2 監(jiān)控組態(tài)軟件系統(tǒng)

　　2.1 組態(tài)軟件的主要功能

　　“監(jiān)控”是對被控過程的監(jiān)視與控制，從工業(yè)自動化控制角度一般將監(jiān)控軟件稱為工業(yè)組態(tài)軟件或組態(tài)控制軟件。自20世紀(jì)80年代初期誕生至今，組態(tài)軟件已有20年的發(fā)展歷史。應(yīng)該說組態(tài)軟件作為一種應(yīng)用軟件，是隨著PC機(jī)的興起而不斷發(fā)展的。80年代的組態(tài)軟件，像Onspec、Paragon 500、早期的FIX等都運(yùn)行在DOS環(huán)境下，圖形界面的功能不是很強(qiáng)。自1987年Wonderware公司開發(fā)出第一套基于微軟的Windows下的工業(yè)及過程自動化領(lǐng)域的人機(jī)視窗界面組態(tài)軟件InTouch以來，以Intouch為代表的人機(jī)界面軟件開創(chuàng)了Windows下運(yùn)行工控軟件的先河，并隨作計算機(jī)硬軟件技術(shù)的高速發(fā)展，使基于PC及其兼容機(jī)的組態(tài)軟件的不管是功能和還是其性能都有了質(zhì)的飛躍和提高。目前的InTouch作為一種典型的工業(yè)自動化組態(tài)軟件，具有良好的實(shí)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(jiān)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）的軟件平臺工具，具有豐富的設(shè)置項目，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時，HMI（Human Machine Interface）或MMI（Man Machine Interface）是其主要內(nèi)涵，即主要解決人機(jī)交互圖形界面問題。組態(tài)軟件系統(tǒng)包含有實(shí)時數(shù)據(jù)庫、實(shí)時控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)庫接口、對I/O設(shè)備的驅(qū)動等內(nèi)容。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件不斷地被賦予新的內(nèi)容，在社會信息化進(jìn)程中將扮演越來越重要的角色，未來的發(fā)展前景十分看好。組態(tài)軟件有以下主要功能。

　　（1） 采用圖形化編輯設(shè)計技巧

　　編程人員可采用拼圖、搭積木和簡單連線的方式構(gòu)建人機(jī)交互界面。組態(tài)軟件包含有設(shè)計開發(fā)圖庫，如各種模擬儀表、電動機(jī)、控制按鈕等。編程人員也可以利用基本繪圖工具自行設(shè)計圖庫和對象圖元。在操作和監(jiān)控的人機(jī)界面上，用相應(yīng)于這些現(xiàn)場設(shè)備、檢測裝置和控制器的圖元，代表和指示真實(shí)對象，就得到了現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的模擬圖面。從而，通過對模擬現(xiàn)場圖面上相應(yīng)于對象的圖元進(jìn)行操作，就可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備和控制器等的操作和管理。這是組態(tài)軟件的最大優(yōu)點(diǎn)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(tài)軟件。優(yōu)劣水平的一個重要標(biāo)準(zhǔn)是：該種軟件的設(shè)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(shí)際監(jiān)控對象實(shí)現(xiàn)狀態(tài)遷移管理

　　組態(tài)軟件應(yīng)用動畫連接技術(shù)，將描述現(xiàn)場對象的圖元與一定的參數(shù)或函數(shù)聯(lián)系起來，形成映射關(guān)系。編程或操作人員通過對這些參數(shù)或函數(shù)的編程和處理，就可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，參數(shù)的傳遞是通過組態(tài)計算機(jī)與現(xiàn)場設(shè)備之間的輸入和輸出通道完成的，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制，即狀態(tài)管理。狀態(tài)遷移的內(nèi)容包括對象運(yùn)動規(guī)律設(shè)置、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障報警顯示等。從應(yīng)用角度看，對象參數(shù)的編輯和處理是被屏蔽的，用戶對監(jiān)控界面上的圖元進(jìn)行激勵（如通過計算機(jī)鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖元），也就是對該圖元所對應(yīng)的對象參數(shù)進(jìn)行激勵和設(shè)定，該對象參數(shù)依照編程預(yù)定的運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行改變或重定，并影響其它圖元的對象參數(shù)同步改變，其結(jié)果是變化了的那些差數(shù)引起對應(yīng)的圖元發(fā)生變化或激發(fā)其它一些圖象信息到人機(jī)界面上，使用戶知道操作結(jié)果，從而確定下一步的操作，這樣就完成了人機(jī)交互。從設(shè)計開發(fā)角度看，對象參數(shù)的編輯和處理是透明的，隨時可以根據(jù)控制要求更改參數(shù)和運(yùn)算規(guī)律，而且這種更改可以在人機(jī)監(jiān)控界面上進(jìn)行，如將人機(jī)監(jiān)控界面設(shè)置為開發(fā)環(huán)境，通過計算機(jī)鼠標(biāo)雙擊圖元，就可以進(jìn)入對象參數(shù)對話框進(jìn)行編輯和修改。由此可以看出，組態(tài)軟件對現(xiàn)場的監(jiān)控和管理不僅繼承了傳統(tǒng)的匯編或高級語言控制結(jié)構(gòu)，而且極大地擴(kuò)展了編程直觀性，這是用戶和編程人員都非常樂于接受的。