浅谈组态软件的设计与开发

1?北京开云联合18732014250？

2?中兴通讯？601331?

3?海信集团有限公司？448641?

4 UT斯达康通信有限公司？386763?

5?海尔集团公司？333664?

6?神州数码(中国)有限公司？311862?

7?浙江浙大网络新技术有限公司？288781?

8?熊猫电子集团有限公司？233572?

9?浪潮集团有限公司？181046?

10?东软集团有限公司？174196?

11?北京北大方正集团？171711?

12?微软(中国)有限公司？163313?

13?超华科技(集团)有限公司？155943?

14?Cosix？139890?

15?清华同方股份有限公司？135305?

16?上海贝尔阿尔卡特有限公司？119854?

17?山东中创软件工程有限公司？116018?

18?国际商业机器(中国)有限公司(IBM) 114000？

19?大唐电信科技有限公司(北京)112035？

20?摩托罗拉(中国)电子有限公司？105614?

组态软件？

组态软件，也叫组态监控软件系统软件。翻译自英文SCADA，即监督控制和数据采集(data acquisition and monitoring control)。它是指一些用于数据采集和过程控制的特殊软件。它们位于自动控制系统监控级的软件平台和开发环境中，利用灵活的配置方式，为用户提供通用级的软件工具，快速构建工业自动控制系统的监控功能。组态软件广泛应用于电力系统、供水系统、石油、化工等行业的数据采集、监控和过程控制等领域。在电力系统和电气化铁路中也叫RTU系统，远程终端单元)。

互联网是一张神奇的大网，配置软件和大数据开发、软件定制也是一种模式。这里提供了最详细的报价。如果你真的想做，你可以来这里。这个技能的起始数是187，中间是三子零，最后是14250。按顺序组合就能找到。我想说的是，除非你想做或者懂这方面，如果只是凑热闹，那就别来了。

组态软件在国内是一个约定俗成的概念，没有明确的定义。可以理解为“配置监控软件”。“配置”的意思是“配置”、“设定”、“设置”，是指用户不需要编写计算机程序，就可以像“搭积木”一样简单地完成自己所需的软件功能，这种方式称为“配置”。有时称为“二次开发”，组态软件称为“二次开发平台”。“监督控制”，即“监视和控制”，是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理。

随着分布式控制系统(简称DCS)的出现,“组态”的概念开始被广大生产过程自动化技术人员所认识。在工业控制技术不断发展和应用的过程中，PC机(包括工控机)与以往的专用系统相比，优势越来越明显。这些优势主要体现在:PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已经成熟；PC构建的工业控制系统拥有成本相对较低；PC拥有丰富的软件资源和硬件资源，软件之间具有很强的互操作性；基于PC的控制系统易学易用，易于技术支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊和重要的地位。

国外配置软件:

1.InTouch: Wonderware(万伟公司)是Invensys plc“生产管理”部门的一个运营单位，是世界领先的工业自动化软件供应商。

Wonderware的InTouch软件是第一个进入中国的组态软件。80年代末90年代初，基于Windows3.1的InTouch软件让我们耳目一新，InTouch提供了丰富的图库。但早期的InTouch软件使用DDE与驱动程序通信，性能较差。最新的InTouch版完全基于32位Windows平台，并提供OPC支持。

2.ifix: GE发那科智能设备有限公司是美国通用电气公司(GE)和日本发那科公司的合资企业，提供自动化硬件和软件解决方案，帮助用户降低成本，提高效率，增强盈利能力。

3.Citech: Citect是全球领先的工业自动化系统、设施自动化系统、实时智能信息和新一代MES的独立供应商。

4.WinCC:西门子自动化与驱动集团(A & amp；d)它是西门子公司最大的集团之一，也是西门子工业的重要组成部分。

西门子的WinCC也是一个完整的组态开发环境。Simens提供了类似C的脚本，包括一个调试环境。WinCC嵌入了OPC支持，可以配置分布式系统。但是WinCC的结构比较复杂，用户需要经过西门子的培训才能掌握WinCC的应用。

5.阿斯彭理工大学？InfoPlus.21

AspenTechnology，Inc .是流程工业企业优化软件和服务的领先供应商，包括化学工业、石油化工、炼油工业、造纸工业、电力工业、制药工业、半导体工业、日用化学工业、食品和饮料工业等。

6.Movicon:由意大利自动化软件供应商PROGEA开发。自1990以来，公司一直在开发基于Windows平台的自动监控软件，在同一开发平台上可以满足不同运行环境的需求。它完全基于XML，集成了VBA兼容的脚本语言和类似于STEP-7指令表的软逻辑功能。

7.GENESIS 64:美国著名独立组态软件供应商，成立于1986。在HMI/SCADA产品和管理可视化开发领域，ICONICS是微软的黄金合作伙伴，其产品基于开放的工业标准。2007年，首款集成传统SCADA、3D和GIS的组态软件GENESIS 64推出。

国内品牌编辑

1.紫金桥Realinfo:由中国石油大庆石化总厂出资成立的紫金桥软件技术有限公司开发。

2.Hmibuilder:由HMITECH开发，实用性强，性价比高，市场主要配合HMITECH硬件使用。

3.世纪星:由北京世纪长球科技有限公司开发，产品自1999开始销售。

4.3D力控:由北京3D力控科技有限公司开发，核心软件产品创立于1992。

组态王:由北京亚控科技发展有限公司开发，该公司成立于1997。1991年开始创业，1995年组态王6.53和组态王6.55在市场上广泛普及，年销量超过10000套，居国内软件市场第一。

6.MCGS:由北京昆仑通泰自动化软件技术有限公司开发，分为通用版、嵌入式版和网络版，其中嵌入式版和网络版是在通用版的基础上开发的[2]？，市场上以硬件销售为主。

7.状态神:状态神由南京新迪生软件科技有限公司开发，其核心软件产品创立于2005年，是第一款3d组态软件。

8.uScada免费配置软件

UScada是国内知名的免费组态软件，是专门为中小型自动化企业提供的监控软件方案。UScada包含常用组态软件功能，如屏幕组态、动画效果、通讯组态、设备组态、变量组态、实时报警、控制、历史报表、历史曲线、实时曲线、条形图、历史事件查询、脚本控制、网络等，可以满足一般小型自动监控系统的要求。该软件的特点是小巧、高效、易用。UScada也向第三方提供软件源代码进行二次开发，但源代码需要收费。

9.Contox(华福吴凯)由华福元恪科技有限公司开发，软件版本分为通用版、嵌入式版(CE)、网络版和分布式版。

10.电子表格++配置源代码解决方案(推荐):

E-Form++ visual source组件库配置软件解决方案，提供全部100% Visual C++/MFC源代码50万行以上，可以节省大量开发时间。

11.iCentroView由上海宝信软件有限公司开发，平台支持:权限管理、冗余管理、集中配置、计划联动、多媒体集成、主流通信协议通信、GIS等。，并有自己的实时数据库，为数据挖掘和利用提供必要的条件。可实现实时在线监测和控制(设备启停、参数调整等。)、故障报警、事件查询、统计分析等底层设备的功能。

12.QTouch由著名的QT类库开发，具有跨平台、统一工作平台的特点。它可以跨越unix、linux、windows等多个操作系统，同时在多个操作上实现统一的工作平台，即可以在windows上开发配置，又可以在linux上运行。QTouch是HMI/SCADA组态软件，提供嵌入式linux平台的人机界面产品。

13易控组态软件是由九思易控公司开发的。

随着工业自动化水平的迅速提高和计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高。各种控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件无法满足用户的各种需求。在开发传统工业控制软件时，一旦工业被控对象发生变化，就需要修改其控制系统的源程序，导致开发周期长；已经开发成功的工控软件，由于各个控制项目的差异，复用率低，导致其价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，如果原程序员因为工作变动而离职，那么和其他人员或者新手一起修改源程序就比较困难。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种全新的方法，因为它可以很好地解决传统工业控制软件中存在的各种问题，使用户可以根据自己的控制对象和控制目的来完成最终的自动化控制工程。

配置软件是专业的。一个组态软件只能应用在某个领域。组态的概念最早出现在工业计算机控制中，如:DCS(分布式控制系统)组态、PLC(可编程控制器)梯形图组态；人机界面生成软件称为工控组态软件。还有就是其他行业的配置概念，比如AutoCAD，PhotoShop。不同的是工控中形成的组态结果用于实时监控。从表面上看，配置工具的运行程序是执行自己的特定任务。工控组态软件也提供了编程手段。一般是内置编译系统，提供类BASIC语言，有的支持VB，现在有的组态软件甚至支持C#高级语言。

组态软件大多支持各种主流工业控制设备和标准通信协议，通常应提供分布式数据管理和网络功能。与HMI(人机界面)的原始概念相对应，组态软件也是一种使用户能够快速建立自己的HMI的软件工具或开发环境。在组态软件出现之前，工业控制领域的用户手工或委托第三方编写HMI应用程序，导致开发时间长、效率低、可靠性差。或者买专门的工控系统，通常是封闭系统，选择余地很小，往往不能满足需求。难以与外界互动，升级和添加功能受到严重限制。组态软件的出现使用户能够利用组态软件的功能构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通信与网络、开放的数据接口和对I/O设备的广泛支持已成为其主要内容，监控组态软件将不断被赋予新的内容。

配置是模块化的任意组合。通用组态软件的主要特点:

(1)连续性和可扩展性。当现场(包括硬件设备或系统结构)或用户需求发生变化时，用通用组态软件开发的应用程序不需要做太多修改就可以轻松完成软件更新升级。

(2)封装(易学易用)，将一般组态软件能完成的功能以用户友好的方式打包。对于用户来说，不需要掌握太多的编程语言技术(甚至编程技术)，就可以很好的完成一个复杂项目所需的所有功能；

⑶通用性:每个用户根据项目的实际情况，利用底层设备(PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等)的I/O驱动程序，可以完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线共存、多媒体功能和网络功能的项目。)提供的通用组态软件，以及开放的数据库和图片制作工具，不受行业限制。

组态软件通常具有以下功能:

(1)强大的界面显示配置功能。目前，大多数工控组态软件运行在Windows环境下。通过充分利用Windows的图形功能来完善美观的界面，可视化的M风格界面和丰富的工具栏，操作人员可以直接进入开发状态，节省时间。丰富的图形控件和工作条件库不仅提供了所需的组件，还可以作为界面制作向导。为用户提供丰富的绘图工具，可以随意绘制各种工业界面，随意编辑，让开发者从繁重的界面设计中解脱出来。隐式、闪烁、移动等丰富的动画连接方式，使界面生动直观。

(2)开放性好。社会化大生产使得系统的所有软硬件不可能都来自一家公司的产品。“异质性”是当今控制系统的主要特征之一。开放性是指组态软件可以与各种通信协议互联，支持各种硬件设备。开放性是衡量一个组态软件质量的重要指标。

组态软件应能向下与底层数据采集设备通信，向上与管理层通信，实现上位机与下位机的双向通信。

(3)功能模块丰富。提供丰富的控制函数库，满足用户的测控要求和现场要求。利用各种功能模块，实时监控可以产生功能报表、显示历史曲线、实时曲线、提醒报警等功能，使系统具有良好的人机界面，易于操作。该系统可应用于单机集中控制和DCS分散控制，也可作为具有远程通信功能的远程测控系统。

(4)强大的数据库。配有实时数据库，可存储各种数据，如模拟量、离散量、字符型等。，并实现与外部设备的数据交换。

(5)可编程命令语言。有一种可编程的命令语言，使用户能够根据自己的需要编写程序，并增强图形界面。

(6)周密的系统安全防范措施，赋予不同的操作员不同的操作权限，确保整个系统安全可靠运行。

(7)模拟功能。强大的仿真功能使系统可以并行设计，从而缩短开发周期。

发展趋势编辑器

自2000年以来，国内监控组态软件产品、技术和市场取得了快速发展，应用领域日益扩大，用户和应用工程师数量不断增加。充分体现了“工业技术民用化”的发展趋势。

监控组态软件是工业应用软件的重要组成部分，其发展受到诸多因素的制约。归根结底，对其发展起最关键推动作用的还是应用。

关于新技术的不断涌现和快速发展对监控组态软件的影响，有人认为随着技术的发展，通用组态软件将退出市场。例如，一些自动化设备直接嵌入“Web服务器”实时图像，供中央控制室的操作人员访问。

笔者不这么认为。用户需求的多样化决定了任何产品都不可能覆盖所有用户的所有屏幕需求，终端用户对监控系统人机界面的需求也不可能固定在单一模式，所以终端用户的监控系统总是需要“配置”和“定制”的。这是监控组态软件不可能退出市场的主要原因，因为需求是存在的，而且还在增长。

监控组态软件是在信息社会的背景下，随着工业IT技术的不断发展而诞生和发展的。在整个工业自动化软件家族中，监控组态软件属于基础工具平台。监控组态软件对工业自动化、信息化和社会信息化产生了深远的影响，带动了整个社会的生产和生活方式的变化，而且这种变化还在发展。因此，作为一个新生事物，组态软件仍处于快速发展期。目前还没有专门的研究机构对其理论和实践进行研究、总结和探讨，更谈不上形成独立的专门的理论研究机构。

近五年来，一些与监控组态软件密切相关的技术，如OPC、OPC-XML、现场总线等，也取得了快速发展，为监控组态软件的发展提供了有力的支持。

发展情况

7.2.1监控组态软件越来越成为自动化硬件厂商关注的焦点。

在整个自动化系统中，软件的比重逐渐增加。组态软件虽然只是其中的一部分，但由于其强大的渗透力和扩展性，近年来侵蚀了很多专用软件的市场。因此，监控组态软件具有高度的产业关联性，是自动化系统进入高端应用、扩大市场份额的重要桥梁。在这一理念的推动下，西门子WinCC在市场上取得了巨大的成功。目前，国际知名的工业自动化制造商如罗克韦尔、GE Fanuc、霍尼韦尔、西门子、ABB、施耐德、景顺等。开发了自己的组态软件。

监控组态软件在DCS操作站软件中的比重日益增加。

之后FOXBORO，Euro therm，Delta V，PCS7等DCS系统都使用了通用监控组态软件作为操作站。同时，国内DCS厂商也开始尝试使用监控组态软件作为操作站。

在高校和科研机构中，越来越多的人从事监控组态软件的相关技术研究。

集成和定制

从软件规模来看，大部分监控组态软件的代码规模超过654.38+0万行，已经不属于小软件的范畴。从其功能来看，数据加工处理、数据管理、统计分析等功能越来越强。

监控组态软件作为一个通用软件平台，具有很大的灵活性。但实际上，很多用户需要的是“傻瓜”应用软件，即只需要很少的定制工作就能完成工程应用。为了兼顾“通用”和“专用”，监控组态软件扩展了大量的组件来完成特定的功能，如批量管理、事故追忆、温控曲线、油井示功图组件、协议转发组件、ODBCRouter、ADO曲线、专家报告、通用报告组件、事件管理、GPRS透明传输组件等等。

7.2.3垂直:函数向上和向下延伸。

组态软件处于监控系统的中间，上下都有比较完整的接口，所以对上下应用系统的渗透能力也是组态软件的一种本能，具体体现为:

向上

它的管理功能越来越强大。在实时数据库及其管理系统的配合下，它具有一些MIS、MES或调度功能。尤其是报警管理和检索、历史数据检索、操作日志管理、复杂报表等功能更为常见。

向下

网络管理(或节点管理)功能越来越可用:使用相同配置软件的不同节点在设置地址或计算机名称后，可以自动访问彼此的数据库。组态软件的这一功能类似于OPC规范、IEC61850协议、BACNet等现场总线的功能，体现了其网络管理能力日趋完善的发展趋势。

软PLC、嵌入式控制等功能:除了直接配备软PLC元件的组态软件外，软PLC元件也作为单独产品与硬件一起出售，组成PAC控制器。这种软PLC组件一般可以运行在嵌入式Linux操作系统中。

OPC服务软件:OPC标准简化了不同工业自动化设备之间的互联和通信，已经成为国内外广泛认可的互联标准。组态软件具有OPC服务器和OPC客户端功能。如果将配置软件丰富的设备驱动程序打包成OPC Serve，根据用户需求单独出售，不仅可以丰富软件产品的种类，还可以满足用户在这方面的需求。加拿大的Matrikon公司，主要开发和销售各种OPCServer软件，已经成为这一领域的佼佼者。监控组态软件厂商拥有大量的设备驱动程序，开发定制的OPCSever软件具有独特的优势。

工业通信协议网关:是一种特殊的网关，属于工业自动化领域的数据链产品。OPC标准适用于计算机与工业I/O设备或桌面软件之间的数据通信，而工业通信协议网关适用于不同工业I/O设备之间、计算机与I/O设备之间的网段隔离、无人值守、数据保密性强等应用中的协议转换。市场上有专门从事工业通信协议网关产品开发和销售的厂商，如Woodhead、prolinx等。而组态软件厂商通过扩展一个协议转发模块，将其丰富的I/O驱动变成了通信网关，开发工作的风险和成本极小。Multi_OPCServer和通信网关pFieldComm都是力控组态软件的衍生物。

7.2.4横向:监控、管理范围和应用领域扩大。

只要涉及到实时数据通信(无论双向还是单向)、实时动态图形界面显示、必要的数据处理、历史数据存储和显示，就有对组态软件的潜在需求。

除了众所周知的工业自动化领域，以下领域也成为近年来监控组态软件新的增长点:

工厂资产管理(PAM)。这类软件的代表是艾默生的设备管理软件AMS。据ARC预测，到2009年，全球PAM业务量将达到6543.8+9亿美元。PAM覆盖面广，其* * *相似性是实时采集设备的运行状态，积累设备的各种参数(如运行时间、维修次数、负荷曲线等。)，及时发现设备隐患，预测设备使用寿命，为设备维护提供建议，对设备进行实时综合诊断。

对于过程控制和自动化控制，美国ICONICS公司推出了一款分析和管理软件Facility AnalytiX，专注于设备故障检测和诊断。是一个具有预测功能的楼宇自动化解决方案，以ICONICS先进的故障检测与诊断(FDD)引擎为核心。其内部算法将权衡各种故障的可能性，并据此建议管理人员、操作人员和维护人员采取措施，防止设备故障或能源浪费。当设备发生故障时，先进的软件技术会自动提供可能故障原因的分类列表，可以减少停机时间，降低故障诊断和恢复的成本。目前已广泛应用于美国电力和公园级建筑工程。

先进控制或优化控制系统。工业自动化系统普及后，为了提高控制质量和精度，许多用户开始引入先进控制或优化控制系统。这些系统包括自适应控制、(多变量)预测控制、无模型控制器、鲁棒控制、智能控制(专家系统、模糊控制、神经网络等)。)，以及其他根据新的控制理论编写的控制软件。这些控制软件的常数项是控制算法，监控组态软件的使用主要解决控制软件的人机界面和与控制设备的实时数据通信问题。

工业模拟系统。仿真软件为用户提供了与真实对象几乎相同的操作仿真对象的环境。仿真软件不仅节省了巨大的培训成本，还提供了物理系统所不具备的智能特性。仿真系统的开发人员专业是仿真模块的算法，在实时动态图形显示和实时数据通信方面未必有优势。；监控组态软件和仿真软件通过高速数据接口集成，广泛应用于教学和科研仿真应用中。

电网系统的信息化建设。电力自动化是监控组态软件的一个重要应用领域。电力是国家的基础产业，其信息化建设是多层次的，这就决定了对组态软件的多层次需求。

智能建筑:物业管理的主要要求是能源管理(节能)和安全管理。这种管理模式要求楼宇内的智能设备必须联网。首先，要有效解决信息孤岛问题，减少人力消耗，提高应急响应速度和设备寿命。智能建筑产业在能源计量、电力分配、安全&等方面发挥着重要作用；；非常需要将出入控制和消防系统连接到IBMS服务器。

治安监控管理:治安隐患会导致应急处置不当，容易导致城市公共设施瘫痪、人员伤亡等恶性灾害。公共安全监控包括:

人防(站、广场)等市政工程的有毒气体浓度监测和火灾报警。

水文监测:包括水位、雨量、闸位、大坝的实时监测。

主要建筑物(如桥梁)的健康监测:及时发现隐患，预测事故。

机房动力环境监控:在电信、铁路、银行、证券、海关等行业以及政府重要部门，计算机服务器的正常运行是正常业务和行政管理的必要条件，因此存放计算机服务器的机房成为监控的重点。监测内容包括:UPS的工作参数和状态、电池组的工作参数和状态、空调机组的运行状态和参数、漏水监测、发电机组监测、环境温湿度监测、环境可燃气体浓度监测。

城市危险源实时监控:监控危险源存放的地方和危险源的去向。避免放射性物质和剧毒物质不受控制的流通。

国土资源立体污染监测:对土壤、大气中与农业生产相关的污染物进行实时监测，建立立体实时监测网络。

城市管网系统实时监控调度:包括供水管网、燃气管网、供热管网的监控。