PC
Pump
控制系统类型


基于PLC、iPC、DDC\ 、仪表等的简单控制系统； 集散型控制系统DCS： 分散控制，集中管理。采用过程控制级、控制 管理级和生产管理级的三级结构。 DCS是目前工业自动化系统应用的主流。 现场总线控制系统FCS 新型的工业控制系统。系统中采用带微处理器 的智能设备，通过现场总线与计算机相连，具有开 放和统一的通信协议。FCS是发展的趋势。
四、组态软件的数据处理流程
组态软件的主要功能：


以图形方式直观地显示现场I/O设备的数据
将控制数据送I/O设备，对执行机构实施控制或 调整参数 数据的存储——供查询历史数据使用

数据流1
数据流程
数据流2
现场数据 I/O设备 I/O Server
实时数据库
画面显示
工 作 过 程 画 面 历 史 数 …… 据 画 面
2. 图形界面系统
基本功能——供用户设计生成现场各过程图形界面

图形界面设计； 动画链接设计及显示； 报警通知及确认；


报表组态及打印；
历史数据查询及显示。
扩充功能——提供脚本语言供用户扩充其功能，用脚 本语言编写的程序可以周期性地执行也可由事件 触发执行。如按下某按钮则执行某一段脚本程序， 完成某一功能。
三、组态软件的基本结构
组态软件基本组成：


应用程序管理器
图形界面系统 实时数据库 I/O驱动 第三方程序接口组件

控制功能组件
1. 应用程序管理器
应用程序管理器属于一种专用工具，提供应用程 序的创建，项目数据的管理及归档，打开各种编辑器 （如图形编辑器），运行调试，搜索（变量、客户机计 算机、服务器计算机、驱动程序连接等）
（5）安全性高——提供较完善的安全机制，允许有 操作权限的操作员对某些功能进行操作。
功能
组态软件实际上是一个针对计算机控制系统开放的 工具软件，应为用户提供多种通用工具模块。 应解决这样一些问题：

如何与采集、控制设备间进行数据交换； 使I/O设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来； 处理数据报警及系统报警； 存储历史数据并支持历史数据的查询； 各类报表的生成和打印输出；
组态软件
在自动监控
系统中的作用
组态软件的概念
组态：英文是“ Configuration ”， 组 态就是用 应用软件中提供的工具、方法、 完成工程 中某一具体任务的过程 。
概念1:
组态软件指一些数据采集与过程控 制的专用软件 ，它们是在自动控制系统监控层 一级的软件平 台和开发环境，能以灵活多样的 组态方式（而 不是编程方式）提供良好的用户 开发界面和简 捷的使用方法，其预设置的各种 软件模块可以 非常容易地实现和完成监控层的 各项功能，并 能同时支持各种硬件厂家的计算 机和I/O设备 ，与高可靠的工控计算机和网络 系统结合，可 向控制层和管理层提供软、硬件 的全部接口， 进行系统集成。
FIX, iFIX InTouch WinCC RSView32 Labview Citech Genesis WizCon controlview
美国 美国 德国 美国 美国 澳大利亚 美国 以色列 美国
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国内较知名的监控组态软件
公司名称 产品名称 国别
亚控 三维科技 昆仑通态 华富 研华 康拓
目前中国市场上的组态软件产品按厂商划分大致可以 分为三类： 国外专业软件厂商提供的产品； 国内外硬件或系统厂商提供的产品； 国内自行开发的国产化产品。
不同的产品，有相同和不相同的特性。
相同特性
（1） 强大的图形组态功能——组态软件大都以 Microsoft Windows 平台作为操作平台, 充分利 用了Windows 图形功能完备，界面一致性好， 易学易用的特点。设计人员可高效快捷地绘制出 各种工艺画面，并可方便进行编辑。 （2）脚本语言——组态软件均使用脚本语言提供二 次开发，用户可根据自己需要编写程序。
为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以适应不同应用
领域的需求； 最终生成的应用系统运行稳定可靠；


具有与第三方程序的接口，方便数据共享。
二、组态软件的性能要求
（1）实时多任务——工业控制系统中重要指标之一。 实时性是指系统应该具有能在限定的时间内对外来 事件作出反映的特性。 对组态软件的要求：在按一定的周期时间对所有事 件进行巡检的同时，可以随时响应事件的中断请求。
工业组态软件都运行在 Windows98 / NT / 2000 /XP 等操作系统环境下。 工业组态软件的开发工具以C++ 为 主，也有 少数开发商使用Delphi 或 C++ Builder 。
组态软件的发展
1. 发展历史
组态软件依赖于计算机控制系统、依赖于计算机 技术的发展。 20世纪60年代 计算机开始涉足工业过程控制领域；
3. 实时数据库 实时数据库存储被控对象的历史数据，具备数据
档案管理功能。
4. I/O驱动
用于和I/O设备通信交换数据，是必不可少的组成 部分。
5. 第三方程序接口组件
是组态软件与第三方程序交互以及实现远程数据 访问的重要手段之一，也是组态软件开放系统的标志。
6. 控制功能组件
为熟悉梯形图或者其他标准编程语言的设计人员 用于和I/O设备通信交换数据，是必不可少的组成部分。
实时性一般都要求计算机具有多任务处理能力。
（2）高可靠性 计算机控制系统中，可靠性应该包含两方面：系统 硬件设备的可靠性；软件运行的可靠性。 比较先进的组态软件提供利用冗余技术构成双机备 用系统，即利用冗余资源克服故障影响从而增加系统可 靠性。 （3）标准化 ——暂时还没有明确的国际、国内标准规范 但网络通信的标准协议、OLE(目标的连接和嵌入)、 OPC(过程控制用OLE)标准等也都被广泛使用。
3. 发展趋势
（1）组态软件作为单独行业的出现是历史的必然； （2）现场总线技术的成熟将促进组态软件的应用； （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； （4）嵌入式系统的迅猛发展给组态软件带来了更大的 发展空间； （5）信息化社会的到来为组态软件拓展了更多的应用 领域。
常用组态软件
工业控制系统层次结构



新型的工业控制系统正以标准的工业计算机 软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封 闭式 系统，它们具有适应性强、开放性好 、易于扩 展、经济、开发周期短等鲜明优 点。 工业控制系统划分为控制层、监控层、管理 层三个层次结构。 监控层的硬件以工业级的微型计算机和工作 站为主，目前更趋向于工业PC 机。
概念2:
组态软件是指一些数据采集与过程 控制的专用软件 ，它们是在自动控制系统监控 层一级的软件平台 和开发环境，使用灵活的组 态方式，为用户提供 快速构建工业自动控制系 统监控功能软件工具。 组态软件应该能支持各 种工控设备和常见的通信 协议，并且通常应提 供分布式数据管理和网络功 能。对应于原有的HMI （人机接口软件， Human Machine Interface ）的概念，组态软件 应该是一个使 用户能快速建立自己的HMI 的软件 工具，或 开发环境。
服务器
工作站
工业以太网
PC
现场控制层
PC H1
现场总线
打印机
执行器
I/O
PLC
计算机控制系统软件
完成各种功能要求的计算机控制系统的程序。 由系统软件、应用软件组成。
系统软件——包括操作系统、程序设计语言、服务性程 序、数据库系统和通信网络软件等。具通用性。
应用软件——为实现某一具体的控制要求而编写的程序， 如过程控制程序、数据采集处理程序。自行编制或 在商业化的软件上设计。
（2）接口开放——采用“标准化技术”。 方便用户根据自己的需求进行二次开发。如用VB 自行编制设备构件装入设备工具箱。允许用户自行编写 动态链接库，挂接自己的应用程序模块。
（3）强大的数据库——一般带有实时数据库。 可存储各种数据，完成和外围设备的数据交换。 （4）高可靠性——组态软件是工控系统的数据处理 中心，高可靠性是必要的。
了以汉字作为关键字的脚本语言支持。 （2）与第三方软件通信方式不同 ——不同厂家产品的 协议互不相同，组态软件需要为不同的设备编写大量的 驱动程序。因此出现了OPC 技术。硬件提供商随硬件 提供服务器所需的数据采集程序。 组态软件作为客户 可以通过OPC 与各硬件的驱动程序无缝连接。
（3）价格不同 ——国内的工控组态软件价格相对低廉。
组态王 力控 MCGS ControX Genie Control star Easy Control
中国 中国 中国 中国 台湾 中国
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组态软件功能、特点及结构
一、组态软件特点及功能 特点： （1）实时多任务——最显著的特点。
在同一台计算机上同时执行多个任务，如数据采 集与输出、数据处理与算法实现、图形显示及人机对话。 存储、搜索管理、实时通信等。
（3）开放式结构——组态软件能与多种通讯协议互 联，支持多种硬件设备。既能与低层数据采集 设备通讯，也能与管理层通讯。
（4）提供多种数据驱动程序 ——组态软件应与I/ O 设备通 讯，互相交换数据。一般提供DDE 和OPC Client是两 个通用的标准I/ O 驱动程序，以支持DDE 标准和OPC
标准的I/ O 设备通讯。
（5）强大的数据库——组态软件一般都有一个实时数据库 作为整个系统数据处理、数据组织和管理的核心。 （6）丰富的功能模块——组态软件以模块形式挂接在基本 模块上，互相独立提高了系统可靠性和可扩展性。利 用各种功能模块，完成实时监控、报表生成、实时曲 线、历史曲线、提供报警等功能。
有的产品将开发版与运行版分开销售, 使应用软件 的开发者与使用者依实际进行开发与使用的需要来选购。