工控组态软件

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；
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处理数据报警及系统报警； ④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行稳定可靠； ⑧具有与第三方程序的接口，方便数据共享。
组态软件都由组件组成： 1. 图形界面系统组件 2. 实时数据库系统组件 3. 第三方程序接口组件 4. 控制功能组件
图形界面系统组件的设计思想： 在图形画面生成方面，构成现场各过程图形的 画面被划分成3类简单的对象： 线 填充形状 文本。
每个简单的对象均有影响其外观的属性。
对象的基本属性包括： 线的颜色 填充颜色 位置移动等
组态软件能方便地用组态的方式实现实时数据的显示、 历史趋势的显示、棒图显示、动态数据流程的显示等， 形成各种打印报表、并具有与各种DCS和PLC的数据 通信功能。 其开放式结构可以允许将先进控制软件及在线优化软 件嵌入其主控程序中；同时可以方便地实现先进控制 系统及在线操作优化算法的投运和切断。 目前比较有名的这类软件有：美国INTELLUTION 公 司的 FIX、WONDERWARE 公司的 Intouch、德国 SIEMENS公司的 WinCC、我国的组态王等
通信及第三方程序接口组件的设计思想： ①用于双机冗余系统中，主机与从机间的通信。 ②用于构建分布式HMI（Human Machine Interface人 机界面）／SCADA应用时多机间的通信。 ③在基于Internet或Browser／Server(B／S)应用中实 现通信功能。
组态软件分类介绍
高度 宽度 取向
这些属性可以是静态的，也可以是动态的。
静态属性在系统投入运行后保持不变，与原来 组态时一致。
动态属性则与表达式的值有关，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。 这种对象的动态属性 随表达式值的变化而实时改变。
在图形界面上具备下列功能： 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。 在图形界面中，各类组态软件普遍提供了一种类 C/Basic语言的编程工具——脚本语言来扩充其功能。
实时数据库组件的设计思想： 实时数据库可以存储每个工艺点的多年数据，用
户既可浏览工厂当前的生产情况，又可回顾过去的生 产情况。
自底向上模块化设计 自顶向下模块化设计 2. 结构化程序设计 从整个程序的层次结构出发，突出程序模块之间 的关系，用结构图表达 自顶向下逐步求精，单入口单出口 三种基本控制结构：顺序、选择、循环
8.1.2 高级语言与汇编语言混合编程
1.汇编语言编程
程序执行速度快，实时功能强，要求的硬件少。
2.高级语言编程
组态软件的功能主要包括： ① 控制组态 ② 图形组态 ③ 显示组态 ④ I/O通道登记 ⑤ 单位通道登记 ⑥ 趋势曲线登记 ⑦ 报警系统登记 ⑧ 报表生成系统
8.2.1 组态软件的特点
1. 延续性和可扩展性 2. 封装性（易学易用） 3. 通用性（不受行业限制） 4. 实时多任务
8.2.2 组态软件的设计思想
计算机控制系统的应用软件要实现对生产过程 的实时控制和管理，通常由以下四部分组成：
➢数据收集部分：及时从外部环境收集实时数 据并进行格式化 ➢数据分析部分：按照应用的需求对数据进行 分析处理 ➢输出控制部分：根据实时数据信息分析结果 及时作出响应 ➢监督部分：用来协调上述各部分的工作
工控软件的主要特性
第六章 工控组态软件
在计算机控制系统中，硬件是基础，而过程控 制应用软件是整个系统的关键。
目前市场上可直接购买到大多数成型硬件，软 件水平的高低就决定整个系统的性能。
所谓应用软件就是面向控制系统本身的程序， 它是根据系统的具体要求，由用户自己设计的。 它往往涉及应用领域的专业知识，采用工具软 件编制，在系统软件的支持下运行。
➢系统的可扩wk.baidu.com性能如何
8.1 程序设计技术
在进行计算机控制系统设计时， 大量的工作就是如何根据各个 生产过程的实际需要设计应用 程序。 程序设计过程见右图： 分析用户需求10％ 编写程序说明10％ 设计编写程序代码30％ 测试调试 >40％
8.1.1 模块化与结构化程序设计
1.模块化程序设计 把一个复杂的大系统分解为若干个功能子模块， 简化了设计但会造成大量过程间的连接困难
1. 开放性 2. 实时性 3. 网络集成化 4. 智能化 5. 人机界面友好 6. 多任务多线程性
衡量应用软件性能优劣的主要指标是：
➢系统功能是否完善：能否完成各种需要的应 用功能
➢各种功能能否良好地协调运行：如进行实时 采样和控制输出的同时可以显示实时画面、打 印报表和进行数据通信等操作
➢人机接口是否友好：要有丰富的画面和报表 显示，操作方便灵活
工业控制组态软件是标准化、规模化、商品化的 通用过程控制软件。 “组态”configuration的概 念是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进 行配置，用户在不需要编代码程序的情况下，便 可生成适合自己需求的应用系统。
工程师可以不必非常熟悉计算机硬件和程序设计 的情况下进行控制系统填表绘图式组态设计，大大 减少了应用软件的重复性、低层次、低水平的开发， 提高软件的开发效率和控制的可靠性。
（1）FIX
美国 INTLLUTION公司开发的FIX软件是一个基于 WINDOWS环境下，32位元数据采集和控制软件包， 思想体系结构先进，具有功能强大的微软标准描述语 言，具有标准的SQL/ODBC接口，具有分布式客户机/ 服务器结构，允许最大规模可扩展性，使用户可以在 企业的不同层次都很方便地获得现场实时信息，并通 过硬件加密锁使系统运行更为可靠。但价格较高。 使用FIX时首先建立数据库文件，绘制静态工艺画面， 然后再通过LINK命令建立动态连接，使数据库数据 与静态工艺画面动态地连接起来，最后通过应用程序 运行显示。
运算能力强，编写方便。
3.高级语言和汇编语言混合编程
用高级语言编写计算，图形绘制，显示，打印程序， 用汇编语言编写时钟管理，中断管理和输入输出程序 等。充分发挥汇编实时功能强和高级语言运算能力强 的优点
8.2 工业控制组态软件
随着计算机控制系统的深入发展，小规模的、解决 单一问题的应用程序已不能满足要求，可靠性和其 他性能指标也无法保证，于是由专业化公司研制开 发的工业控制组态软件开始出现。