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關於組態軟件的設計與開發

1?北京開運聯合 18732014250?

2?中興通訊股份有限公司?601331?

3?海信集團有限公司?448641?

4 UT斯達康通訊有限公司?386763?

5?海爾集團公司?333664?

6?神州數碼(中國)有限公司?311862?

7?浙江浙大網新科技股份有限公司?288781?

8?熊貓電子集團有限公司?233572?

9?浪潮集團有限公司?181046?

10?東軟集團有限公司?174196?

11?北京北大方正集團?171711?

12?微軟(中國)有限公司?163313?

13?朝華科技(集團)股份有限公司?155943?

14?中國計算機軟件與技術服務總公司?139890?

15?清華同方股份有限公司?135305?

16?上海貝爾阿爾卡特股份有限公司?119854?

17?山東中創軟件工程股份有限公司?116018?

18?國際商業機器(中國)有限公司(IBM) 114000?

19?大唐電信科技股份有限公司(北京) 112035?

20?摩托羅拉(中國)電子有限公司?105614?

組態軟件?

組態軟件,又稱組態監控軟件系統軟件。譯自英文SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition(數據采集與監視控制)。它是指壹些數據采集與過程控制的專用軟件。它們處在自動控制系統監控層壹級的軟件平臺和開發環境,使用靈活的組態方式,為用戶提供快速構建工業自動控制系統監控功能的、通用層次的軟件工具。組態軟件的應用領域很廣,可以應用於電力系統、給水系統、石油、化工等領域的數據采集與監視控制以及過程控制等諸多領域。在電力系統以及電氣化鐵道上又稱遠動系統(RTU System,Remote Terminal Unit)。

互聯網是個神奇的大網,組態軟件和大數據開發和軟件定制也是壹種模式,這裏提供最詳細的報價,如果真的想做,可以來這裏,這個手技的開始數字是壹八七中間的是三兒零最後的是壹四二五零,按照順序組合起來就可以找到,想說的是,除非想做或者了解這方面的內容,如果只是湊熱鬧的話,就不要來了。

組態軟件在國內是壹個約定俗成的概念,並沒有明確的定義,它可以理解為“組態式監控軟件”。“組態(Configure)”的含義是“配置”、“設定”、“設置”等意思,是指用戶通過類似“搭積木”的簡單方式來完成自己所需要的軟件功能,而不需要編寫計算機程序,也就是所謂的“組態”。它有時候也稱為“二次開發”,組態軟件就稱為“二次開發平臺”。“監控(Supervisory Control)”,即“監視和控制”,是指通過計算機信號對自動化設備或過程進行監視、控制和管理。

“組態”的概念是伴隨著集散型控制系統(Distributed Control System簡稱DCS)的出現才開始被廣大的生產過程自動化技術人員所熟知的。在工業控制技術不斷發展和應用的過程中,PC(包括工控機)相比以前的專用系統具有的優勢日趨明顯。這些優勢主要體現在:PC技術保持了較快的發展速度,各種相關技術已經成熟;由PC構建的工業控制系統具有相對較低的擁有成本;PC的軟件資源和硬件資源豐富,軟件之間的互操作性強;基於PC的控制系統易於學習和使用,可以容易地得到技術方面的支持。在PC技術向工業控制領域的滲透中,組態軟件占據著非常特殊而且重要的地位。

國外組態軟件:

1.InTouch:Wonderware(萬維公司) 是 Invensys plc“生產管理”部的壹個運營單位,是全球工業自動化軟件的領先供應商。

Wonderware的InTouch軟件是最早進入中國的組態軟件。在80年代末、90年代初,基於Windows3.1的InTouch軟件曾讓我們耳目壹新,並且InTouch提供了豐富的圖庫。但是,早期的InTouch軟件采用DDE方式與驅動程序通信,性能較差,最新的InTouch7.0版已經完全基於32位的Windows平臺,並且提供了OPC支持。

2.IFix:GE Fanuc 智能設備公司由美國通用電氣公司(GE)和日本Fanuc公司合資組建,提供自動化硬件和軟件解決方案,幫助用戶降低成本,提高效率並增強其盈利能力。

3.Citech:悉雅特集團(Citect)是世界領先的提供工業自動化系統、設施自動化系統、實時智能信息和新壹代 MES 的獨立供應商。

4.WinCC:西門子自動化與驅動集團(A&D)是西門子股份公司中最大的集團之壹,是西門子工業領域的重要組成部分。

Siemens的WinCC也是壹套完備的組態開發環境,Simens提供類C語言的腳本,包括壹個調試環境。WinCC內嵌OPC支持,並可對分布式系統進行組態。但WinCC的結構較復雜,用戶最好經過Siemens的培訓以掌握WinCC的應用。

5.ASPEN-tech (艾斯苯公司) ?InfoPlus.21

艾斯苯公司(AspenTechnology,Inc.)是壹個為過程工業(包括化工、石化、煉油、造紙、電力、制藥、半導體、日用化工、食品飲料等工業)提供企業優化軟件及服務的領先供應商.

6.Movicon:是意大利自動化軟件供應商PROGEA公司開發。該公司自1990年開始開發基於Windows平臺的自動化監控軟件,可在同壹開發平臺完成不同運行環境的需要。特色之處在於完全基於XML,又集成了VBA兼容的腳本語言及類似STEP-7指令表的軟邏輯功能。

7.GENESIS 64:美國著名獨立組態軟件供應商,創立於1986年。在HMI/SCADA產品和管理可視化開發領域壹直處於世界領先水平,ICONICS同時也是微軟的金牌合作夥伴,其產品是建立在開放的工業標準之上的。2007年推出了業內首款集傳統SCADA、3D、GIS於壹體的組態軟件GENESIS 64。

國內品牌編輯

1.紫金橋Realinfo:由紫金橋軟件技術有限公司開發,該公司是由中石油大慶石化總廠出資成立的。

2.Hmibuilder:由縱橫科技(HMITECH)開發,實用性強,性價比高,市場主要搭配HMITECH硬件使用。

3.世紀星:由北京世紀長秋科技有限公司開發。產品自1999年開始銷售。

4.三維力控:由北京三維力控科技有限公司開發,核心軟件產品初創於1992年。

5組態王KingView:由北京亞控科技發展有限公司開發,該公司成立於1997年。1991年開始創業,1995年推出組態王1.0版本,在市場上廣泛推廣KingView6.53、KingView6.55版本,每年銷量在10,000套以上,在國產軟件市場中市場占有率第壹。

6.MCGS:由北京昆侖通態自動化軟件科技有限公司開發,分為通用版、嵌入版和網絡版,其中嵌入版和網絡版是在通用版的基礎開發來的[2] ?,在市場上主要是搭配硬件銷售。

7.態神:態神是由南京新迪生軟件技術有限公司開發,核心軟件產品初創於2005,是首款3d組態軟件.

8.uScada免費組態軟件

uScada是國內著名的免費組態軟件,是專門為中小自動化企業提供的監控軟件方案。uScada包括常用的組態軟件功能,如畫面組態,動畫效果,通訊組態,設備組態,變量組態,實時報警,控制,歷史報表,歷史曲線,實時曲線,棒圖,歷史事件查詢、腳本控制,網絡等功能,可以滿足壹般的小型自動化監控系統的要求。軟件的特點是小巧、高效、使用簡單。uScada也向第三方提供軟件源代碼進行二次開發,但是源碼需收費。

9.Controx(華富開物)由北京華富遠科技術有限公司開發,軟件版本分為通用版、嵌入版(CE)、網絡版、分布式式版本。

10.E-Form++組態源碼解決方案(重點推薦):

E-Form++可視化源碼組件庫組態軟件解決方案,該解決方案提供了全部100% 超過50萬行Visual C++/MFC源代碼,可節省大量的開發時間。

11.iCentroView 由上海寶信軟件股份有限公司開發。平臺支持:權限管理、冗余管理、集中配置、預案聯動、多媒體集成、主流通訊協議通訊、GIS等,並擁有自身研發的實時數據庫,為數據挖掘與利用提供必要條件。能夠實現對底層設備的實時在線監測與控制(設備啟停、參數調整等)、故障報警、事件查詢、統計分析等功能。

12.QTouch 由著名的QT類庫開發而成,完全具有跨平臺和統壹工作平臺特性,可以跨越多個操作系統,如unix、linux、windows等,同時在多個操作上實現統壹工作平臺,即可以在windows上開發組態,在linux上運行等。QTouch是HMI/SCADA組態軟件,提供嵌入式linux平臺的人機界面產品。

13 易控 易控組態軟件由九思易公司開發。

隨著工業自動化水平的迅速提高,計算機在工業領域的廣泛應用,人們對工業自動化的要求越來越高,種類繁多的控制設備和過程監控裝置在工業領域的應用,使得傳統的工業控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。在開發傳統的工業控制軟件時,當工業被控對象壹旦有變動,就必須修改其控制系統的源程序,導致其開發周期長;已開發成功的工控軟件又由於每個控制項目的不同而使其重復使用率很低,導致它的價格非常昂貴;在修改工控軟件的源程序時,倘若原來的編程人員因工作變動而離去時,則必須同其他人員或新手進行源程序的修改,因而更是相當困難。通用工業自動化組態軟件的出現為解決上述實際工程問題提供了壹種嶄新的方法,因為它能夠很好地解決傳統工業控制軟件存在的種種問題,使用戶能根據自己的控制對象和控制目的的任意組態,完成最終的自動化控制工程。

組態軟件是有專業性的。壹種組態軟件只能適合某種領域的應用。組態的概念最早出現在工業計算機控制中,如:DCS(集散控制系統)組態、PLC(可編程控制器)梯形圖組態;人機界面生成軟件就叫工控組態軟件。在其他行業也有組態的概念,如AutoCAD,PhotoShop等。不同之處在於,工業控制中形成的組態結果是用在實時監控的。從表面上看,組態工具的運行程序就是執行自己特定的任務。工控組態軟件也提供了編程手段,壹般都是內置編譯系統,提供類BASIC語言,有的支持VB,現在有的組態軟件甚至支持C#高級語言。

組態軟件大都支持各種主流工控設備和標準通信協議,並且通常應提供分布式數據管理和網絡功能。對應於原有的HMI(人機接口軟件,Human Machine Interface)的概念,組態軟件還是壹個使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具或開發環境。在組態軟件出現之前,工控領域的用戶通過手工或委托第三方編寫HMI應用,開發時間長,效率低,可靠性差;或者購買專用的工控系統,通常是封閉的系統,選擇余地小,往往不能滿足需求,很難與外界進行數據交互,升級和增加功能都受到嚴重的限制。組態軟件的出現使用戶可以利用組態軟件的功能,構建壹套最適合自己的應用系統。隨著它的快速發展,實時數據庫、實時控制、SCADA、通訊及聯網、開放數據接口、對I/O設備的廣泛支持已經成為它的主要內容,監控組態軟件將會不斷被賦予新的內容。

組態(Configuration)為模塊化任意組合。通用組態軟件主要特點:

⑴延續性和可擴充性。用通用組態軟件開發的應用程序,當現場(包括硬件設備或系統結構)或用戶需求發生改變時,不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級;

⑵封裝性(易學易用),通用組態軟件所能完成的功能都用壹種方便用戶使用的方法包裝起來,對於用戶,不需掌握太多的編程語言技術(甚至不需要編程技術),就能很好地完成壹個復雜工程所要求的所有功能;

⑶通用性,每個用戶根據工程實際情況,利用通用組態軟件提供的底層設備(PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等)的I/O Driver、開放式的數據庫和畫面制作工具,就能完成壹個具有動畫效果、實時數據處理、歷史數據和曲線並存、具有多媒體功能和網絡功能的工程,不受行業限制。

組態軟件通常有以下幾方面的功能:

(1)強大的界面顯示組態功能。目前,工控組態軟件大都運行於Windows環境下,充分利用Windows的圖形功能完善界面美觀的特點,可視化的m風格界面、豐富的工具欄,操作人員可以直接進人開發狀態,節省時間。豐富的圖形控件和工況圖庫,既提供所需的組件,又是界面制作向導。提供給用戶豐富的作圖工具,可隨心所欲地繪制出各種工業界面,並可任意編輯,從而將開發人員從繁重的界面設計中解放出來,豐富的動畫連接方式,如隱含、閃爍、移動等等,使界面生動、直觀。

(2)良好的開放性。社會化的大生產,使得系統構成的全部軟硬件不可能出自壹家公司的產品,“異構”是當今控制系統的主要特點之壹。開放性是指組態軟件能與多種通信協議互聯,支持多種硬件設備。開放性是衡量壹個組態軟件好壞的重要指標。

組態軟件向下應能與低層的數據采集設備通信,向上能與管理層通信,實現上位機與下位機的雙向通信。

(3) 豐富的功能模塊。提供豐富的控潲功能庫,滿足用戶的測控要求和現場要求。利用各種功能模塊,完成實時監控 產生功能報表 顯示歷史曲線、實時曲線、提醒報警等功能,使系統具有良好的人機界面,易於操作,系統既可適用於單機集中式控制、DCS分布式控制,也可以是帶遠程通信能力的遠程測控系統。

(4)強大的數據庫。配有實時數據庫,可存儲各種數據,如模擬量、離散量、字符型等,實現與外部設備的數據交換。

(5)可編程的命令語言。有可編程的命令語言,使用戶可根據自己的需要編寫程序,增強圖形界面

(6)周密的系統安全防範,對不同的操作者,賦予不同的操作權眼,保證整個系統的安全可靠運行。

(7)仿真功能.捉供強大的仿真功能使系統並行設計,從而縮短開發周期。

發展趨勢編輯

自2000年以來,國內監控組態軟件產品、技術、市場都取得了飛快的發展,應用領域日益拓展,用戶和應用工程師數量不斷增多。充分體現了“工業技術民用化”的發展趨勢。

監控組態軟件是工業應用軟件的重要組成部分,其發展受到很多因素的制約,歸根結底,是應用的帶動對其發展起著最為關鍵的推動作用。

關於新技術的不斷湧現和快速發展對監控組態軟件會產生何種影響,有人認為隨著技術的發展,通用組態軟件會退出市場,例如有的自動化裝置直接內嵌“Web Server”實時畫面供中控室操作人員訪問。

作者並不這樣認為。用戶要求的多樣化,決定了不可能有哪壹種產品囊括全部用戶的所有的畫面要求,最終用戶對監控系統人機界面的需求不可能固定為單壹的模式,因此最終用戶的監控系統是始終需要“組態”和“定制”的。這就是監控組態軟件不可能退出市場的主要原因,因為需求是存在且不斷增長的。

監控組態軟件是在信息化社會的大背景下,隨著工業IT技術的不斷發展而誕生、發展起來的。在整個工業自動化軟件大家庭中,監控組態軟件屬於基礎型工具平臺。監控組態軟件給工業自動化、信息化、及社會信息化帶來的影響是深遠的,它帶動著整個社會生產、生活方式的變化,這種變化仍在繼續發展。因此組態軟件作為新生事物尚處於高速發展時期,目前還沒有專門的研究機構就它的理論與實踐進行研究、總結和探討,更沒有形成獨立、專門的理論研究機構。

近5年來,壹些與監控組態軟件密切相關的技術如OPC、OPC-XML、現場總線等技術也取得了飛速的發展,是監控組態軟件發展的有力支撐。

發展情況

7.2.1 監控組態軟件日益成為自動化硬件廠商爭奪的重點

整個自動化系統中,軟件所占比重逐漸提高,雖然組態軟件只是其中壹部分,但因其滲透能力強、擴展性強,近年來蠶食了很多專用軟件的市場。因此,監控組態軟件具有很高的產業關聯度,是自動化系統進入高端應用、擴大市場占有率的重要橋梁。在這種思路的驅使下,西門子的WinCC在市場上取得巨大成功。目前,國際知名的工業自動化廠商如Rockwell、GE Fanuc、Honeywell、西門子、ABB、施耐德、英維思等均開發了自己的組態軟件。

監控組態軟件在DCS操作站軟件中所占比重日益提高

繼FOXBORO之後,Euro therm(歐陸)、Delta V、PCS7等DCS系統紛紛使用通用監控組態軟件作為操作站。同時,國內的DCS廠家也開始嘗試使用監控組態軟件作為操作站。

在大學和科研機構,越來越多的人開始從事監控組態軟件的相關技術研究

7.2.2 集成化、定制化

從軟件規模上看,大多數監控組態軟件的代碼規模超過100萬行,已經不屬於小型軟件的範疇了。從其功能來看,數據的加工與處理、數據管理、統計分析等功能越來越強。

監控組態軟件作為通用軟件平臺,具有很大的使用靈活性。但實際上很多用戶需要“傻瓜”式的應用軟件,即需要很少的定制工作量即可完成工程應用。為了既照顧“通用”又兼顧“專用”,監控組態軟件拓展了大量的組件,用於完成特定的功能,如批次管理、事故追憶、溫控曲線、油井示功圖組件、協議轉發組件、ODBCRouter、ADO曲線、專家報表、萬能報表組件、事件管理、GPRS透明傳輸組件等。

7.2.3縱向:功能向上、向下延伸

組態軟件處於監控系統的中間位置,向上、向下均具有比較完整的接口,因此對上、下應用系統的滲透能力也是組態軟件的壹種本能,具體表現為:

向上

其管理功能日漸強大,在實時數據庫及其管理系統的配合下,具有部分MIS、MES或調度功能。尤以報警管理與檢索、歷史數據檢索、操作日誌管理、復雜報表等功能較為常見。

向下

日益具備網絡管理(或節點管理)功能:在安裝有同壹種組態軟件的不同節點上,在設定完地址或計算機名稱後,互相間能夠自動訪問對方的數據庫。組態軟件的這壹功能,與OPC規範以及IEC61850規約、BACNet等現場總線的功能類似,反映出其網絡管理能力日趨完善的發展趨勢。

軟PLC、嵌入式控制等功能:除組態軟件直接配備軟PLC組件外,軟PLC組件還作為單獨產品與硬件壹起配套銷售,構成PAC控制器。這類軟PLC組件壹般都可運行於嵌入式Linux操作系統。

OPC服務軟件:OPC標準簡化了不同工業自動化設備之間的互聯通訊,無論在國際上還是國外,都已成為廣泛認可的互聯標準。而組態軟件同時具備OPC Server和OPC Client功能,如果將組態軟件豐富的設備驅動程序根據用戶需要打包為OPCServe單獨銷售,則既豐富了軟件產品種類又滿足了用戶的這方面需求,加拿大的Matrikon公司即以開發、銷售各種OPCServer軟件為主要業務,已經成為該領域的領導者。監控組態軟件廠商擁有大量的設備驅動程序,因此開展OPCSever軟件的定制開發具有得天獨厚的優勢。

工業通信協議網關:它是壹種特殊的Gateway,屬工業自動化領域的數據鏈產品。OPC標準適合計算機與工業I/O設備或桌面軟件之間的數據通訊,而工業通信協議網關適合在不同的工業I/O設備之間、計算機與I/O設備之間需要進行網段隔離、無人值守、數據保密性強等應用場合的協議轉換。市場上有專門從事工業通訊協議網關產品開發、銷售的廠商,如Woodhead、prolinx等,但是組態軟件廠商將其豐富的I/O驅動程序擴展壹個協議轉發模塊就變成了通訊網關,開發工作的風險和成本極小。Multi_OPCServer和通訊網關pFieldComm都是力控ForceControl組態軟件的衍生產品。

7.2.4橫向:監控、管理範圍及應用領域擴大

只要同時涉及實時數據通訊(無論是雙向還是單向)、實時動態圖形界面顯示、必要的數據處理、歷史數據存儲及顯示,就存在對組態軟件的潛在需求。

除了大家熟知的工業自動化領域,近幾年以下領域已經成為監控組態軟件的新增長點:

設備管理或資產管理(PAM,Plant Asset Management)。此類軟件的代表是艾默生公司的設備管理軟件AMS。據ARC機構預測,到2009年全球PAM的業務量將達到19億美元。PAM所包含的範圍很廣,其***同點是實時采集設備的運行狀態,累積設備的各種參數(如運行時間、檢修次數、負荷曲線等),及時發現設備隱患、預測設備壽命,提供設備檢修建議,對設備進行實時綜合診斷。

針對過程控制和自動化控制,美國ICONICS公司推出了註重設備故障檢測和診斷的分析管理軟件Facility AnalytiX,Facility AnalytiX?是壹個帶有預測功能的樓宇自動化解決方案,它以ICONICS先進的故障檢測和診斷(FDD)引擎作為核心。它的內部算法會權衡各種故障可能性,並據此建議管理者,操作人員和維修工采取措施以防設備故障發生或者產生能源浪費。當設備發生故障時,先進的軟件技術會自動提供壹個可能故障原因的分類列表,這樣就可以減少停機時間並降低故障診斷和故障恢復的成本。目前已經在美國電力和園區級樓宇項目得到廣泛的應用。

先進控制或優化控制系統。在工業自動化系統獲得普及以後,為提高控制質量和控制精度,很多用戶開始引進先進控制或優化控制系統。這些系統包括自適應控制、(多變量)預估控制、無模型控制器、魯棒控制、智能控制(專家系統、模糊控制、神經網絡等)、其他依據新控制理論而編寫的控制軟件等。這些控制軟件的常項是控制算法,使用監控組態軟件主要解決控制軟件的人機界面、與控制設備的實時數據通訊等問題。

工業仿真系統。仿真軟件為用戶操作模擬對象提供了與實物幾乎相同的環境。仿真軟件不但節省了巨大的培訓成本開銷,還提供了實物系統所不具備的智能特性。仿真系統的開發商專長於仿真模塊的算法,在實時動態圖形顯示、實時數據通訊方面不壹定有優勢,力控?;監控組態軟件與仿真軟件間通過高速數據接口聯為壹體,在教學、科研仿真應用中應用越來越廣泛。

電網系統信息化建設。電力自動化是監控組態軟件的壹個重要應用領域,電力是國家的基礎行業,其信息化建設是多層次的,由此決定了對組態軟件的多層次需求。

智能建築:物業管理的主要需求是能源管理(節能)和安全管理,這壹管理模式要求建築物智能設備必須聯網,首先有效地解決信息孤島問題,減少人力消耗,提高應急反應速度和設備預期壽命,智能建築行業在能源計量、變配電、安防&;門禁、消防系統系統聯入IBMS服務器方面需求旺盛。

公***安全監控與管理:公***安全的隱患可造成突發事件應急失當,容易造成城市公***設施癱瘓、人員群死群傷等惡性災難。公***安全監控包括:

人防(車站、廣場)等市政工程有毒氣體濃度監控及火災報警。

水文監測:包括水位、雨量、閘位、大壩的實時監控。

重大建築物(如橋梁等)健康狀態監控:及時發現隱患,預報事故的發生。

機房動力環境監控:在電信、鐵路、銀行、證券、海關等行業以及國家重要的機關部門,計算機服務器的正常工作是業務和行政正常進行的必要條件,因此存放計算機服務器的機房重地已經成為監控的重點,監控的內容包括:UPS工作參數及狀態、電池組的工作參數及狀態、空調機組的運行狀態及參數、漏水監測、發電機組監測、環境溫濕度監測、環境可燃氣體濃度監測、門禁系統監測等。

城市危險源實時監測:對存放危險源的場所、危險源行蹤的監測。避免放射性物質和劇毒物質失控地流通。

國土資源立體汙染監控:對土壤、大氣中與農業生產有關的汙染物含量進行實時監測,建立立體式實時監測網絡。

城市管網系統實時監控及調度:包括供水管網、燃氣管網、供熱管網等的監控。

相關情況

組態軟件已經成為工業自動化系統的必要組成部分,即“基本單元”或“基本元件”,因此吸引了大型自動化公司紛紛投資開發自有知識產權的組態軟件,以期依靠強大的市場產生大批量的銷售,從中獲取利潤。

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