客户端主要由人机界面构成。人机界面由很多窗口组成，
窗口包含图形和文字。文字和图形可动态变化。如文字 可显示现场I/O量的大小，图形的颜色变化表示现场状 态量的改变等。 除了图形以外，人机界面还包含趋势 图和报表等。
• 监控组态软件的数据通信机制
• 内部通信机制 客户与服务器间以及服务器与服务器间一般有三种通 信形式，请求式，订阅式与广播式。
监控软件的硬件结构
硬件设备(如PLC)一般既可以通过点到点方式连接，也可 以以总线方式连接到服务器上。点到点连接一般通过串 口(RS232)，总线方式可以是RS485，以太网等连接方式。 总线方式与点到点方式区别主要在于：点到点是一对一， 而总线方式是一对多，或多对多。 在一个系统中可以只有一个服务器，也可以有多个，客 户也可以一个或多个。只有一个服务器和一个客户的， 并且二者运行在同一台机器上的就是通常所说的单机版。 服务器之间，服务器与客户之间一般通过以太网互连， 有些场合（如安全性考虑或距离较远）也通过串口、电 话拨号或GPRS方式相连。
监控组态软件的软件结构
监控组态软件的内部组织主要包括服务器和客户端两部 分。
服务器主要包含实时数据库、I/O驱动两部分，有的还
包含web服务器。其中的核心部分是实时数据库，用于 保存系统产生的实时数据。实时数据库中的数据通过 “点”来定义，即I/O点。每个点由多个参数定义，如 名字、上限值、下限值、目标值、测量值等。一般一个 点的参数中有一个与外界（通常是控制器的I/O通道） 相连，通常是测量值。
•
软件结构
一般监控组态软件有很多任务组成，每个任务完成特定 的功能。位于一个或多个机器上的服务器负责数据采 集，数据处理（如量程转换、滤波、报警检查、计算、 事件记录、历史存储、执行用户脚本等）。 服务器间可以相互通讯。有些系统将服务器进一步单独 划分成若干专门服务器，如报警服务器，记录服务器， 历史服务器，登录服务器等。 各服务器逻辑上作为统一整体，但物理上可能放置在不 同的机器上。分类划分的好处是可以将多个服务器的 各种数据统一管理、分工协作，缺点是效率低，局部 故障可能影响整个系统。
监控软件及其应用
机电学院
赵弘
监控软件介绍 1 什么是监控组态软件
2 监控组态软件的发展 3 监控组态软件的体系结构 4 监控组态软件的通信机制 5 监控组态软件的主要功能 6 监控组态软件的主流产品 7 典型产品的使用简介
什么是监控组态软件
监—监视Supervisory ，采集控制系统的实时 运行数据，监视系统的行为，实现报警功能。 控—控制Control ，手工干预系统行为或改变 控制系统设定点。 组态—可配置Configuration，监控画面的灵活 配置和修改。
• 过程报警 过程报警是过程数据库的基本功能。报警是对测量值的范围、 变化速度的预警。报警包括限值报警，变化率报警，偏差报 警，异常报警等。更复杂的报警可以通过对测量值进行数学 运算，然后对运算结果进行报警检查而产生。发生报警后， 操作员可以通过报警画面对报警进行“确认”，“确认”就 是告诉系统我知道了发生的事，以免系统再次提醒。报警信 息，报警确认信息，报警恢复（报警消除）等信息都可以被 系统自动记录下来。报警按照重要程度可分为多个优先级， 如低级、高级、紧急。 报警发生时系统可以通过多种方式通知用户，如弹出报警窗、 发出声响，甚至可以发送短信或电子邮件。至于使用哪种方 式，用户可以自由指定。
•
监控组态软件的发展
由单一的人机界面朝数据处理机方向发 展，管理的数据量越来越大。
基于internet的远程监控。
软PLC的出现。
• 监控组态软件的体系结构 • 硬件结构
通常监控组态软件系统分为两个层面，即客户/服务器体 系结构。服务器与硬件设备通信，进行数据处理和运算。 而客户用于人机交互，如用文字、动画显示现场的状态， 并可以对现场的开关、阀门进行操作。近年来又出现一 个层面，通过Web发布在Internet上进行监控，可以认为 这是一种“超远程客户”
监控组态软件实质上是人与控制器（通常是 PLC）之间的信息交互媒介。
监控组态软件不是完整的控制系统，而是位于 控制设备之上，侧重于管理的纯软件。它所接 的控制设备通常是PLC（可编程控制器），也 可以是智能表，板卡等。 早期的监控组态软件运行于DOS,UNIX，VMS。 现在多数运行在Windows操作系统中，有的可 以运行在Linux系统。
API－客户方直接通过编程方式调用设备提供商的API 函数实现与设备间的通信。这种方式比OPC方式更灵活， 但开发效率比较低。主要的开发工具为VC或VB。
ODBC－主要用于访问存放在关系数据库的历史数据和 事件记录数据。 DDE－微软的动态数据交换协议，主要与非windows平 台的系统通信。• 监控组态 Nhomakorabea件的主要功能
常见的通信协议有Modbus, Profibus等。设备驱动程 序必须为每种协议编制相应的代码。监控组态软件 一般不包含设备驱动程序，而是将其单独做成标准 开发包，用户可以自己开发，如Wonderware的I/O Server 提供大量的PLC驱动程序。
• 与外部程序的通信机制
监控组态软件的数据分为实时数据、历史数据和事 件记录数据。一般都以私有格式存放，实时数据驻 留在内存中，而历史数据保存在磁盘中 。但有些软 件可以将其直接存放到关系数据库（如SQL Server， ORACLE）中
外部程序获取这些数据的方式主要可以分为OPC、 API、DDE、ODBC等几种。
OPC－目前主流的通信方式。它是一种基于微软的OLE 自动化技术开发而成的主要用于工业控制领域的设备通 信接口标准。它采用客户机/服务器的通信模式。目前 绝大多数的硬件厂商都提供OPC服务器，外部程序只需 要根据各种设备的OPC服务器格式开发相应的客户端程 序就可以与之通讯。
请求式：客户周期性向服务器发出请求，然后服务器
为客户准备数据，传送给客户。
订阅式：客户向服务器注册所关心数据，服务器记录
每个用户关心的数据。当数据变化通知相应的用户。
广播式：当数据的变化时，服务器向所有客户发出通
知。
• 与I/O设备的通信机制
设备驱动程序与I/O设备通讯一般采用请求式，大多 数设备都支持这种通讯方式，当然也有的设备支持 主动发送方式。主动发送方式即I/O设备在数据改变 时主动向外界报告数据。有的设备也支持订阅式通 信。设备驱动程序应该能够支持各种通信模式。