第七章 组态软件

（2） 使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元 素关联起来。
（3）
（4）
处理数据设备报警及系统报警。
存储历史数据并支持历史数据的查询。
（5）
各类报表的生成和打印输出。
（6） 为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以适 应不同应用领域的需求。 （7） 最终生成的应用系统运动稳定可靠。
8）具有与第三方程序的接口，方便数据共享。
今后——还会有新 的内容。 课程：
计算机控制系统
SCADA: supervisory control and data acquisition即监控与数据采集系统 HMI:human machine interface——人机接口 MMI:man machine interface——人机接口 世界上第一个商品组态软件——Intouch,美国 Wonderware公司，80年代末。目前几十种
。
国际上知名的12种监控软件如下表：
公司名称 Intellution Wonderware Nema Soft TA Engineering 通用电气 西门子 Rock-Well 信肯通
National Instruments
产品名称 FIX,iFIX INTOUCH
Paragon\ParagonTNT
画面显示
第三方程 序接口
计算与 控制 处报 理警 检 查 与
通信程序组态 软件
I/O设备驱动 I/O Server I/O 设备 现场设备
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组态软件的数据流
2、图形显 示
1、数据采 集加工
组态软件通过I/O驱动程序从现场I/O设备获得实 时数据,加工,一方面图形方式显示，一方面按照 组态要求和操作人员指令将控制数据送给I/O设 备，对执行机构实施控制或调整控制参数。 存储、检索历史数据，报警。 实时数据库是组态软件的核心和引擎。通过高效 的内部协议相互通信。
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引言
组态——伴随DCS发展而来。
由于每一套DCS都是比较通用的控制系统，为了使用户在不 需要编代码程序的情况下，便可以生成适合需求的应用系统， 每一个DCS产商都预装了系统软件和应用软件，而应用软 件——实际上就是组态软件。“组态”configure或“做组态”。 定义：Configuration— 早期——如何解决人 机界面（HMI,MMI)问 —使用软件工具对计算 题 ？主要是面向 机及软件的各种资源进 SCADA的 软件平台。 发展——实时数据库、 实时控制、SCADA、 行配置，达到使计算机 或软件按照预先设置， 通信及联网、开放数 据接口、对I/O设备 自动执行特定任务，满 的广泛支持 足使用者要求和目的。
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地位
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第二节 监控组态软件的图形界面及其 监生成系统 控 一、组态软件的系统构成及其简介 组 态 二、图形开发环境 软 三、动画连接 件 及 四、组态软件的变量系统 其 应 五、脚本程序 用 六、复杂图形对象的组态及应用 课程：
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第二节 监控组态软件的图形界面及其 监生成系统 控 一、组态软件的系统构成及其简介 组 态 二、图形开发环境 软 三、动画连接 件 及 四、组态软件的变量系统 其 应 五、脚本程序 用 六、复杂图形对象的组态及应用 课程：
Delphi,C++Builder.
发展趋势
1、组态软件作为单独行业的出现是历史的必然； 网络技术发展——不同DCS数据采集和远程监控 可能了（用MODEM或ISDN等将各DCS装置连 起来，通过TCP/IP协议通信）
2、现场总线技术的成熟更加促进了组态软件的 应用 ——一种特殊的网络技术。
3、能够同时兼容多种操作系统平台是组态软件 的发展方向之一
计算机控制系统6复杂图形对象xy曲线历史报表总貌对实时数据库中某一区域或区域中某个单元中所有点的信息的集中显示其内容包括变量名当前值报警状态点说明工程单位等可以用脚本程序控制通过总貌对象所属的区域号和单元号达到通过一个总貌对象察看全部区域中全部单元数据的目的
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监 控 组 态 软 件 及 其 应 用
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第二节 监控组态软件的图形界面及其 一、组态软件的系统构成及其简介 监生成系统 组态生成——应用程序 控 一、组态软件的系统构成及其简介 1、组态软件的结构划分 组 （1）以使用软件的工作阶段划分（按系统环境 态 二、图形开发环境 划分） 软 a.三、动画连接 件 系统开发环境。由若干个组态程序组成，如 图形界面组态程序、实时数据库组态程序等 及 四、组态软件的变量系统 B 其 b. 系统运行环境。由若干个运行程序组成， 如图形界面运行程序、实时数据库运行程序等 应 五、脚本程序 在线组态技术 用 六、复杂图形对象的组态及应用 课程：
发展趋势
4、组态软件在嵌入式整体方案中发挥更大作用 windows CE,Linux,windows 3.2,dos
5 、 组 态 软 件 在 CIMS 应 用 中 将 起 到 重 要 作 用 （1） 充当DCS(含PLC)的操作站软件，尤其是 PC-based监控系统 （2） 技术改造——各部门之间（自动化程度 不同引起不协调）的协调 （3） 解决分散的“自动化孤岛”互连问题。 组态软件在CIMS应用中发展为大型平台软件， 以原有的图形用户接口、I/O驱动、分布式实时 数据库、软逻辑等为基础将派生出大量的实用软 件组件，如先进控制软件包、数据分析工具等。
特点
自动化工程技术人员如何使用组态软件？
第一步
自动化工程技术人员在组态软件中只需填写一些事先 设计的表格，再利用图形功能就把被控对象 第二步
第三步
（如反应罐、温度计、锅炉、趋势曲线、报表等）形 像地画出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与 I/O设备的实时数据进行逻辑连接。当由组态软件生 成的应用系统投入运行后，与被控对象相连的I/O设 备数据发生变化会直接带动被控对象的属性变化。若 要对应用系统进行修改，也十分方便，这就是组态软 件的方便性。
发展趋势
6、信息化社会的到来为组态软件拓展了更多的 应用领域 如何制订未来的发展战略，如何开拓市场？ 组态软件涉及自动控制理论及技术、计算机理论 及技术、通信及网络技术、人机界面技术 （CRT技术）等多个学科——要求人才
第一节 监控组态软件及其发展 监 控 组 态 软 件 及 其 应 用 一、引言 二、历史背景机发展趋势 三、设计思想及特点
四、组态软件的数据流
五、在自动监控系统中的地位
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特点
组态软件的特点是实时多任务。包括数据采集与输出、 数据处理与算法实现、图形显示及人机对话、实时数 据的存储、检索管理、实时通信等，这些任务要在同 一台计算机上同时运行。
特点
组态软件主要解决的问题： （1） 如何与采集、控制设备间进行数据交换。
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对组态软件的性能要求
实时多任务； 高可靠性； 标准化： ——组态软件本身的标准尚难统一。
IEC1131-3开放型国际编程标准——用于规范DCS和PLC 中的控制用编程语言，它规定了四种编程语言标准（梯形 图、结构化高级语言、方框图、指令助记符） OLE（目标的连接与嵌入）、OPC（过程控制用OLE）是 微软公司编程技术标准，目前广泛采用。 TCP/IP通信。 UNIX和WINDOWS各自的图形标准。
第一节 监控组态软件及其发展
一、引言 二、历史背景及发展趋势
三、设计思想及特点
四、组态软件的数据流 五、在自动监控系统中的地位
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监 控 组 态 软 件 及 其 应 用
第一节 监控组态软件及其发展 一、引言 二、历史背景及发展趋势 三、设计思想及特点
四、组态软件的数据流
五、在自动监控系统中的地位
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监 控 组 态 软 件 及 其 应 用
第一节 监控组态软件及其发展 一、引言 二、历史背景机发展趋势 三、设计思想及特点
四、组态软件的数据流
五、在自动监控系统中的地位
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组态软件的数据流图
图形界面系统
报警通知
实时数据库系统
处历 理史 数 据
数据库冗余 控制 实时数据库 内核 I/O数据连接 第三方程序接口
（1）
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设计思想
（2） 控制功能组件 以基于PC的策略编辑/生成组件（也称软 逻辑或软PLC）（以IEC1131-3为 标准）为代表，是主要组成部分。面向对 象，但不唯一地由事件触发，它象PLC中 的梯形图一样按照顺序周期地执行。—— 降低成本
课程：
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设计思想
（3） 实时数据库 更为重要的组件。如同飞机的“黑匣 子”。 保存所有数据是防止体丢失信息的最好方法。
(4) 通信及第三方程序接口组件
开放系统的标志，是组态软件与第三方程序交互及实现远程数 据访问的重要手段之一。它的作用 : a)用于双机冗余系统中，主机与从机间的通信。 b)用于构建分布式HMI/SCADA应用时多机间的通信。 c)在基于internet或Browser/Server(B/S)应用中实现通信功能。
特点
组态软件的特点是实时多任务； 接口开放； 使用灵活； 功能多样； 运行可靠。
设计思想
多任务，组态软件由若干组件构成——组件 数目和功能在不断增强。“面向对象”。 每一类组件设计思想有所不同。
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设计思想
一般的组态软件由下列组件组成：
（1）图形界面系统 构构成现场各过程图形的画面被划分为3类简单对象：线 、填充形状和文本。 对象——静态和动态属性； 例如，用一个矩形填充体模拟现场的液位，在组态这个矩 形的填充属性时，指定代表液位的工号名称、液位的上下 限及对应的填充高度，就完成了液位的图形组态。——称 为动画连接。 报警通知及确认、报表组态及打印、历史数据查询与显示 等功能。各种报警、报表、趋势都是动画连接的对象，其 数据源都可以通过组态来指定。 脚本语言扩充功能。 课程：
Iconics PC Soft Citech
AIMAX Cimplicity WinCC RSView32 Think&Do LabView Genesis WizCon Citech
国别 美国 美国 美国 美国 美国 德国 美国 美国 美国 美国 以色列 澳大利亚
目前中国市场上的组态软件按厂商有两大类： 国外厂商——美国Wonderware公司的 INTOUCH、美国Intellution公司的FIX、德 国西门子公司的WINCC； 国内自行开发的——Synall（太力信息产业 有限公司） 、Controlx(浙江威盛自动化有限 公司)、组态王（北京亚控公司 ）、力控 （三维科技股份有限公司）等
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4、数据分 析处理
3、实施控 制
监 控 组 态 软 件 及 其 应 用
第一节 监控组态软件及其发展 一、引言 二、历史背景机发展趋势 三、设计思想及特点
四、组态软件的数据流
五、在自动监控系统中的地位
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地位
系统的数据收集处理中心、远程监视中 心和数据转发中心，与控制、检测设备 （如DCS\PLC、智能仪表、）共同构成 快速响应/控制中心。控制方案和算法一 般在设备上组态并执行，也可以在PC上 组态，然后下装到设备执行。
第一节 监控组态软件及其发展 监 控 组 态 软 件 及 其 应 用 一、引言 二、历史背景及发展趋势 三、设计思想及特点
四、组态软件的数据流
五、在自动监控系统中的地位
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历史背景
计算机发展；
60年代，计算机涉及工业过程控制，但发展缓慢； 70年代，计算机控制走向成熟；1975年Honeywell 公司推出世界上第一套DCS TDC-2000; 由于DCS中的软件是专用和封闭的，软件成本过 高，所以80年代中后期，PC监控系统发展迅速， 组态软件越来越成为工业自动化系统的重要组成 部分。 组态软件较理想的环境是windows NT/2000。 组 态 软 件 的 开 发 工 具 ——C++ 为 主 ，
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第二节 监控组态软件的图形界面及其 一、组态软件的系统构成及其简介 监生成系统 （2）、按照成员结构划分 控 必备的典型组件包括6个 一、组态软件的系统构成及其简介 组 a. 应用程序管理器 a) 态 二、图形开发环境 b) b. 图形界面开发程序 软 c. 图形界面运行程序 c) 三、动画连接 件 d. 实时数据库系统组态程序。是建立实时 d) 及 四、组态软件的变量系统 数据库的组态工具，可以定义实时数据库的结构、 其 数据来源、数据连接、数据类型及相关的各种参 应 五、脚本程序 数。 用 六、复杂图形对象的组态及应用 课程：