应用系统（如MIS等）提供数据。OPC现在已经得到了包括In terllutio n、Sime ns、GE ABB等国外知名厂商的支持。随着支持OPC的组态软件和硬件设备的普及，使用OPC进行数据采集必将成为组态中更合理的选择。3.2 脚本的功能 脚本语言是扩充组态系统功能的重要手段。因此，大多数组态软件提供了脚本语言的支持。具体的实现方式可分为三种：一是内置的类C/Basic语言；二是

38、采用微软的 VBA的编程语言；三是有少数组态软件采用面向对象的脚本语言。类C/Basic 语言要求用户使用类似高级语言的语句书写脚本，使用系统提供的函数调用组合完成各种系统功能。应该指明的是， 多数采用这种方式的国内组态软件，对脚本的支持并不完善，许多组态软件只提供IF ,THEN ELSE的语句结构，不提供循环控制语句，为书写脚本程序带来了一定的困难。微软的 VBA是一种相对完备的开发环境，采用VBA的组态软件通常使用微软的VBA环境和组件技术，把组态系统中的对象以组件方式实现，使用VBA 的程序对这些对象进行访问。由于VisualBasic 是解释执行的，所以 VBA程序的一些语法错误可能

39、到执行时才能发现。而面向 对象的脚本语言提供了对象访问机制，对系统中的对象可以通过其属性和方法进行访问，比 较容易学习、掌握和扩展，但实现比较复杂。3.3 组态环境的可扩展性 可扩展性为用户提供了在不改变原有系统的情况下，向系统内增加新功能的能力，这种增加的功能可能来自于组态软件开发商、第三方软件提供商或用户自身。增加功能最常用的 手段是 ActiveX 组件的应用，目前还只有少数组态软件能提供完备的 ActiveX 组件引入功能 及实现引入对象在脚本语言中的访问。3.4 组态软件的开放性 随着管理信息系统和计算机集成制造系统的普及，生产现场数据的应用已经不仅仅局限于数据采集和监控。在生产制造

40、过程中，需要现场的大量数据进行流程分析和过程控制，以 实现对生产流程的调整和优化。现有的组态软件对大部分这些方面需求还只能以报表的形式 提供，或者通过ODBC各数据导出到外部数据库，以供其他的业务系统调用，在绝大多数情况下，仍然需要进行再开发才能实现。随着生产决策活动对信息需求的增加，可以预见，组态 软件与管理信息系统或领导信息系统的集成必将更加紧密，并很可能以实现数据分析与决策 功能的模块形式在组态软件中出现。3.5 对 Internet 的支持程度现代企业的生产已经趋向国际化、 分布式的生产方式。 Internet 将是实现分布式生产的 基础。 组态软件能否从原有的局域网运行方式跨越到支持

41、 Internet ，是摆在所有组态软件开 发商面前的一个重要课题。 限于国内目前的网络基础设施和工业控制应用的程度， 笔者认为， 在较长时间内， 以浏览器方式通过 Internet 对工业现场的监控， 将会在大部分应用中停留于 监视阶段，而实际控制功能的完成应该通过更稳定的技术，如专用的远程客户端、由专业开 发商提供的 ActiveX 控件或 Java 技术实现。3.6 组态软件的控制功能随着以工业 PC 为核心的自动控制集成系统技术的日趋完善和工程技术人员的使用组态 软件水平的不断提高，用户对组态软件的要求已不像过去那样主要侧重于画面，而是要考虑 一些实质性的应用功能，如软件 PLC先进过

42、程控制策略等。软PLC产品是基于PC机开放结构的控制装置，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特点，利用软件技术可将标准的工业PC转换成全功能的PLC过程控制器。软PLC综合了计算机和 PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、通信网络等功 能，通过一个多任务控制内核，提供了强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作 和可连接各种I / O系统及网络的开放式结构。所以可以这样说，软PLC提供了与硬PLC同样的功能，而同时具备了 PC 环境的各种优点。目前，国际上影响比较大的产品有：法国CJInternational公司的 ISaGRAF软件包、PCSoft Int

43、ernational公司的 WinPLC 美国 WizdomControl Intellution 公司的 Paradym-31 、美国 Moore Process Automation Solutions 公司 ProcessSuite 、美国 Wonder ware Controls 公司的 InControl 、 SoftPLC 公司的 SoftPLC 等。 国内推出软PLC产品的组态软件还不见有，国内组态软件要想全面超过国外的竞争对手，就 必须搞创新，推出类似功能的产品。随着企业提出的高柔性、高效益的要求，以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适 应，以多变量预测控制为代表的先进控制策

44、略的提出和成功应用之后，先进过程控制受到了 过程工业界的普遍关注。先进过程控制（Advaneed Process Control , APC是指一类在动态环境中，基于模型、充分借助计算机能力，为工厂获得最大理论而实施的运行和控制策略。 先进控制策略主要有：双重控制及阀位控制、纯滞后补偿控制、解耦控制、自适应控制、差 拍控制、状态反馈控制、多变量预测控制、推理控制及软测量技术、智能控制（专家控制、 模糊控制和神经网络控制）等，尤其智能控制已成为开发和应用的热点。目前，国内许多大 企业纷纷投资，在装置自动化系统中实施先进控制。国外许多控制软件公司和DCST商都在竞相开发先进控制和优化控制的工程软件

45、包。据资料报道，一个乙烯装置投资163 万美元实施先进控制， 完成后预期可获得效益 600万美元 /年。从上可以看出能嵌入先进控制和优化控 制策略的组态软件必将受到用户的极大欢迎。4. 结束语用户的需求促使技术不断进步，在组态软件上这种趋势体现得尤为明显。未来的组态软 件将是提供更加强大的分布式环境下的组态功能、 全面支持 ActiveX 、扩展能力强、 支持 OPC 等工业标准、控制功能强、并能通过 Internet 进行访问的开放式系统四大主要监控组态软件的性能比较本文对 4 种主要监控软件从图形及组态方案、数据点管理、网络功能、通信功能、管理、加 锁设计等 6 个方面作出比较。以下内容中

46、的技术参数来源于几家软件的内部参数，其中的看法只代表个人的经历和个人的 观点，仅供参考。运行在工业现场、楼宇自动化的监控软件有很多种，各种监控软件都有着 传统的功能，都是提供工业现场控制、楼宇控制的自动化解决方案，实现现场生产的远程可视化过程，现场数据获取和监控功能的工具；同时这些软件在监控中为了权衡矛盾，在软件 设计中有所侧重，再加上各软件的设计方案不大一致，运用技术不同，因而在它们的功能反 映上就有着自己的鲜明的特点。目前的监控软件有很多种，我就自己的工程运用把以下四种 软件即：Intellution 公司的 iFIX(2.2) 、GE公司的 Cimplicity(4.01)、Wonder

47、ware 公司的InTouch(7.1) 以及 Siemens 公司的 WinCC(4.02) 作以比较，这其中Intellution 公司和Wonderware 公司是专门从事监控软件工作的，在市场占领绝大一部分份额；Cimplicity 和WinCC是GE和Siemens公司自动化产品的配套产品，正努力推向市场。下面就把这四种主要软件从图形及组态方案、数据点管理、网络功能、通信功能、管理方面、加锁设计等六个方 面作比较。文章来源于中国传动网一、图形及组态方案4 种软件都是基于 Object 画面，都能实现对现场点的监视：iFIX ：图形功能很强，支持多种图形格式，其追加的图形库，内容丰富，

48、解决了原来图形过 大的问题。可同时使用 256 种颜色，其中有 64 种颜色可用彩虹色调色，组成各种调色方案， 嵌入图形中不会因放大缩小而失真。组态中提供树形结构图，能够浏览所画画面中的所有图 形对象，组态信息，提供了全局性的变量组态方案，供画面组态调用，从而实现一改全改的 功能，而且全局性的变量并不占用 Tag 点，对于画面中 Group 组内的对象组态并不改变，使 状态变化丰富多彩，点数的扩展功能很强，有全面解决扩展点的报警、报警记录、历史记录 的方法，有查找替换功能，可以替换整个图画以及画面中的对象的属性、组态点信息，对于 同类型物体，避免重复组态。内嵌VBA具有自己的内部函数，又有广泛

49、的VB函数，功能扩展更为有利。支持双向 OPC支持所有类型的 ActiveX、OLE对不健全的控件所引发的错误 进行保护，对控件的属性操作完全控制。编辑与运行是切换进行的，这有利于对现场生产安 全的保障；有独立的报警监视程序，支持在线修改，具有画面分层功能，运行时可以根据程 序很方便地更换对象的连接数据源，可以使控制更灵活。Cimplicity ：图形功能最为强大，图库图形丰富多彩，它支持从画面到画面包含对象的颜色 渐变，这是目前其他监控软件都不具备的功能，只是对插入的对象一定要进行格式转化，不 然会有死机现象。一个画面一个进程，运行脚本是多线程的，所以图画虽然大，但运行速度 很快。具有基于对

50、象链接的拷贝功能， 可以像 iFIX 一样避免对同一对象在多个画面中出现时 修改的多次进行，但存在着运行时母板必须处于激活状态的缺憾。编辑与运行分开，有独立的报警、历史趋势运行管理程序，内嵌VBA具有自己的内部函数，又有广泛的 VB函数，组VBA与通用运用方式不一样，支持ActiveX、OLE插入，但对控件其中的一些属性进行了锁定。点的扩展功能与 iFIX 一样强大， 用之不竭的虚拟变量并不占用点数， 但对于扩展点的报警设 定比较难解决，输出问题，历史记录是没问题的。对数据节点的修改不是在线的，必须先停 止工程，再启动工程。支持多条件组态，为组态方案提供了很好的解决方法。InTouch ：图形

51、界面的美观性较差， 粘贴位图操作较为繁琐， 且引入的图形放大后的变形 很大，自配的按钮文字不能变色，实现起来比较费事。支持ActiveX 控件，但不具有第三方控件的出错保护，不健全的控件会造成系统出错。采用有限的内部函数，其功能也只是常用 监控的功能，复杂一点的功能如报表就只能借助于其他工具。无论是否I/O 点，包括全局变量，都占用 Tag 点数，点数的扩展只局限于模拟量读入，按位分解，比起 iFIX 、 Cimplicity 显得小气得多，常常会让设计者因为点数的不足而窘迫。支持组态对象的查找、替换功能。对象组合上存在着组合后原单个物体的组态都将消失、使得在状态变化设计上得另谋出路。Win

52、CC:图形功能如In Touch 一样，调色板中可以同时使用的颜色有16种，提供的图库有限、不支持 AutoCAD的图形格式，点数的扩展也同In Touch 一样，只有模拟量读入，按位分解， WinCC 提供公开的位操作手段，可以对模拟量中的位进行读取并进行报警设定，但没 有直接的方法进行历史趋势记录，也没有直接的方法对位进行修改。有双向OPC支持，支持ActiveX。使用内部语言，环境如同C语言。同样使得其功能扩展变得容易。二、数据点管理它们都提供了统一环境进行数据点的定义， InTouch 与 Cimplicity 提供了为数不多的几种数 据类型，但Cimplicity提供了对监控点的采样

53、处理技术，没有别的功能块；WinCC数据类型相对多一些，而 iFIX 提供的数据类型最多，有很多现成的功能块；历史记录块、趋势块、计 算块、 PID 块、计时块，这对于设备运行时间计算，数据转化等工作可以不必在画面中去做， 同时 iFIX 还提供十多种信号发生器，在调试中帮助很大，实现非常方便。4 种软件中 iFIX的数据点管理是独立于画面运行的，直接反映现场信息，数据点一经设定就可以立即反映现 场状态 （如果通信是成功的 ），这是其他 3 种软件所不具备的特点。 Cimplicity 另外提供了一 个查看点的信息平台，在运行时可以用来监视点状态，编辑时可以用来查看点组态信息，实 现组态的替换

54、。iFIX、Cimplicity都提供了数据管理库的输入、输出功能，可以把TAG信息输出到 Excel 这样一个网格文档操作最方便的工具中， 可以在 Excel 中方便地完成繁琐的 TAG 点定义设置工作，再从 Excel 回输到数据库中来。由于受工程属性的影响， Cimplicity 在读 回数据时总存在一点问题。三、网络功能所有这些监控软件都有网络功能，但性能差别较大，WinCC、 Cimplicit 与 InTouch 基于工程的，在网络上寻找的是工程名， 而 iFIX 是基于结点的， 寻找的是节点名， WinCC、 Cimplicity 、 InTouch 都有较为复杂的参数设定，而

55、iFIX 只要物理上保持联结就可以自动寻找网络结点， 不必人工设定，是第一个完全基于 Client/ServerHMI软件，具有C/S架构软件的所有功能，可以监视远程节点的所有数据点而不用增加任何的 Tag, 可以在线增加、 修改、 删除远程节点 中的数据库点，真正实现远程组态。所以远程拨号修改现场数据库画面，对网络上任何节点 数据库点的修改都是完全在线的，不用重新启动。WinCC、 InTouch 、 Cimplicity 无远程组态功能， 只有本地组态、 网络拷贝到远程节点， 对数据库点的任何修改， 必须重新启动才有效。 iFIX 、 Cimplicity 都可以通过 Internet 用

56、 IE 浏览器浏览。浅谈嵌入式系统的组态软件嵌入式系统是指用于执行独立功能的专用计算机系统。它由微电子芯片（包括微处理器、定 时器、序列发生器、控制器、存储器、传感器等一系列微电子芯片与器件）和嵌入在ROM、RAM和/ FLASH存储器中的微型操作系统、控制与应用软件开发来实现各种自动化处理任务的电子设备或装置。嵌入式系统的主要作用是实时控制、监视、管理移动计算机、数据处理等，或者辅助其它设备运转，完成各种自动化处理的任务。嵌入式系统以应用为中心，以半导体技术、控制技术计算机技术和通讯技术为基础，强 调硬件软件的协同性与整合性，软件与硬件可剪裁，以满足系统对功能、成本、体积和功耗 等要求。最简

57、单的嵌入式系统仅有执行单一功能的控制能力。在唯一的ROM中仅有实现单一功能的控制程序，无微型操作系统。复杂的嵌入式系统，例如个人数字助理（PDA）、手持电脑（HPC 等，具有与PC机几乎一样的功能，实质上与PC的区别仅仅是将微型操作系统与应用软件嵌入在ROM RAM与 FALSH存储器中，而不是存储于磁盘等载体中。很多复杂的嵌入式系统又是由若干个小型嵌入式系统集成的。随着后PC时代的到来，在工业及其他相关领域的客户更注重使用符合其特定需求并带 有智能的嵌入式工业控制组态软件。此种组态软件可大大缩短嵌入式产品投放市场的时间， 而且使产品具有丰富的人机界面，嵌入式WEB及符合IEC61131-3的控制逻辑功能，并且可以存储相当数量的历史数据，部分完成现场工作站级计算机的功能。这里给出不同行业的一些应用举例： 制造及过程控制：人机操作面板、控制机床、电机驱动、测试设备、环境监测、输配电 设备、炼油厂设备、远程无人采集监控站。医疗卫生设备：X光机、CT医政管理系统、病房监测系统；楼宇自控及商业零售网点、商业 POS保安监控设备； 办公设备及信息家电、机顶盒、手机嵌入系统、程控电话； 网络化可组态设备 .归纳起来， 我们可以给出嵌入式组态软件在工业过程中的应用模式。 其中应用软件的 HMI 组