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淺談組態軟件的設計與開發

1?北京開雲聯合18732014250?

2?中興通訊?601331?

3?海信集團有限公司?448641?

4 UT斯達康通信有限公司?386763?

5?海爾集團公司?333664?

6?神州數碼(中國)有限公司?311862?

7?浙江浙大網絡新技術有限公司?288781?

8?熊貓電子集團有限公司?233572?

9?浪潮集團有限公司?181046?

10?東軟集團有限公司?174196?

11?北京北大方正集團?171711?

12?微軟(中國)有限公司?163313?

13?超華科技(集團)有限公司?155943?

14?Cosix?139890?

15?清華同方股份有限公司?135305?

16?上海貝爾阿爾卡特有限公司?119854?

17?山東中創軟件工程有限公司?116018?

18?國際商業機器(中國)有限公司(IBM) 114000?

19?大唐電信科技有限公司(北京)112035?

20?摩托羅拉(中國)電子有限公司?105614?

組態軟件?

組態軟件,也叫組態監控軟件系統軟件。翻譯自英文SCADA,即監督控制和數據采集(data acquisition and monitoring control)。它是指壹些用於數據采集和過程控制的特殊軟件。它們位於自動控制系統監控級的軟件平臺和開發環境中,利用靈活的配置方式,為用戶提供通用級的軟件工具,快速構建工業自動控制系統的監控功能。組態軟件廣泛應用於電力系統、供水系統、石油、化工等行業的數據采集、監控和過程控制等領域。在電力系統和電氣化鐵路中也叫RTU系統,遠程終端單元)。

互聯網是壹個神奇的大網絡。配置軟件,大數據開發,軟件定制也是壹個模式。這裏提供了最詳細的報價。如果妳真的想做,妳可以來這裏。這個技能的起始數是187,中間是三子零,最後是14250。按順序組合就能找到。我想說的是,除非妳想做或者懂這方面,如果只是湊熱鬧,那就別來了。

組態軟件在國內是壹個約定俗成的概念,沒有明確的定義。可以理解為“配置監控軟件”。“配置”的意思是“配置”、“設定”、“設置”,是指用戶不需要編寫計算機程序,就可以像“搭積木”壹樣簡單地完成自己所需的軟件功能,這種方式稱為“配置”。有時稱為“二次開發”,組態軟件稱為“二次開發平臺”。“監督控制”,即“監視和控制”,是指通過計算機信號對自動化設備或過程進行監視、控制和管理。

隨著分布式控制系統(簡稱DCS)的出現,“組態”的概念開始被廣大生產過程自動化技術人員所認識。在工業控制技術不斷發展和應用的過程中,PC機(包括工控機)與以往的專用系統相比,優勢越來越明顯。這些優勢主要體現在:PC技術保持了較快的發展速度,各種相關技術已經成熟;PC構建的工業控制系統擁有成本相對較低;PC擁有豐富的軟件資源和硬件資源,軟件之間具有很強的互操作性;基於PC的控制系統易學易用,易於技術支持。在PC技術向工業控制領域的滲透中,組態軟件占據著非常特殊和重要的地位。

國外配置軟件:

1.InTouch: Wonderware(萬偉公司)是Invensys plc“生產管理”部門的壹個運營單位,是世界領先的工業自動化軟件供應商。

Wonderware的InTouch軟件是第壹個進入中國的組態軟件。80年代末90年代初,基於Windows3.1的InTouch軟件讓我們耳目壹新,InTouch提供了豐富的圖庫。但早期的InTouch軟件使用DDE與驅動程序通信,性能較差。最新的InTouch版完全基於32位Windows平臺,並提供OPC支持。

2.ifix: GE發那科智能設備有限公司是美國通用電氣公司(GE)和日本發那科公司的合資企業,提供自動化硬件和軟件解決方案,幫助用戶降低成本,提高效率,增強盈利能力。

3.Citech: Citect是全球領先的工業自動化系統、設施自動化系統、實時智能信息和新壹代MES的獨立供應商。

4.WinCC:西門子自動化與驅動集團(A & amp;d)它是西門子公司最大的集團之壹,也是西門子工業的重要組成部分。

西門子的WinCC也是壹個完整的組態開發環境。Simens提供了類似C的腳本,包括壹個調試環境。WinCC嵌入了OPC支持,可以配置分布式系統。但是WinCC的結構比較復雜,用戶需要經過西門子的培訓才能掌握WinCC的應用。

5.阿斯彭理工大學?InfoPlus.21

AspenTechnology,Inc .是流程工業企業優化軟件和服務的領先供應商,包括化學工業、石油化工、煉油工業、造紙工業、電力工業、制藥工業、半導體工業、日用化學工業、食品和飲料工業等。

6.Movicon:由意大利自動化軟件供應商PROGEA開發。自1990以來,公司壹直在開發基於Windows平臺的自動監控軟件,在同壹開發平臺上可以滿足不同運行環境的需求。它完全基於XML,集成了VBA兼容的腳本語言和類似於STEP-7指令表的軟邏輯功能。

7.GENESIS 64:美國著名獨立組態軟件供應商,成立於1986。在HMI/SCADA產品和管理可視化開發領域,ICONICS是微軟的黃金合作夥伴,其產品基於開放的工業標準。2007年,首款集成傳統SCADA、3D和GIS的組態軟件GENESIS 64推出。

國內品牌編輯

1.紫金橋Realinfo:由中國石油大慶石化總廠出資成立的紫金橋軟件技術有限公司開發。

2.Hmibuilder:由HMITECH開發,實用性強,性價比高,市場主要配合HMITECH硬件使用。

3.世紀星:由北京世紀長球科技有限公司開發,產品自1999開始銷售。

4.3D力控:由北京3D力控科技有限公司開發,核心軟件產品創立於1992。

組態王:由北京亞控科技發展有限公司開發,該公司成立於1997。1991年開始創業,1995年組態王6.53和組態王6.55在市場上廣泛普及,年銷量超過10000套,居國內軟件市場第壹。

6.MCGS:由北京昆侖通泰自動化軟件技術有限公司開發,分為通用版、嵌入式版和網絡版,其中嵌入式版和網絡版是在通用版的基礎上開發的[2]?,市場上以硬件銷售為主。

7.狀態神:狀態神由南京新迪生軟件科技有限公司開發,其核心軟件產品創立於2005年,是第壹款3d組態軟件。

8.uScada免費配置軟件

UScada是國內知名的免費組態軟件,是專門為中小型自動化企業提供的監控軟件方案。UScada包含常用組態軟件功能,如屏幕組態、動畫效果、通訊組態、設備組態、變量組態、實時報警、控制、歷史報表、歷史曲線、實時曲線、條形圖、歷史事件查詢、腳本控制、網絡等,可以滿足壹般小型自動監控系統的要求。該軟件的特點是小巧、高效、易用。UScada也向第三方提供軟件源代碼進行二次開發,但源代碼需要收費。

9.Contox(華福吳凱)由華福元恪科技有限公司開發,軟件版本分為通用版、嵌入式版(CE)、網絡版和分布式版。

10.電子表格++配置源代碼解決方案(推薦):

E-Form++ visual source組件庫配置軟件解決方案,提供全部100% Visual C++/MFC源代碼50萬行以上,可以節省大量開發時間。

11.iCentroView由上海寶信軟件有限公司開發,平臺支持:權限管理、冗余管理、集中配置、計劃聯動、多媒體集成、主流通信協議通信、GIS等。,並有自己的實時數據庫,為數據挖掘和利用提供必要的條件。可實現實時在線監測和控制(設備啟停、參數調整等。)、故障報警、事件查詢、統計分析等底層設備的功能。

12.QTouch由著名的QT類庫開發,具有跨平臺、統壹工作平臺的特點。它可以跨越unix、linux、windows等多個操作系統,同時在多個操作上實現統壹的工作平臺,即可以在windows上開發配置,又可以在linux上運行。QTouch是HMI/SCADA組態軟件,提供嵌入式linux平臺的人機界面產品。

13易控組態軟件是由九思易控公司開發的。

隨著工業自動化水平的迅速提高和計算機在工業領域的廣泛應用,人們對工業自動化的要求越來越高。各種控制設備和過程監控裝置在工業領域的應用,使得傳統的工業控制軟件無法滿足用戶的各種需求。在開發傳統工業控制軟件時,壹旦工業被控對象發生變化,就需要修改其控制系統的源程序,導致開發周期長;已經開發成功的工控軟件,由於各個控制項目的差異,復用率低,導致其價格非常昂貴;在修改工控軟件的源程序時,如果原程序員因為工作變動而離職,那麽和其他人員或者新手壹起修改源程序就比較困難。通用工業自動化組態軟件的出現為解決上述實際工程問題提供了壹種全新的方法,因為它可以很好地解決傳統工業控制軟件中存在的各種問題,使用戶可以根據自己的控制對象和控制目的來完成最終的自動化控制工程。

配置軟件是專業的。壹個組態軟件只能應用在某個領域。組態的概念最早出現在工業計算機控制中,如:DCS(分布式控制系統)組態、PLC(可編程控制器)梯形圖組態;人機界面生成軟件稱為工控組態軟件。還有就是其他行業的配置概念,比如AutoCAD,PhotoShop。不同的是工控中形成的組態結果用於實時監控。從表面上看,配置工具的運行程序是執行自己的特定任務。工控組態軟件也提供了編程手段。壹般是內置編譯系統,提供類BASIC語言,有的支持VB,現在有的組態軟件甚至支持C#高級語言。

組態軟件大多支持各種主流工業控制設備和標準通信協議,通常應提供分布式數據管理和網絡功能。與HMI(人機界面)的原始概念相對應,組態軟件也是壹種使用戶能夠快速建立自己的HMI的軟件工具或開發環境。在組態軟件出現之前,工業控制領域的用戶手工或委托第三方編寫HMI應用程序,導致開發時間長、效率低、可靠性差。或者買專門的工控系統,通常是封閉系統,選擇余地很小,往往不能滿足需求。難以與外界互動,升級和添加功能受到嚴重限制。組態軟件的出現使用戶能夠利用組態軟件的功能構建壹套最適合自己的應用系統。隨著它的快速發展,實時數據庫、實時控制、SCADA、通信與網絡、開放的數據接口和對I/O設備的廣泛支持已成為其主要內容,監控組態軟件將不斷被賦予新的內容。

配置是模塊化的任意組合。通用組態軟件的主要特點:

(1)連續性和可擴展性。當現場(包括硬件設備或系統結構)或用戶需求發生變化時,用通用組態軟件開發的應用程序不需要做太多修改就可以輕松完成軟件更新升級。

(2)封裝(易學易用),將壹般組態軟件能完成的功能以用戶友好的方式打包。對於用戶來說,不需要掌握太多的編程語言技術(甚至編程技術),就可以很好的完成壹個復雜項目所需的所有功能;

⑶通用性:每個用戶根據項目的實際情況,利用底層設備(PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等)的I/O驅動程序,可以完成壹個具有動畫效果、實時數據處理、歷史數據和曲線共存、多媒體功能和網絡功能的項目。)提供的通用組態軟件,以及開放的數據庫和圖片制作工具,不受行業限制。

組態軟件通常具有以下功能:

(1)強大的界面顯示配置功能。目前,大多數工控組態軟件運行在Windows環境下。通過充分利用Windows的圖形功能來完善美觀的界面,可視化的M風格界面和豐富的工具欄,操作人員可以直接進入開發狀態,節省時間。豐富的圖形控件和工作條件庫不僅提供了所需的組件,還可以作為界面制作向導。為用戶提供豐富的繪圖工具,可以隨意繪制各種工業界面,隨意編輯,讓開發者從繁重的界面設計中解脫出來。隱式、閃爍、移動等豐富的動畫連接方式,使界面生動直觀。

(2)開放性好。社會化大生產使得系統的所有軟硬件不可能都來自壹家公司的產品。“異質性”是當今控制系統的主要特征之壹。開放性是指組態軟件可以與各種通信協議互聯,支持各種硬件設備。開放性是衡量壹個組態軟件質量的重要指標。

組態軟件應能向下與底層數據采集設備通信,向上與管理層通信,實現上位機與下位機的雙向通信。

(3)功能模塊豐富。提供豐富的控制函數庫,滿足用戶的測控要求和現場要求。利用各種功能模塊,實時監控可以產生功能報表、顯示歷史曲線、實時曲線、提醒報警等功能,使系統具有良好的人機界面,易於操作。該系統可應用於單機集中控制和DCS分散控制,也可作為具有遠程通信功能的遠程測控系統。

(4)強大的數據庫。配有實時數據庫,可存儲各種數據,如模擬量、離散量、字符型等。,並實現與外部設備的數據交換。

(5)可編程命令語言。有壹種可編程的命令語言,使用戶能夠根據自己的需要編寫程序,並增強圖形界面。

(6)周密的系統安全防範措施,賦予不同的操作員不同的操作權限,確保整個系統安全可靠運行。

(7)模擬功能。強大的仿真功能使系統可以並行設計,從而縮短開發周期。

發展趨勢編輯器

自2000年以來,國內監控組態軟件產品、技術和市場取得了快速發展,應用領域日益擴大,用戶和應用工程師數量不斷增加。充分體現了“工業技術民用化”的發展趨勢。

監控組態軟件是工業應用軟件的重要組成部分,其發展受到諸多因素的制約。歸根結底,對其發展起最關鍵推動作用的還是應用。

關於新技術的不斷湧現和快速發展對監控組態軟件的影響,有人認為隨著技術的發展,通用組態軟件將退出市場。例如,壹些自動化設備直接嵌入“Web服務器”實時圖像,供中央控制室的操作人員訪問。

筆者不這麽認為。用戶需求的多樣化決定了任何產品都不可能覆蓋所有用戶的所有屏幕需求,終端用戶對監控系統人機界面的需求也不可能固定在單壹模式,所以終端用戶的監控系統總是需要“配置”和“定制”的。這是監控組態軟件不可能退出市場的主要原因,因為需求是存在的,而且還在增長。

監控組態軟件是在信息社會的背景下,隨著工業IT技術的不斷發展而誕生和發展的。在整個工業自動化軟件家族中,監控組態軟件屬於基礎工具平臺。監控組態軟件對工業自動化、信息化和社會信息化產生了深遠的影響,帶動了整個社會的生產和生活方式的變化,而且這種變化還在發展。因此,作為壹個新生事物,組態軟件仍處於快速發展期。目前還沒有專門的研究機構對其理論和實踐進行研究、總結和探討,更談不上形成獨立的專門的理論研究機構。

近五年來,壹些與監控組態軟件密切相關的技術,如OPC、OPC-XML、現場總線等,也取得了快速發展,為監控組態軟件的發展提供了有力的支持。

發展情況

7.2.1監控組態軟件越來越成為自動化硬件廠商關註的焦點。

在整個自動化系統中,軟件的比重逐漸增加。組態軟件雖然只是其中的壹部分,但由於其強大的滲透力和擴展性,近年來侵蝕了很多專用軟件的市場。因此,監控組態軟件具有高度的產業關聯性,是自動化系統進入高端應用、擴大市場份額的重要橋梁。在這壹理念的推動下,西門子WinCC在市場上取得了巨大的成功。目前,國際知名的工業自動化制造商如羅克韋爾、GE Fanuc、霍尼韋爾、西門子、ABB、施耐德、景順等。開發了自己的組態軟件。

監控組態軟件在DCS操作站軟件中的比重日益增加。

之後FOXBORO,Euro therm,Delta V,PCS7等DCS系統都使用了通用監控組態軟件作為操作站。同時,國內DCS廠商也開始嘗試使用監控組態軟件作為操作站。

在高校和科研機構中,越來越多的人從事監控組態軟件的相關技術研究。

集成和定制

從軟件規模來看,大部分監控組態軟件的代碼規模超過654.38+0萬行,已經不屬於小軟件的範疇。從其功能來看,數據加工處理、數據管理、統計分析等功能越來越強。

監控組態軟件作為壹個通用軟件平臺,具有很大的靈活性。但實際上,很多用戶需要的是“傻瓜”應用軟件,即只需要很少的定制工作就能完成工程應用。為了兼顧“通用”和“專用”,監控組態軟件擴展了大量的組件來完成特定的功能,如批量管理、事故追憶、溫控曲線、油井示功圖組件、協議轉發組件、ODBCRouter、ADO曲線、專家報告、通用報告組件、事件管理、GPRS透明傳輸組件等等。

7.2.3垂直:函數向上和向下延伸。

組態軟件處於監控系統的中間,上下都有比較完整的接口,所以對上下應用系統的滲透能力也是組態軟件的壹種本能,具體體現為:

向上

它的管理功能越來越強大。在實時數據庫及其管理系統的配合下,它具有壹些MIS、MES或調度功能。尤其是報警管理和檢索、歷史數據檢索、操作日誌管理、復雜報表等功能更為常見。

向下

網絡管理(或節點管理)功能越來越可用:使用相同配置軟件的不同節點在設置地址或計算機名稱後,可以自動訪問彼此的數據庫。組態軟件的這壹功能類似於OPC規範、IEC61850協議、BACNet等現場總線的功能,體現了其網絡管理能力日趨完善的發展趨勢。

軟PLC、嵌入式控制等功能:除了直接配備軟PLC元件的組態軟件外,軟PLC元件也作為單獨產品與硬件壹起出售,組成PAC控制器。這種軟PLC組件壹般可以運行在嵌入式Linux操作系統中。

OPC服務軟件:OPC標準簡化了不同工業自動化設備之間的互聯和通信,已經成為國內外廣泛認可的互聯標準。組態軟件具有OPC服務器和OPC客戶端功能。如果將配置軟件豐富的設備驅動程序打包成OPC Serve,根據用戶需求單獨出售,不僅可以豐富軟件產品的種類,還可以滿足用戶在這方面的需求。加拿大的Matrikon公司,主要開發和銷售各種OPCServer軟件,已經成為這壹領域的佼佼者。監控組態軟件廠商擁有大量的設備驅動程序,開發定制的OPCSever軟件具有獨特的優勢。

工業通信協議網關:是壹種特殊的網關,屬於工業自動化領域的數據鏈產品。OPC標準適用於計算機與工業I/O設備或桌面軟件之間的數據通信,而工業通信協議網關適用於不同工業I/O設備之間、計算機與I/O設備之間的網段隔離、無人值守、數據保密性強等應用中的協議轉換。市場上有專門從事工業通信協議網關產品開發和銷售的廠商,如Woodhead、prolinx等。而組態軟件廠商通過擴展壹個協議轉發模塊,將其豐富的I/O驅動變成了通信網關,開發工作的風險和成本極小。Multi_OPCServer和通信網關pFieldComm都是力控組態軟件的衍生物。

7.2.4橫向:監控、管理範圍和應用領域擴大。

只要涉及到實時數據通信(無論雙向還是單向)、實時動態圖形界面顯示、必要的數據處理、歷史數據存儲和顯示,就有對組態軟件的潛在需求。

除了眾所周知的工業自動化領域,以下領域也成為近年來監控組態軟件新的增長點:

工廠資產管理(PAM)。這類軟件的代表是艾默生的設備管理軟件AMS。據ARC預測,到2009年,全球PAM業務量將達到6543.8+9億美元。PAM覆蓋面廣,其* * *相似性是實時采集設備的運行狀態,積累設備的各種參數(如運行時間、維修次數、負荷曲線等。),及時發現設備隱患,預測設備使用壽命,為設備維護提供建議,對設備進行實時綜合診斷。

對於過程控制和自動化控制,美國ICONICS公司推出了壹款分析和管理軟件Facility AnalytiX,專註於設備故障檢測和診斷。是壹個具有預測功能的樓宇自動化解決方案,以ICONICS先進的故障檢測與診斷(FDD)引擎為核心。其內部算法將權衡各種故障的可能性,並據此建議管理人員、操作人員和維護人員采取措施,防止設備故障或能源浪費。當設備發生故障時,先進的軟件技術會自動提供可能故障原因的分類列表,可以減少停機時間,降低故障診斷和恢復的成本。目前已廣泛應用於美國電力和公園級建築工程。

先進控制或優化控制系統。工業自動化系統普及後,為了提高控制質量和精度,許多用戶開始引入先進控制或優化控制系統。這些系統包括自適應控制、(多變量)預測控制、無模型控制器、魯棒控制、智能控制(專家系統、模糊控制、神經網絡等)。),以及其他根據新的控制理論編寫的控制軟件。這些控制軟件的常數項是控制算法,監控組態軟件的使用主要解決控制軟件的人機界面和與控制設備的實時數據通信問題。

工業模擬系統。仿真軟件為用戶提供了與真實對象幾乎相同的操作仿真對象的環境。仿真軟件不僅節省了巨大的培訓成本,還提供了物理系統所不具備的智能特性。仿真系統的開發人員專業是仿真模塊的算法,在實時動態圖形顯示和實時數據通信方面未必有優勢。;監控組態軟件和仿真軟件通過高速數據接口集成,廣泛應用於教學和科研仿真應用中。

電網系統的信息化建設。電力自動化是監控組態軟件的壹個重要應用領域。電力是國家的基礎產業,其信息化建設是多層次的,這就決定了對組態軟件的多層次需求。

智能建築:物業管理的主要要求是能源管理(節能)和安全管理。這種管理模式要求樓宇內的智能設備必須聯網。首先,要有效解決信息孤島問題,減少人力消耗,提高應急響應速度和設備壽命。智能建築產業在能源計量、電力分配、安全&等方面發揮著重要作用;;非常需要將出入控制和消防系統連接到IBMS服務器。

治安監控管理:治安隱患會導致應急處置不當,容易導致城市公共設施癱瘓、人員傷亡等惡性災害。公共安全監控包括:

人防(站、廣場)等市政工程的有毒氣體濃度監測和火災報警。

水文監測:包括水位、雨量、閘位、大壩的實時監測。

主要建築物(如橋梁)的健康監測:及時發現隱患,預測事故。

機房動力環境監控:在電信、鐵路、銀行、證券、海關等行業以及政府重要部門,計算機服務器的正常運行是正常業務和行政管理的必要條件,因此存放計算機服務器的機房成為監控的重點。監測內容包括:UPS的工作參數和狀態、電池組的工作參數和狀態、空調機組的運行狀態和參數、漏水監測、發電機組監測、環境溫濕度監測、環境可燃氣體濃度監測。

城市危險源實時監控:監控危險源存放的地方和危險源的去向。避免放射性物質和劇毒物質不受控制的流通。

國土資源立體汙染監測:對土壤、大氣中與農業生產相關的汙染物進行實時監測,建立立體實時監測網絡。

城市管網系統實時監控調度:包括供水管網、燃氣管網、供熱管網的監控。

相關情況

組態軟件已成為工業自動化系統的必要組成部分,即“基本單元”或“基本部件”,這吸引了大型自動化公司投資開發具有自主知識產權的組態軟件,以便依靠強大的市場產生大規模銷售並從中獲取利潤。

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