工控组态软件的发展与开发设计

工控组态软件的发展与开发设计

第13卷 第1期 Vol.13 No.1 洛阳工业高等专科学校学报2003年03月Journal of Luoyang Technology College Mar. 2003

工控组态软件的发展与开发设计

易江义，周彩霞

（长沙航空职业技术学院 410124电子信息工程系，湖南长沙）

摘 要：工控组态软件的兴起与发展为工业过程控制、工业自动化开辟了一片新天地。介绍工控组态软件的发展现状，并从不同的角度探讨工控组态软件的开发与设计的思想，进而展望中国民族工控组态软件今后的发展方关键词： 组态；数据库；通信；控件向。

中图分类号：TP273 A 1008-8814(2003)01-0033-03文献标识码：文章编号：

引言1

随着微电子技术、计算机控制技术、工业以太网技术及现场总线技术的发展，作为用户无需改变运行程序原代码的软件平台工具——工控组态软件日渐成熟。由于工控组态软件在实现工业控制的过程中免去了大量烦琐的编程工作，解决了长期以来控制工程人员缺乏计算机专业知识与计算机专业人员缺乏控制工程现场操作技术和经验的矛盾，极大地提高了自动化工程的工作效率。近年来，工控组态软件在中小型工业过程控制工程、工业自动化工程中越来越受到欢迎。不仅如此，工控组态软件还在配电自动化、智能楼宇、农业自动化、能源监测等领域也逐步展示了其独特的优势。

2.3 流行工控组态软件的基本特性

整体结构相似 目前绝大多数工控组态软件都可运行在Windows 98/NT/2000环境下，界面友好，易于操作。从结构上来说，工控组态软件一般都是由系统开发环境(或称组态环境)与系统运行环境两大部分组成。系统开发环境是自动化工程设计师为实施其控制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境，通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供系统运行环境运行时使用。系统运行环境将目标应用程序装入计算机内存并投入实时运行。有些工控组态软件虽然系统组成上包含多种部件，但就其功能结构来说均可以认为是组态环境与运行环境的统合。维系组态环境与运行环境的纽带是实时数据库。如图1

所示。

2 工控组态软件的发展

2.1 工控组态软件的由来

“组态”的概念最早来自英文Configuration，其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(包括进行对象的定义、制作和编辑，并设定其状态特征属性参 数)，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行特定任务，满足使用者要求的目的。它是伴随着集散型控制系统(Distributed Control System,简称DCS)的出现而引入工业控制系统的。

[1]

图1 组态环境与运行环境关系示意图

实时多任务 实时多任务性是工控组态软件的重要特点。在实际工业控制中，同一台计算机往往需要同时进行实时数据的采集、处理、存储、检索、管理、输出，算法的调用，实现图形、图表的显示，报警输出，实时通信等多个任务。

接口开放 VB在实际应用中，用户可以很方便地用或VC++等编程工具自行编制或定制所需的设备构件，装入设备工具箱，不断充实设备工具箱。很多工控组态软件提供了一个高级开发向导，自动生成设备驱动程序的框架，给用户开发I/O设备驱动程序工作提供帮助。用户还可以使用自行编写动态链接库(DLL)的方法在策略编辑器中挂接自己的应用程序模块。

系统安全 工控组态软件提供了一套完善的安全机制。用户能够自由组态控制菜单、按钮和退出系统的操作权限，只允许有操作权限的操作员对某些功能进行操作，防止意外地或非法地关闭系统、进入开发系统修改参数或者

2.2 流行的工控组态软件

目前世界上的组态软件有近百种之多。国际上知名的工控组态软件有美国商业组态软件公司Wonderware公司的Intouch Intellution、公司的FIX、Nema Soft公司的Paragon、TA Engineering公司的AIMAX、通用电气公司的Cimplicity、Rock-Well公司的RSView32、信肯通公司的Think& Do、National Instruments公司的LabView、Iconics公司的Genesis，德国西门子公司的WinCC，以色列PC Soft公司的WizCo，澳大利亚Citech公司的Citech等。国内的组态软件起步也比较早，目前实际工业过程中运行可靠的有北京昆仑通态自动化软件科技有限公司的MCGS、北京三维力控科技有限公司的力控、北京亚控科技发展有限公司的组态王以及台湾研华的GENIE等。

工控组态软件的发展与开发设计

34 洛阳工业高等专科学校学报 13第卷对未授权数据进行更改等操作。一些工控组态软件(如MCGS5.1)还提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能，来保护使用组态软件开发所得的成果，开发者还可利用这些功能保护自己的合法权益。

3 工控组态软件的开发设计

3.1 工控组态软件的基本开发设计思想

目前，大多数组态软件采用VB、VC++或Delphi等作为开发工具。一个完整的企业版工控组态软件的开发设计通常可以围绕人机界面系统、实时数据库系统、通信系统、控制系统等四大部分进行。3.1.1 人机界面系统

人机界面系统实际上就是我们所谓的工况模拟动画。在工控组态软件中进行工程组态的第一步即是制作工况模拟动画，动画制作分为静态图形设计和动态属性设置两个过程。静态图形设计类似于“画画”，用户利用组态软件中提供的基本图形元素线、填充形状、文本)及设备图库，在组态环境中“组合”成工程的模拟静态画面。静态图形设计在系统运行后保持不变，与组态时一致。动态属性设置则完成图形的动画属性，与实时数据库中定义的变量建立相关性的连接关系，作为动画图形的驱动源。动态属性与表达式的值有关。表达式可以是来自I/O设备的变量，也可以是由变量和运算符组成的数学表达式，它反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数，随着表达式的值的变化而变化。人机界面系统的设计还包括报警组态及输出、报表组态及打印、历史数据检索与显示等功能。各种报警、报表、趋势的数据源都可以通过组态作为动画链接的对象。3.1.2 实时数据库系统

实时数据库是一个数据处理中心，是工控组态软件的核心部件，是构建分布式应用系统的基础，它负责实时数据运算与处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。在系统运行过程中，各个部件独立地向实时数据库输入和输出数据，并完成自己的差错控制以减少通信信道的传输错误[2]

，通过实时数据库交换数据，形成互相关联的整体。因此，实时数据库是系统各个部件及其各种功能性构件的公用数据区。数据连接是确定点参数值数据来源的过程。它分为以下几种类型：I/O设备连接(确定数据来源于I/O设备的过程)、网络数据库连接(确定数据来源于网络数据库的过程)、内部连接(本地数据库内部同一点或不同点的各参数之间的数据传递过程)。工控组态软件实时数据库系统的含义已远远超过了一个简单的数据库或一个简单的数据处理软件，它是一个实际可运行的 …… 此处隐藏：4648字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……