1、监控组态软件系统在工业自动化中的作用摘要：通过分析监控组态软件的具体功能，说明了监控组态软件在工业自动化中的作用，并说明了监控组态软件未来的发展方向。 关键词：监控组态软件；功能；作用 中图分类号： X924 文献标识码： A 文章编号： 0 前言 随着计算机软硬件技术、信息技术与制造业工业技术的高速发展和企业信息化进程的推进，工业自动化系统变得越来越复杂，对自动化系统的要求也越来越高。在大型复杂系统中，如大型工业生产过程、计算机集成制造系统、工业流程对象控制系统等，具有多种形式的复杂性，在整体结构上表现为非线性、不确定性、无穷维、分布式及多层次等；在被处理信息上，表现为信号的不确定性、随机性
2、和不完全性、图象及符号信息的混合等；在计算机上，表现为数量运算与逻辑运算的混合；随着管理的深化和细化，表现为管理方式的日渐扁平化等等，可见对复杂大系统不但在系统辨识、分析、设计等方面与常规不同，更重要的是在系统建模、控制策略方面也有不同。 1 监控组态软件的功能 “监控”是对被控过程的监视与控制，从工业自动化控制角度一般将监控软件称为工业组态软件或组态控制软件。自诞生至今，组态软件已有 20 年的发展历史。应该说组态软件作为一种应用软件，是随着 PC机的兴起而不断发展的。目前的 InTouch 作为一种典型的工业自动化组态软件，具有良好的实时性，更具有高性能的图形界面功能。监控组态软件是面向监
3、控与数据采集的软件平台工具，具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。监控组态软件最早出现时，HMI 或 MMI 是其主要内涵，即主要解决人机交互图形界面问题。组态软件系统包含有实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据库接口、对 I/O 设备的驱动等内容。随着软件技术的发展，监控组态软件不断地被赋予新的内容，在社会信息化进程中将扮演越来越重要的角色，未来的发展前景十分看好。组态软件有以下主要功能。 1.1 采用图形化编辑设计技巧。编程人员可采用拼图、搭积木和简单连线的方式构建人机交互界面。组态软件包含有设计开发图库，如各种模拟仪表、电动机、控制按钮等。编程人员也可以利用基本绘图
4、工具自行设计图库和对象图元。在操作和监控的人机界面上，用相应于这些现场设备、检测装置和控制器的图元，代表和指示真实对象，就得到了现场生产设备运行的模拟图面。从而，通过对模拟现场图面上相应于对象的图元进行操作，就可以实现对现场设备和控制器等的操作和管理。这是组态软件的最大优点之一，它使编程和操作非常直观，易于让具有不同知识背景和水平的人员都能接受。评价一种组态软件优劣水平的一个重要标准是该种软件的设计图库的大小和丰富性以及图库中图元的直观代表性。 1.2 对实际监控对象实现状态迁移管理。组态软件应用动画连接技术，将描述现场对象的图元与一定的参数或函数联系起来，形成映射关系。编程或操作人员通过对这
5、些参数或函数的编程和处理，就可以实现对现场设备数据的采集、分析和处理，参数的传递是通过组态计算机与现场设备之间的输入和输出通道完成的，从而实现远程监测和控制，即状态管理。状态迁移的内容包括对象运动规律设置、运行状态监测和故障报警显示等。从应用角度看，对象参数的编辑和处理是被屏蔽的，用户对监控界面上的图元进行激励，也就是对该图元所对应的对象参数进行激励和设定，该对象参数依照编程预定的运算规律进行改变或重定，并影响其它图元的对象参数同步改变，其结果是变化了的那些差数引起对应的图元发生变化或激发其它一些图象信息到人机界面上，使用户知道操作结果，从而确定下一步的操作，这样就完成了人机交互。从设计开发角
6、度看，对象参数的编辑和处理是透明的，随时可以根据控制要求更改参数和运算规律，而且这种更改可以在人机监控界面上进行，如将人机监控界面设置为开发环境，通过计算机鼠标双击图元，就可以进入对象参数对话框进行编辑和修改。由此可以看出，组态软件对现场的监控和管理不仅继承了传统的汇编或高级语言控制结构，而且极大地扩展了编程直观性。 1.3 监控和管理对象更加形象化和深刻化。组态软件不仅能与其它常用编程语言开发工具一样，可以对对象参数进行设定，实时采集数据，编程参数算法，打印控制规律和结果，存储数据记录等，而且能很容易地将上述功能和步骤形象化的表示出来，并且可以反映到人机界面上供编程或操作人员直观分析和修改。
7、如组态软件可以将实时采集数据以实时曲线的形式直观反映在监控界面上，对于历史和现时控制信息及结果同样可以以实时曲线图的形式直观反映在监控界面上。这样，人们可以采用高级知识库、智能控制和预测的方法，如图表法、二次曲线拟合法和回归预测法等来分析和处理输入输出参数及数据，从而达到对监控对象的更深刻认识和把握状态、报警显示等。 2 监控组态软件在工业自动化中的作用 工业企业是一个复杂的大系统，按照发展新型工业和企业信息化的要求，自动化应该是集管理和控制于一体的，它包含低层的控制与高层次的管理的自动化。人们常常把高层次的控制称为管理，而把低层次的管理称为控制。对低层的控制而言，其控制任务主要由物理系统设备
8、完成。企业信息化对系统的自动化程度提出了更高的要求，它包含了企业资源计划系统 ERP 从 Internet 网上接受订货，由企业(工厂)生产执行系统(MES)完成产品生产直至合格产品出厂将产品送到用户的全过程，涵盖了从传感器开始到整个系统优化运行的全部低层控制及高层管理。企业物料流、信息流、资金流、人才流等的流向和流量随企业的功能、规模、产品特性等的不同，其复杂程度差异很大，如何使这类复杂大系统优化运行，以获取最佳的社会经济效益是人们期望的目标。为保证整个控制过程(或系统)中的所有有用的实时状态信息不沉淀、流失，便于实现实时协调，加强对上层决策的辅助支持，各工作站均应该用统一人机图形用户界面，
9、统一信息平台，克服“自动化孤岛” 、 “信息孤岛”现象，实现管控一体化的无缝集成，其中起关键作用的就是监控组态软件。要充分发挥信息在低层控制和高层管理决策中的主导作用，对监控软件系统的选择必须给于足够的重视，否则企业信息化的目标是难以实现的。 3 监控组态软件的发展方向 工业自动化软件的集成化，以前的工业自动化软件已经考虑到对设备和多系统的集成观点，但是集成的范围往往集中在对局部系统或分厂系统，而没有考虑更大范围的集成，而新的自动化软件系统已经考虑到大范围、区域性以及全厂级的系统集成，提供总体的集成解决方案。工业自动化软件的网络化，随着数据的分散性以及网络的多样性，工业自动化软件系统的信息正朝着信息总线的方向发展，信息总线的方式改变了过去需要将数据集中采集和处理的观念，相当于在数据监控层铺设了一条信息总线，各个子系统只要挂接在该信息总线上，就可以实现各个系统间的相互通讯，实现了全分布的监控系统。由于工业自动化软件间的信息交互越来越多，需要在单台机器上实现对多台机器上的软件系统进行集中远程管理的功能，因此网络化的管理也是自动化软件的发展方向。 4 结束语 工业自动化是一项复杂的大系统，因此随着科学技术的进步，应不断应用新技术，促进工业生产的高速发展。
