
1.2 组态软件功能的发展
组态软件功能的发展由单一的人机界面朝数据处理机方向发展,管理的数据量越来越大。最早的组态软件用来支撑自动化系统的硬件,那时候,硬件系统如果没有组态软件的支撑就很难发挥作用,甚至不能正常工作。现在的情况有了很大改观,软件部分地与硬件发生分离,大部分自动化系统的硬件和软件现在不是由同一个厂商提供,这样就为自动化软件的发展提供了可以充分发挥作用的舞台。
组态软件功能的发展随着实时数据库的不断发展将进一步加强。实时数据库存储和检索的是连续变化的过程数据,它的发展离不开高性能计算机和大容量硬盘,现在越来越多的用户通过实时数据库来分析生产情况、汇总和统计生产数据,作为指挥、决策的依据。
组态软件发展到现在功能已经非常完善,其所具功能主要有以下几个方面。
(1)组态软件完善,功能多样。组态软件提供工业标准数学模型库和控制功能库,组态模式灵活,能满足用户所需的测控要求。组态软件对测控信息的历史记录进行存储、显示、计算、分析、打印,界面操作灵活方便,具有双重安全体系,数据处理安全可靠。
(2)丰富的画面显示组态功能。组态软件提供给用户丰富方便的常用编辑工具和作图工具,提供大量的工业设备图符、仪表图符,还提供趋势图、历史曲线、组数据分析图等;提供十分友好的图形化用户界面(Graphics User Interface,GUI),包括一整套Windows风格的窗口、弹出菜单、按钮、消息区、工具栏、滚动条、监控画面等。因此,组态软件为设备的正常运行、操作人员的集中监控提供了极大的方便。
(3)强大的通信功能和良好的开放性。组态软件向下可以通过Winteligent LINK、OPC (Object Linking and Embedding for Process Control,过程控制用OLE)等与数据采集硬件通信,向上通过TCP/IP、以太网与高层管理网互联。对于动态数据交换机制(Dynamic Data Exchange,DDE)或OPC数据源,“标记/数值”对的列表会被传给DDE或OPC服务器和客户机(server/client),在服务器里写操作可能会组合在信息包里(取决于服务器的执行)。在数据库编辑器里添加了Browse OPC Server Space OPC地址浏览器,方便与OPC数据源的连接。
(4)多任务的软件运行环境、数据库管理及资源共享。组态软件基于Windows NT、Windows XP和Windows 2000,充分利用面向对象的技术和ActiveX动态连接库技术,极大地丰富了控制系统的显示画面和编程环境,从而方便灵活地实现了多任务操作。ActiveX对象是一个由第三方供应商开发的、可以直接使用的软件组件。RSView32可以通过它的属性、事件和方法来使用它所提供的功能。嵌入一个ActiveX对象,然后设定其属性或指定对象事件,该对象就可以与RSView32交互作用了。信息通过RSView32标记(Tags)在ActiveX对象和RSView32之间传递。
1.2.1 监控组态软件的发展趋势
1.组态软件作为单独行业的出现是历史的必然
市场竞争的加剧使行业分工越来越细,“大而全”的企业将越来越少(企业集团除外),每个DCS厂商必须把主要精力用于他们本身所擅长的技术领域,巩固已有优势,如果还是软硬件一起做,就很难在竞争中取胜。今后社会分工会更加细化,表面上看来功能较单一的组态软件,其市场才刚被挖掘出一点点,今后的成长空间还相当广阔。
组态软件的发展与成长和网络技术的发展与普及密不可分。曾有一段时期,各DCS厂商的底层网络都是专用的,现在则使用国际标准协议,这在很大程度上促进了组态软件的应用。例如,在大庆油田,各种油气处理装置都分布在总面积约3000km²的油田现场,要想把这些装置的实时数据进行联网共享,在几年前是不可想象的,而目前通过公众电话网,用调制解调器或ISDN将各DCS装置连起来,通过TCP/IP协议完成实时数据采集和远程监控就是一种可行方案。力控组态软件已经在该项目中成功投用,成为国内规模最大的HMI/SCADA应用范例。
2.现场总线技术的成熟更加促进了组态软件的应用
应该说现场总线是一种特殊的网络技术,其核心内容一是工业应用,二是完成从模拟方式到数字方式的转变,使信息和供电同在一根双线电缆上传输,还要满足许多技术指标。同其他网络一样,现场总线的网络系统也具备OSI的7层协议,在这个意义上讲,现场总线与普通的网络系统具有相同的属性,但现场总线设备的种类多,同类总线的产品也分现场设备、耦合器等多种类型。在未来几年,现场总线设备将大量替代现有现场设备,给组态软件带来更多机遇。
3.能够同时兼容多种操作系统平台是组态软件的发展方向之一
可以预言,微软公司在操作系统市场上的垄断迟早要被打破,未来的组态软件也要求跨操作系统平台,至少要同时兼容Win NT和Linux/UNIX。
很多新的技术将不断地被应用到组态软件当中,组态软件装机总量的提高会促进在某些专业领域专用版软件的诞生,市场被自动细分了。为此,一种称为“软总线”的技术将被广泛采用。在这种体系结构下,应用软件以中间件或插件的方式被“安装”在总线上,并支持热插拔和即插即用。这样做的优点是:所有插件遵从统一标准,每个插件开发人员之间不需要协调;插件的专用性强,一个插件出现故障不会影响其他插件的运行。XML技术将被组态软件厂商善加利用,来改变现有的体系结构,它的推广也将改变现有组态软件的某些使用模式,满足更为灵活的应用需求。
运行时组态是组态软件新近提出的概念。运行时组态是在运行环境下对已有工程进行修改,添加新的功能。它不同于在线组态,在线组态是在工程运行的同时,进入组态环境,在组态环境中对工程进行修改,而运行时组态是在运行环境中直接修改工程。运行时组态改变了以往必须进入复杂的组态环境修改工程应用的历史,给组态软件带来了新的活力,并预示着组态软件新的发展方向。
组态工程师可以在构建工程后,有预见地设计出该工程的扩展工具。扩展工具用来生成扩展工程时所需的画面、画面中的构件、连接的硬件设备、新的测点等。扩展工具完全是跟该工程或该应用领域相关的,工具一般只包含针对该应用的有限的几种部件,但是却能够满足该工程以后的扩展。因为让技术人员(非组态工程师)掌握这些工具比掌握包罗万象的开发环境要容易得多,因此用户自己稍加指导就很容易完成工程的后期维护工作了。另外,由于扩展工具只提供有限的功能,这样用户犯错误的机会也就小多了。
1.2.2 国际化及入世的影响
长期以来,中国的组态软件市场都是由国外的产品唱主角,中国本土的组态软件进入国际市场还有很长的路要走,需要具有综合优势。中国的工程公司、自动化设备生产商在国际市场取得优势对组态软件进入国际市场也具有一定的推动作用。相信民族组态软件的崛起是迟早的事情。
随着祖国社会进步和信息化速度的加快,组态软件将赢得巨大的市场空间,这将极大地促进国产优秀组态软件的应用,为国产优秀组态软件创造良好的成长环境,促进国有软件品牌的成长和参与国际竞争。
组态软件事业的发展也加剧了对从事组态软件开发与研制的人才的需求。国内的组态软件经历了从无到有的曲折过程,目前则面临着如何在未来的竞争中取胜、如何制定未来的发展战略、如何开拓国际市场等一系列新的问题。组态软件涉及自动控制理论及技术、计算机理论及技术、通信及网络技术、人机界面技术(即所谓的CRT技术)等多个学科,对开发人员的软件设计、理论及实践经验都有很高的要求,广大的在校相关专业大学生、研究生面临着从事该项事业的难得机遇。
组态软件和IT类软件不同,它有自己的特殊性,具有系统的概念,使用范围也不是很广,面临的国际竞争没有其他类似办公软件或操作系统那样激烈,因此中国的本土软件很容易崛起。但毕竟我们是跟在国外产品的后面发展起来的,要想超过国外的竞争对手,就必须坚持走好自己的道路,尽量减少效仿,突出特色,以客户需求为中心,积极创新。