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(guò)程控制的專用軟件。組態(tài)軟件處在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)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(dòng)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(guò)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(jiǎn)單的講,組態(tài)就是用應(yīng)用軟件中提供的工具、方法來(lái)完成工程中某一具體任務(wù)的過(guò)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(kāi)始被廣大的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)人員所熟知的,開(kāi)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(guò)程控制的專用軟件,它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)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(dòng)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(jiǎn)稱為HMI/ SCADA(Human and Machine Interface/ Supervisory Control and Data Acquisition),中文翻譯為:人機(jī)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(tái),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(shì)曲線、報(bào)警、數(shù)據(jù)庫(kù)、報(bào)表等功能模塊,用戶可以不用編程,通過(guò)“搭積木”的方式構(gòu)建自己的系統(tǒng),特別適合自動(dòng)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(qiáng)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(yǔ)言、類PASCAL語(yǔ)言,有的甚至支持VB Script。為深層次用戶提供了更加靈活和強(qiáng)大的功能。
在組態(tài)概念出現(xiàn)之前,要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù),都是通過(guò)編寫(xiě)程序(如使用VC 、VB,DELPHI)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。編寫(xiě)程序不但工作量大、周期長(zhǎng),而且容易犯錯(cuò)誤,不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn),解決了這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于過(guò)去需要幾個(gè)月的工作,通過(guò)組態(tài)幾天就可以完成。而且軟件項(xiàng)目的可靠性也大大加強(qiáng)。
隨著組態(tài)軟件的快速發(fā)展,分布式網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、開(kāi)放數(shù)據(jù)接口、WEB和對(duì)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(huì)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(dòng)化的通用數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的軟件,在國(guó)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(guó)內(nèi)俗稱“組態(tài)軟件”。這個(gè)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(kāi)始進(jìn)入國(guó)內(nèi),其系統(tǒng)軟件能夠在不編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序的前提下,通過(guò)一種簡(jiǎn)單過(guò)程來(lái)搭建最終的DCS控制系統(tǒng)。這種搭建的過(guò)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(hào)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(gè)過(guò)程被稱為“組態(tài)”,對(duì)應(yīng)的軟件被稱為“組態(tài)軟件”。隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的發(fā)展,早期的自動(dòng)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(gè)人計(jì)算機(jī)上開(kāi)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(chǎng)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(shí)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警、記錄等個(gè)人計(jì)算機(jī)擅長(zhǎng)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(guó)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(guò)類似“搭積木”的簡(jiǎn)單方式來(lái)完成自己所需要的軟件功能,而不需要編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序。“組態(tài)”有時(shí)候也稱為“二次開(kāi)發(fā)”,組態(tài)軟件的組態(tài)子系統(tǒng)就稱為“二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)”。
“監(jiān)控(Supervisory Control)”,即“監(jiān)視和控制”,是指通過(guò)計(jì)算機(jī)信號(hào)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備或過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理。
簡(jiǎn)單地說(shuō),組態(tài)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自動(dòng)化過(guò)程和裝備的監(jiān)視和控制。它能從自動(dòng)化過(guò)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(jìn)行顯示,將重要的信息以各種手段傳送到相關(guān)人員,對(duì)信息執(zhí)行必要分析處理和存儲(chǔ),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(dòng)化監(jiān)控的功能,用戶根據(jù)自己的實(shí)際需要進(jìn)行選擇和配置等較為簡(jiǎn)單的工作過(guò)程來(lái)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(wú)關(guān),可以廣泛應(yīng)用于機(jī)械、鋼鐵、汽車、包裝、礦山、水泥、造紙、水處理、環(huán)保監(jiān)測(cè)、石油化工、電力、紡織、冶金、智能建筑、交通、食品、智能樓宇、實(shí)驗(yàn)室等凡是涉及自動(dòng)化監(jiān)控的場(chǎng)合。
用戶之所以需要組態(tài)軟件,在它的基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā),而不是完全按照用戶的需要從零開(kāi)始編寫(xiě)軟件(客戶定制),是因?yàn)樽詣?dòng)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(dòng)畫(huà)、數(shù)據(jù)庫(kù)、報(bào)表等的編程等,這對(duì)專業(yè)的計(jì)算機(jī)編程人員都是巨大的挑戰(zhàn),更何況沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)編程訓(xùn)練的自動(dòng)化工程人員。定制軟件即使實(shí)現(xiàn)了最終用戶需要的功能,但在穩(wěn)定性、專業(yè)性、擴(kuò)展性上還往往不能滿足要求。另外最終用戶的需求有時(shí)候會(huì)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(kuò)展性等要求的基礎(chǔ)上,能快速修改更新,這對(duì)非專業(yè)的編程人員來(lái)說(shuō),確實(shí)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(guò)去二十年來(lái),組態(tài)軟件確實(shí)經(jīng)歷了快速的成長(zhǎng)和發(fā)展。
組態(tài)軟件作為自動(dòng)化領(lǐng)域里一種重要的軟件類型,經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展,已經(jīng)逐漸滲透到傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域之外的其它領(lǐng)域,成為自動(dòng)化和信息化領(lǐng)域中的一個(gè)非常重要的組成部分。
4工控系統(tǒng)及工業(yè)自動(dòng)化組件也即工業(yè)控制系統(tǒng)及工業(yè)自動(dòng)化組件,是一種采用總線結(jié)構(gòu),對(duì)生產(chǎn)過(guò)程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測(cè)與控制,是面向傳真、工業(yè)自動(dòng)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(dòng)化組件按照功能可分為隔離、控制、電機(jī)、分析、測(cè)量和機(jī)箱五個(gè)部分,隔離部分有安全柵和信號(hào)隔離器;控制部分有電機(jī)保護(hù)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(jī)部分有步進(jìn)電機(jī)/伺服電機(jī)、減速機(jī)、交直流接觸器、信號(hào)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(cè)量部分有粒位計(jì)、速度傳感器、位移傳感器;機(jī)箱有儀表箱。
用 途: 工控系統(tǒng)及工業(yè)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)化軟件是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,能夠代替人工進(jìn)行監(jiān)管和控制的各種軟件,具有工程管理、畫(huà)面制作、報(bào)警和事件處理、報(bào)表系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)功能、安全系統(tǒng)等特點(diǎn)。自動(dòng)化軟件包括:DCS、組態(tài)軟件、編程軟件、CAD、CAM等軟件。
用 途: 自動(dòng)化軟件廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工,電力、國(guó)屬糧庫(kù)、郵電通訊、環(huán)保、水處理、冶金、工控等各領(lǐng)域。