4.1 系统组态-自动化理论

系统组态中国石油大学（华东）目录CONTENTS一引言：背景和发展组态软件的组成二231.引言传统工控软件存在的问题-一旦工业被控对象有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致开发周期延长；

-已开发成功的工控软件又因控制项目的不同而重复使用率很低，导致其价格非常昂贵；

-维护工作量大；

-可靠性差；

-不能满足工业界不断提升的要求。41.引言组态(Configure)？伴随着集散型控制系统(DCS)的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。早期——如何解决人机界面（HMI,MMI)问题？发展——实时数据库、实时控制、SCADA、通信及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持

今后——还会有新的内容。

51.引言定义-组态:英文单词configuration，含义是“配置”、“设定”、“设置”等，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。

-组态软件:组态软件则是在组态过程中，面向监控与数据采集的软件平台工具。其是一种由计算机语言编写（组态软件的开发工具以c++为主），可使得各类控制硬件组合到一起，形成一个大的能进行实时监控的应用软件。人机界面HMI/MMI(HumanMachineInterface/manmachineinterface)。61.引言定义-组态软件:组态软件是指数据采集与过程控制的专用软件，位于监控层一级的软件平台和开发环境中，能以灵活多样的组态方式提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，支持各种硬件厂家的计算机和I/O设备，与高可靠的工业控制计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。71.引言发展历史背景-随着计算机技术的发展: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DCSTDC-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。-组态软件作为单独行业的出现是历史的必然网络技术发展现场总线技术的成熟81.引言发展历史背景-充当DCS、PLC的操作站软件，尤其是基于PC的监控系统；-解决分散的“自动化孤岛”互连问题。

组态软件在CIMS

（Computer

Integrated

Manufacturing

Systems，计算机集成制造系统）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。91.引言工业控制系统层次结构（组态软件地位）101.引言国内市场的组态软件-国外厂商：

美国Wonderware公司的Intouch、美国GE公司的iFix、德国西门子公司的WinCC；-国内厂商：

亚控科技组态王、昆仑通态的MCGS、三维力控、紫金桥Realinfo。组态软件的组成122.组态软件的组成图形界面系统报警通知画面显示第三方程序接口I/O设备驱动I/OServer实时数据库系统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I/O设备

现场设备历史数据处理计算与控制报警处理132.组态软件的组成组态软件的数据流-组态软件通过I/O驱动程序从现场I/O设备获得实时数据进行加工一方面以图形方式显示；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，进行报警处理。

-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。142.组态软件的组成需要解决的问题？（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）处理数据设备报警及系统报警；（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）其它（高级功能、扩展功能）：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，最终生成的应用系统运动稳定可靠。具有与第三方程序的接口，方便数据共享。152.组态软件的组成（1）I/O驱动

-用于和I/O设备通信，互相交换数据。（2）图形界面系统-组态软件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。162.组态软件的组成（3）实时数据库-最为重要的组件，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）开放接口-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。它的作用包括: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。172.组态软件的组成（4）脚本语言扩充功能-脚本语言是扩充组态系统功能的重要手段。大多数组态软件都支持脚本语言。主要分为三种类型：一是内置的类C/Basic语言，国内的多数组态软件采用的就是这种方式；二是采用微软的VBA的编程语言；

微软的VBA是一种相对完备的开发环境，采用VBA的组态软件通常使用微软的VBA环境和组件技术，把组态系统中的对象以组件方式加以实现，使用VBA的程序对这些对象进行访问。这种方式的缺陷在于由于VisualBasic是解释执行的，所以VBA程序的一些语法错误可