組態(tài)軟件(SCADA),又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件,是指數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。組態(tài)軟件處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境,使用靈活的組態(tài)方式,為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件主要有MCGS組態(tài)軟件、工控組態(tài)軟件、力控組態(tài)軟件、監(jiān)控組態(tài)軟件等。
用 途: 組態(tài)軟件可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。
2在使用工控軟件中,經(jīng)常用到組態(tài)一詞,組態(tài)的英文是“Configuration”,其意義究竟是什么呢?簡單的講,組態(tài)就是用應(yīng)用軟件中提供的工具、方法來完成工程中某一具體任務(wù)的過程。“組態(tài)”的概念是伴隨著DCS(Distributed Control System集散型控制系統(tǒng))的應(yīng)用才開始被廣大的生產(chǎn)過程自動化技術(shù)人員所熟知的,開始一般指硬件組態(tài)、梯形圖組態(tài)等,現(xiàn)在組態(tài)有了更寬泛的含義。
組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件,它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境,使用靈活的組態(tài)方式,為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。一般英文簡稱為HMI/ SCADA(Human and Machine Interface/ Supervisory Control and Data Acquisition),中文翻譯為:人機界面/監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集軟件。大家習(xí)慣稱之為“組態(tài)軟件”。
組態(tài)軟件是一種編程和組態(tài)的軟件平臺,支持多種通訊協(xié)議,為用戶提供了多種硬件設(shè)備支持,如PLC、板卡、智能儀表等;利用組態(tài)軟件提供的圖形、趨勢曲線、報警、數(shù)據(jù)庫、報表等功能模塊,用戶可以不用編程,通過“搭積木”的方式構(gòu)建自己的系統(tǒng),特別適合自動化工程人員,不需要編程基礎(chǔ)就可以快速為用戶構(gòu)建出界面美觀、功能強大的軟件系統(tǒng)。另外,組態(tài)軟件還提供了腳本功能,如類C語言、類PASCAL語言,有的甚至支持VB Script。為深層次用戶提供了更加靈活和強大的功能。
在組態(tài)概念出現(xiàn)之前,要實現(xiàn)某一任務(wù),都是通過編寫程序(如使用VC 、VB,DELPHI)來實現(xiàn)的。編寫程序不但工作量大、周期長,而且容易犯錯誤,不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn),解決了這個問題。對于過去需要幾個月的工作,通過組態(tài)幾天就可以完成。而且軟件項目的可靠性也大大加強。
隨著組態(tài)軟件的快速發(fā)展,分布式網(wǎng)絡(luò)、實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、開放數(shù)據(jù)接口、WEB和對I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容,隨著技術(shù)的發(fā)展,組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。
3組態(tài)軟件是一種面向工業(yè)自動化的通用數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的軟件,在國外一般稱為SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)軟件,也稱為HMI/MMI(Human Machine Interface/Man Machine Interface)軟件,在國內(nèi)俗稱“組態(tài)軟件”。這個稱謂源自早期的DCS系統(tǒng),DCS系統(tǒng)從上世紀(jì)八十年代開始進入國內(nèi),其系統(tǒng)軟件能夠在不編寫計算機程序的前提下,通過一種簡單過程來搭建最終的DCS控制系統(tǒng)。這種搭建的過程包括選擇控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集模塊、信號的量程和轉(zhuǎn)換,選擇和配置各種控制策略,繪制操作員界面等等。這個過程被稱為“組態(tài)”,對應(yīng)的軟件被稱為“組態(tài)軟件”。隨著個人計算機的發(fā)展,早期的自動化軟件工程師借鑒了DCS系統(tǒng)組態(tài)軟件的“組態(tài)”理念,試圖在個人計算機上開發(fā)一種通用的軟件,能適應(yīng)不同的控制系統(tǒng)和不同的控制場合的應(yīng)用要求。其功能主要包括能連接不同的控制系統(tǒng),實現(xiàn)和他們的通信和數(shù)據(jù)交換,能以圖形的方式直觀地顯示控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行報警、記錄等個人計算機擅長的數(shù)據(jù)管理功能。除了缺少控制功能或控制功能比較弱以外,這類軟件和DCS系統(tǒng)中的組態(tài)軟件都比較類似,就被大家繼續(xù)沿用了“組態(tài)軟件”的概念。
因此組態(tài)軟件的概念在國內(nèi)不僅僅指DCS系統(tǒng)中的組態(tài)軟件,還包括DCS系統(tǒng)之外的通用組態(tài)式監(jiān)控系統(tǒng)軟件。
“組態(tài)(Configure)”的含義是“配置”、“設(shè)定”、“設(shè)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。“組態(tài)”有時候也稱為“二次開發(fā)”,組態(tài)軟件的組態(tài)子系統(tǒng)就稱為“二次開發(fā)平臺”。
“監(jiān)控(Supervisory Control)”,即“監(jiān)視和控制”,是指通過計算機信號對自動化設(shè)備或過程進行監(jiān)視、控制和管理。
簡單地說,組態(tài)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對自動化過程和裝備的監(jiān)視和控制。它能從自動化過程和裝備中采集各種信息,并將信息以圖形化等更易于理解的方式進行顯示,將重要的信息以各種手段傳送到相關(guān)人員,對信息執(zhí)行必要分析處理和存儲,發(fā)出控制指令等等。
組態(tài)軟件提供各種通用的用于工業(yè)自動化監(jiān)控的功能,用戶根據(jù)自己的實際需要進行選擇和配置等較為簡單的工作過程來建立自己最終的監(jiān)控系統(tǒng)。
組態(tài)軟件面向所有應(yīng)用領(lǐng)域,和行業(yè)無關(guān),可以廣泛應(yīng)用于機械、鋼鐵、汽車、包裝、礦山、水泥、造紙、水處理、環(huán)保監(jiān)測、石油化工、電力、紡織、冶金、智能建筑、交通、食品、智能樓宇、實驗室等凡是涉及自動化監(jiān)控的場合。
用戶之所以需要組態(tài)軟件,在它的基礎(chǔ)上進行應(yīng)用開發(fā),而不是完全按照用戶的需要從零開始編寫軟件(客戶定制),是因為自動化軟件編程涉及的面廣、復(fù)雜,如硬件設(shè)備的通信、圖形動畫、數(shù)據(jù)庫、報表等的編程等,這對專業(yè)的計算機編程人員都是巨大的挑戰(zhàn),更何況沒有經(jīng)過專業(yè)編程訓(xùn)練的自動化工程人員。定制軟件即使實現(xiàn)了最終用戶需要的功能,但在穩(wěn)定性、專業(yè)性、擴展性上還往往不能滿足要求。另外最終用戶的需求有時候會經(jīng)常變化,這就意味著定制軟件需要在滿足功能、性能、穩(wěn)定性、擴展性等要求的基礎(chǔ)上,能快速修改更新,這對非專業(yè)的編程人員來說,確實是巨大的挑戰(zhàn)。這為通用的組態(tài)軟件提供了巨大的適用和發(fā)展空間,過去二十年來,組態(tài)軟件確實經(jīng)歷了快速的成長和發(fā)展。
組態(tài)軟件作為自動化領(lǐng)域里一種重要的軟件類型,經(jīng)過二十多年的發(fā)展,已經(jīng)逐漸滲透到傳統(tǒng)工業(yè)自動化領(lǐng)域之外的其它領(lǐng)域,成為自動化和信息化領(lǐng)域中的一個非常重要的組成部分。
4工控系統(tǒng)及工業(yè)自動化組件也即工業(yè)控制系統(tǒng)及工業(yè)自動化組件,是一種采用總線結(jié)構(gòu),對生產(chǎn)過程及其機電設(shè)備、工藝裝備進行檢測與控制,是面向傳真、工業(yè)自動化、儀表顯示的通用系統(tǒng)裝備及組件。工控系統(tǒng)及工業(yè)自動化組件按照功能可分為隔離、控制、電機、分析、測量和機箱五個部分,隔離部分有安全柵和信號隔離器;控制部分有電機保護器/斷路器/熔斷器、可編程控器/PLC控制器、嵌入式系統(tǒng)/嵌入式控制器、伺服控制器、分布式控制系統(tǒng);電機部分有步進電機/伺服電機、減速機、交直流接觸器、信號轉(zhuǎn)換器和調(diào)制解調(diào)器;分析部分有數(shù)據(jù)采集器、網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀、邏輯分析儀;測量部分有粒位計、速度傳感器、位移傳感器;機箱有儀表箱。
用 途: 工控系統(tǒng)及工業(yè)自動化組件可用于制造各種電子汽車衡、軌道衡、料斗秤及各種專用衡器,可面向工業(yè)自動化系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于油田、石化、制造、電力 、冶金等行業(yè)的重大工程中。
5自動化軟件是在工業(yè)生產(chǎn)過程中,能夠代替人工進行監(jiān)管和控制的各種軟件,具有工程管理、畫面制作、報警和事件處理、報表系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)功能、安全系統(tǒng)等特點。自動化軟件包括:DCS、組態(tài)軟件、編程軟件、CAD、CAM等軟件。
用 途: 自動化軟件廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工,電力、國屬糧庫、郵電通訊、環(huán)保、水處理、冶金、工控等各領(lǐng)域。