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1 引言
經(jīng)常聽到“組態(tài)軟件”這個(gè)詞，到底什么是組態(tài)、組態(tài)軟件有什么特點(diǎn)及組態(tài)軟件在哪些領(lǐng)域應(yīng)用卻并不是十分了解，基于上述問題，本文作出相關(guān)的解釋和討論。
2 什么是組態(tài)軟件
提到組態(tài)一詞，組態(tài)英文是“Configuration”，簡單的講，組態(tài)就是用應(yīng)用軟件中提供的工具、方法、完成工程中某一具體任務(wù)的過程。與硬件組裝類似，在組裝一臺(tái)電腦時(shí)，我們準(zhǔn)備好各個(gè)部件，如主板、機(jī)箱、電源、磁盤、顯示器等，這些部件都有標(biāo)準(zhǔn)接口，按照固定方法裝在一起即可，仔細(xì)考慮一下這樣的“組裝方法”形式相對(duì)固定，我們?cè)谑褂秒娔X時(shí)一般不會(huì)隨意更換哪個(gè)硬件。
而“組態(tài)”，從Configuration翻譯過來有“配置”、“構(gòu)造”的意思，也就是說“組態(tài)”是面向可配置的事物，相對(duì)于“組裝”是動(dòng)態(tài)的，我們可以在其運(yùn)行期間改變其狀態(tài)。我們都知道硬件是計(jì)算機(jī)的軀殼，軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂，軀殼是可見并且基本定型的，而靈魂我們看不見，不知道靈魂在做什么，就像你坐在那里我們不知道你在想什么，也許你在想著下班吃什么，也許你在想著明天玩什么，但我們可以觀察出你的神態(tài)，想好事的時(shí)候面帶喜悅，想愁事的時(shí)候面帶愁容，組態(tài)軟件就是通過計(jì)算機(jī)軟件來表現(xiàn)出我們所關(guān)心的事物的運(yùn)行或者說內(nèi)部狀態(tài)，讓我們對(duì)所關(guān)心事物有個(gè)直觀的了解。
3 組態(tài)軟件的起源和現(xiàn)狀
在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工業(yè)控制一般都采用純粹編程方式，使用ASIC、C、FORTRAN等語言實(shí)現(xiàn)一些控制邏輯和控制算法，使用這種方式工作量太大，開發(fā)周期長，而且對(duì)于每個(gè)項(xiàng)目基本上都要重新編寫程序，對(duì)技術(shù)人員的編程水平也有相當(dāng)?shù)囊螅鴮?shí)際中存在一個(gè)矛盾，熟悉工控理論的人并不是十分精通編程，編程高手也不熟悉控制理論，為了處理這個(gè)矛盾，人們?cè)O(shè)想有這樣一種軟件——即使對(duì)計(jì)算機(jī)不是很熟悉的人也能使用它進(jìn)行控制系統(tǒng)的開發(fā)，對(duì)于工控技術(shù)人員簡單易用，這樣的想法就促使了組態(tài)軟件的產(chǎn)生。
組態(tài)軟件最早出現(xiàn)在80年代初，80年代的組態(tài)軟件基于DOS系統(tǒng)開發(fā)，當(dāng)時(shí)主要產(chǎn)品是Onspec、Paragon和IFix 等。在90年代中期之前，組態(tài)軟件在我國的應(yīng)用并不普及，究其原因有幾下幾點(diǎn)：一、國內(nèi)用戶缺乏對(duì)組態(tài)軟件的認(rèn)識(shí)，項(xiàng)目中沒有組態(tài)軟件的預(yù)算，或?qū)幵竿度肴肆ξ锪︶槍?duì)具體項(xiàng)目做長周期的繁冗的上位機(jī)的編程開發(fā)，也不采用組態(tài)軟件；二、在很長時(shí)間里，國內(nèi)用戶的軟件意識(shí)還不強(qiáng)，面對(duì)價(jià)格不菲的進(jìn)口軟件（早期的組態(tài)軟件多為國外廠家開發(fā)），很少有用戶愿意去購買正版；三、當(dāng)時(shí)國內(nèi)的工業(yè)自動(dòng)化和信息技術(shù)應(yīng)用的水平還不高，組態(tài)軟件提供對(duì)大規(guī)模應(yīng)用、大量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控、處理并可以將處理的結(jié)果生成管理所需的數(shù)據(jù)，這些需求并未完全形成。
隨著我國工業(yè)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，國內(nèi)出現(xiàn)眾多組態(tài)軟件，目前中國市場上的組態(tài)軟件產(chǎn)品按廠商可大致劃分為三類，即國外專業(yè)軟件廠商提供的產(chǎn)品，國外硬件或系統(tǒng)廠商提供的產(chǎn)品，以及國內(nèi)自行開發(fā)的國產(chǎn)化產(chǎn)品。從近幾年的調(diào)查結(jié)果來看，國內(nèi)組態(tài)軟件市場大部分份額仍被國外幾家組態(tài)軟件占據(jù)，如：FIX、InTouch等。這些“洋軟件”在功能完備性、產(chǎn)品包裝、市場推廣等方面具有一定優(yōu)勢，但并非所有方面都盡善盡美，相比而言，國內(nèi)組態(tài)軟件具有價(jià)格較低、通用性強(qiáng)、可定制性強(qiáng)，一些廠家可以根據(jù)客戶需求對(duì)軟件的部分進(jìn)行修改，如CenturyStar可以免費(fèi)為客戶提供驅(qū)動(dòng)程序，只要客戶提供所使用設(shè)備的通信協(xié)議即可，總而言之，無論國內(nèi)還是國外的組態(tài)軟件廠家都各有優(yōu)勢。
4 組態(tài)軟件的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢
組態(tài)軟件有通用和專用之分，如WinCC主要用于與西門子相關(guān)產(chǎn)品配套，而像世紀(jì)星組態(tài)軟件屬于通用組態(tài)軟件，因?yàn)槠淇梢愿鶕?jù)不同設(shè)備配置不同驅(qū)動(dòng)程序，而不用修改主程序，總結(jié)通用組態(tài)軟件的主要特點(diǎn)如下：
1）延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級(jí)；
2）封裝性（易學(xué)易用）。通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對(duì)于用戶，不用掌握太多的編程語言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能；
3）通用性。每個(gè)用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。
隨著工業(yè)控制系統(tǒng)的應(yīng)用深入，工業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，控制系統(tǒng)也會(huì)更加復(fù)雜，對(duì)組態(tài)軟件會(huì)提出更高的要求，這也是組態(tài)軟件發(fā)展的源動(dòng)力，通過分析工控系統(tǒng)的特點(diǎn)及現(xiàn)狀，組態(tài)軟件有如下幾個(gè)發(fā)展趨勢：
1）運(yùn)行更加穩(wěn)定，執(zhí)行效率更高，使用更加容易，這是組態(tài)軟件的初衷，也是必然的發(fā)展方向。
2）更好的人機(jī)交互。人機(jī)交互是組態(tài)軟件最重要、最基本的功能之一，良好的人機(jī)交互不僅利于開發(fā)人員對(duì)控制系統(tǒng)的開發(fā)，而且也利于使用人員對(duì)工藝現(xiàn)場的監(jiān)控。
3）能滿足客戶個(gè)性化需求。隨著組態(tài)軟件市場的擴(kuò)大，組態(tài)軟件將應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，而各行業(yè)都有其不同的特點(diǎn)，根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)制定相應(yīng)的組態(tài)軟件將給該行業(yè)的相關(guān)人員帶來極大的便利。
4）具有很好的開放性。沒有哪個(gè)組態(tài)軟件是完美的，用戶總會(huì)用不同的想法和需求，能夠使用戶在使用現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行自定義功能的開發(fā)（如自定義控件等）是最好的解決辦法，這也是組態(tài)軟件的開放性。
5）獲取信息更加便利。這是一個(gè)信息化時(shí)代，隨著通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)控制系統(tǒng)將不再是信息孤島。單就一個(gè)企業(yè)而言，車間之間、工廠之間、從工業(yè)現(xiàn)場到高層管理將趨于一個(gè)整體。對(duì)于整個(gè)市場而言，企業(yè)之間也相互聯(lián)系，及時(shí)獲取當(dāng)前的市場信息更有利于提供企業(yè)的效益和競爭力。
6）與其他系統(tǒng)的交互操作。組態(tài)軟件并不能解決所有問題，往往一個(gè)大型的系統(tǒng)都要有多個(gè)軟件協(xié)同完成，這就需要組態(tài)軟件預(yù)留與其他系統(tǒng)交互的接口，以便于在不同系統(tǒng)之間的通信。
5 小結(jié)
通過本文的介紹，我們可以對(duì)組態(tài)軟件有一個(gè)更清晰的認(rèn)識(shí)，并且對(duì)組態(tài)軟件的產(chǎn)生、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢都有了一定的了解。