第五章 工业控制软件系统及组态技术
问题1 组态软件国内外主要产品介绍。
组态软件产品于80年代初出现。①InTouch：Wonderware的InTouch软件是最早进入我国的组态软件。早期的InTouch软件采用ＤＤＥ方式与驱动程序通信，性能较差，最新的InTouch7.0版已经完全基于32位的Windows平台，并且提供了OPC支持。 ②Fix：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，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。在iFiX中，Intellution的产品与Microsoft的操作系统、网络进行了紧密的集成。
③Citech：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，为用户进行二次开发增加了难度。
④WinCC：Simens的WinCC也是一套完备的组态开发环境，Simens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的结构较复杂，用户最好经过Simens的培训以掌握WinCC的应用。
⑤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。
⑥Controx（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ODBC连接外部数据库。Controx同时提供网络支持和WevServer功能。
⑦ForceControl（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。其他常见的组态软件还有GE的Cimplicity，Rockwell的RsView，NI的LookOut，PCSoft的Wizcon以及国内一些组态软件通态软件公司的MCGS。
问题 2 说说组态软件的发展趋势。 (1) 开放性技术
组态软件正逐渐成为协作生产制造过程中不同阶段的核心系统无论是用户还是硬件供应商都将组态软件作为全厂范围内信息收集和集成的工具这就要求组态软件大量采用标准化技术如OPCDDE ActiveX 控件COM/DCOM 等使组态软件演变成软件平台在软件功能不能满足用户特殊需要时用户可以根据自己的需要进行二次开发组态软件采用标准化技术，还便于将局部的功能进行互连在全厂范围内不同厂家的组态软件也可以实现互连。 (2) 构造全厂信息平台
将生产信息和ERP 系统整合到一起使生产效率和市场效益最大化，在工业现场和ERP 之间存在着鸿沟如何使实时历史数据能够进入企业信息管理系统是现代信息工厂迫在眉睫的需求随着大型数据库技术的日益成熟，组态软件厂商在既了解企业工艺控制及生产制造需求又能完成现场历史数据的记录存储及为ERP提供生产实时数据方面有着得天独厚的优势。
(3) 瘦客户技术
(4) 基于平板电脑和PDA 的人机界面解决方案液晶价格在不断下降平板电脑的制造技术日益成熟预装了WinCE 的平板电脑在价格上功能上可靠性上比传统的工控机都显示出巨大的优势尤其在一些控制要求相对简单且需要人机界面的场合平板电脑大有取代
工控机的趋势这种趋势近几年日益明显将组态软件移植到平板电脑上不失为一个绝佳的选择平板电脑还有很好的扩展 (5) 嵌入式应用软件
目前的嵌入式应用软件主要基于DOS 和各种实时多任务操作系统大多应用在一些特殊场合和特殊设备上随着现代制造业的发展对这些特殊设备的控制也提出了更多的要求尤其是人机界面和复杂控制方面的需求PC 的小型化WinCE 的发展为满足这种需求奠定了基础为嵌入式系统量身定制的微型化的人机界面软件是组态软件厂商的新的 发展方向。
(6) 软硬件整体解决方案
问题3 组态软件与测控设备的通信原理。
组态软件通过I/O驱动程序从现场测控设备获得实时数据，对数据进行加工处理后，
一方面以图形方式显示在计算机屏幕上，来反映现场设备的运行状况；另一方面按照组态要求和操作人员的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。
一般情况下，I/O驱动程序是与设备相关的，即一种设备的驱动程序只能驱动该类的
设备。设备制造商会提供PC与设备间进行数字通信的接口协议和物理接口标准。物理接口标准规定使用何种通信介质、链路层的接口标准，如RS232、RS485、以太网等；接口协议规定通信双方约定的命令及数据响应格式、数据校验方式等。I/O 驱动程序主要是按照接口协议的规定向设备发送数据请求命令，对返回数据进行拆包，从中分离出所需数据（即组态的数据连接项和设备状态数据）。多数设备的通信接口协议都有若干条读写命令，分别用来读写设备上不同类别的数据，而每一条命令又可以读写同类别的多条数据，具体能读写几条是由接口协议规定的。使用组态软件做I/O数据连接的工程技术人员不必了解这些细节，只需按照I/O 驱动程序的说明书组态数据库变量与设备数据项的对应关系即可。
问题4 组态王软件的结构
“组态王6.0x”是运行于Microsoft Windows 98/2000/NT中文平台的中文界面的
人机界面软件，采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行稳定可靠。
“组态王6.0x”软件包由工程浏览器（TouchExplorer）、工程管理器（ProjManager）和画面运行系统（TouchVew）三部分组成。在工程浏览器中您可以查看工程的各个组成部分，也可以完成数据库的构造、定义外部设备等工作；工程管理器内嵌画面管理系统，用于新工程的创建和已有工程的管理。画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和工程运行系统TOUCHVEW来完成的。
TOUCHMAK是应用工程的开发环境。您需要在这个环境中完成画面设计、动画连接等工作。TOUCHMAK具有先进完善的图形生成功能；数据库提供多种数据类型，能合理地提取控制对象的特性；对变量报警、趋势曲线、过程记录、安全防范等重要功能都有简洁的操作方法。
PROJMANAGER是应用程序的管理系统。PROJMANAGER具有很强的管理功能，可用于新工程的创建及删除，并能对已有工程进行搜索、备份及有效恢复，实现数据词典的导入和导出。
TOUCHVEW是“组态王6.0x”软件的实时运行环境，在应用工程的开发环境中建立的图形画面只有在TOUCHVEW中才能运行。TOUCHVEW从控制设备中采集数据，并存在于实时数据库中。它还负责把数据的变化以动画的方式形象地表示出来，同时可以完成变量报警、操作记录、趋势曲线等监视功能，并按实际需求记录在历史数据库中。 问题 5 组态王怎样和下位机通讯
“组态王”把每一台与之通讯的设备看作是外部设备，为实现组态王和外部设备的
组态王 COM组件 设备驱动1 设备驱动2 设备驱动3 设备驱动4 计算机 模块 PLC 智能仪表 其它工控设备 外部设备 动画显示线程 数据采集线程 历史记录线程 其他线程 通讯，组态王内置了大量设备的驱动作为组态王和外部设备的通讯接口，在开发过程中您只需根据工程浏览器提供的“设备配置向导”一步步完成连接过程即可实现组态王和相应外部设备驱动的连接。在运行期间，组态王就可通过驱动接口和外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据/指令。每一个驱动都是一个COM对象，这种方式使驱动和组态王构成一个完整的系统，既保证了运行系统的高效率，也使系统有很强的扩展性。
问题6 怎样产生动画效果
数据库中建立的变量才是与现场状况同步变化，所谓“动画连接”就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系。这样，工业现场的数据，比如温度、液面高度等，当它们发生变化时，通过设备驱动，将引起实时数据库中相关联变量的变化，如果画面上有一个图素，如指针，规定了它的偏转角度与这个变量相关，就会看到指针随工业现场数据的变化而同步偏转。