2 監控組態軟件系統

　　2.1 組態軟件的主要功能

　　“監控”是對被控過程的監視與控制，從工業自動化控制角度一般將監控軟件稱為工業組態軟件或組態控制軟件。自20世紀80年代初期誕生至今，組態軟件已有20年的發展歷史。應該說組態軟件作為一種應用軟件，是隨著PC機的興起而不斷發展的。80年代的組態軟件，像Onspec、Paragon 500、早期的FIX等都運行在DOS環境下，圖形界面的功能不是很強。自1987年Wonderware公司開發出第一套基于微軟的Windows下的工業及過程自動化領域的人機視窗界面組態軟件InTouch以來，以Intouch為代表的人機界面軟件開創了Windows下運行工控軟件的先河，并隨作計算機硬軟件技術的高速發展，使基于PC及其兼容機的組態軟件的不管是功能和還是其性能都有了質的飛躍和提高。目前的InTouch作為一種典型的工業自動化組態軟件，具有良好的實時性，更具有高性能的圖形界面功能，因而Wonderware公司也因此稱InTouch為過程可視化軟件，這樣命名也似乎更為確切。監控組態軟件是面向監控與數據采集（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）的軟件平臺工具，具有豐富的設置項目，使用方式靈活，功能強大。監控組態軟件最早出現時，HMI（Human Machine Interface）或MMI（Man Machine Interface）是其主要內涵，即主要解決人機交互圖形界面問題。組態軟件系統包含有實時數據庫、實時控制、SCADA、通訊及聯網、開放數據庫接口、對I/O設備的驅動等內容。隨著軟件技術的發展，監控組態軟件不斷地被賦予新的內容，在社會信息化進程中將扮演越來越重要的角色，未來的發展前景十分看好。組態軟件有以下主要功能。

　　（1） 采用圖形化編輯設計技巧

　　編程人員可采用拼圖、搭積木和簡單連線的方式構建人機交互界面。組態軟件包含有設計開發圖庫，如各種模擬儀表、電動機、控制按鈕等。編程人員也可以利用基本繪圖工具自行設計圖庫和對象圖元。在操作和監控的人機界面上，用相應于這些現場設備、檢測裝置和控制器的圖元，代表和指示真實對象，就得到了現場生產設備運行的模擬圖面。從而，通過對模擬現場圖面上相應于對象的圖元進行操作，就可以實現對現場設備和控制器等的操作和管理。這是組態軟件的最大優點之一，它使編程和操作非常直觀，易于讓具有不同知識背景和水平的人員都能接受。由上述分析可以看出，評價一種組態軟件。優劣水平的一個重要標準是：該種軟件的設計圖庫的大小和豐富性以及圖庫中圖元的直觀代表性。

　　（2） 對實際監控對象實現狀態遷移管理

　　組態軟件應用動畫連接技術，將描述現場對象的圖元與一定的參數或函數聯系起來，形成映射關系。編程或操作人員通過對這些參數或函數的編程和處理，就可以實現對現場設備數據的采集、分析和處理，參數的傳遞是通過組態計算機與現場設備之間的輸入和輸出通道完成的，從而實現遠程監測和控制，即狀態管理。狀態遷移的內容包括對象運動規律設置、運行狀態監測和故障報警顯示等。從應用角度看，對象參數的編輯和處理是被屏蔽的，用戶對監控界面上的圖元進行激勵（如通過計算機鼠標點擊圖元），也就是對該圖元所對應的對象參數進行激勵和設定，該對象參數依照編程預定的運算規律進行改變或重定，并影響其它圖元的對象參數同步改變，其結果是變化了的那些差數引起對應的圖元發生變化或激發其它一些圖象信息到人機界面上，使用戶知道操作結果，從而確定下一步的操作，這樣就完成了人機交互。從設計開發角度看，對象參數的編輯和處理是透明的，隨時可以根據控制要求更改參數和運算規律，而且這種更改可以在人機監控界面上進行，如將人機監控界面設置為開發環境，通過計算機鼠標雙擊圖元，就可以進入對象參數對話框進行編輯和修改。由此可以看出，組態軟件對現場的監控和管理不僅繼承了傳統的匯編或高級語言控制結構，而且極大地擴展了編程直觀性，這是用戶和編程人員都非常樂于接受的。