什么是组态监控系统软件

小嘿QA2020-04-14 14:50:43阅读(...)

组态软件又称组态监控系统软件,是指数据采集与过程控制的专用软件,也是指在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境。这些软件实际上也是一种通过灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。

组态软件,又称组态监控系统软件,是指数据采集与过程控制的专用软件,也是指在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境。这些软件实际上也是一种通过灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件广泛应用于机械、汽车、石油、化工、造纸、水处理以及过程控制等诸多领域。

什么是组态监控系统软件

发展历史

20 世纪 40 年代,大多数工业生产过程还处于手工操作状态,人们主要凭经验、用手工方式去控制生产过程,生产过程中的关键参数靠人工观察,生产过程中的操作也靠人工去执行,劳动生产率很低。

20 世纪 50 年代前后,一些工厂、企业的生产过程实现了仪表化和局部自动化。那时,生产过程中的关键参数普遍采用基地式仪表和部分单元组合仪表(多数为气动仪表)等进行显示。进入 20 世纪 60 年代,随着工业生产和电子技术的不断发展,人们开始大量采用气动、电动单元组合仪表甚至组装仪表,对关键参数进行指示,计算机控制系统开始应用于过程控制,实现直接数字控制和设定值控制等。

20 世纪 70 年代,随着计算机的开发、应用和普及,对全厂或整个工艺流程的集中控制成为可能,集散型控制系统(Distributed Control System,DCS)随即问世。集散型控制系统是把自动化技术、计算机技术、通信技术、故障诊断技术、冗余技术和图形显示技术融为一体的装置。“组态”的概念就是伴随着集散型控制系统的出现走进工业自动化应用领域,并开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。

早期的组态软件大都运行在 DOS 环境下,其特点是具有简单的人机界面、图库和绘图工具箱等基本功能,图形界面的可视化功能不是很强大。随着微软 Windows 操作系统的发展和普及,Windows 下的组态软件成为主流。

如今,世界上有不少专业厂商生产和提供各种组态软件产品,市面上的软件产品种类繁多,各有所长,应根据实际工程需要加以选择。

功能

(1)可以读写不同类型的 PLC、仪表、智能模块和板卡,采集工业现场的各种信号,从而对工业现场进行监视和控制。

(2)可以以图形和动画等直观形象的方式呈现工业现场信息,以方便对控制流程的监视也可以直接对控制系统发出指令、设置参数干预工业现场的控制流程。

(3)可以将控制系统中的紧急工况(如报警等)通过软件界面、电子邮件、手机短信、即时消息软件、声音和计算机自动语音等多种手段及时通知给相关人员,使之及时掌控自动化系统的运行状况。

(4)可以对工业现场的数据进行逻辑运算和数字运算等处理,并将结果返回给控制系统。

(5)可以对从控制系统得到的以及自身产生的数据进行记录存储。在系统发生事故和故障的时候,利用记录的运行工况数据和历史数据,可以对系统故障原因等进行分析定位,责任追查等。通过对数据的质量统计分析,还可以提高自动化系统的运行效率,提升产品质量。

(6)可以将工程运行的状况、实时数据、历史数据、警告和外部数据库中的数据以及统计运算结果制作成报表,供运行和管理人员参考。

(7)可以提供多种手段让用户编写自己需要的特定功能,并与组态软件集成为一个整体运行。大部分组态软件提供通过 C 脚本、VBS 脚本等来完成此功能。

(8)可以为其他应用软件提供数据,也可以接收数据,从而将不同的系统关联整合在一起。

(9)多个组态软件之间可以互相联系,提供客户端和服务器架构,通过网络实现分布式监控,从而实现复杂的大系统监控。

(10)可以将控制系统中的实时信息送入管理信息系统,也可以接收来自管理系统的管理数据,根据需要干预生产现场或过程。

(11)可以对工程的运行实现安全级别、用户级别的管理设置。

(12)可以开发面向国际市场的,能适应多种语言界面的监控系统,实现工程在不同语言之间的自由灵活切换,是机电自动化和系统工程服务走向国际市场的有利武器。

(13)可以通过因特网发布监控系统的数据,实现远程监控。

特点

组态软件有如下特点。

(1)功能强大。组态软件提供丰富的编辑和作图工具,提供大量的工业设备图符、仪表图符以及趋势图、历史曲线、数据分析图等;提供十分友好的图形化用户界面(Graphics User Interface,GUI),包括一整套 Windows 风格的窗口、菜单、按钮、信息区、工具栏、滚动条等;画面丰富多彩,为设备的正常运行、操作人员的集中监控提供了极大的方便;具有强大的通信功能和良好的开放性,组态软件向下可以与数据采集硬件通信,向上可与管理网络互联。

(2)简单易学。使用组态软件不需要掌握太多的编程语言技术,甚至不需要编程技术,根据工程实际情况,利用其提供的底层设备(PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等)的 I/O 驱动、开放式的数据库和界面制作工具,就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的复杂工程。

(3)扩展性好。组态软件开发的应用程序,当现场条件(包括硬件设备、系统结构等)或用户需求发生改变时,不需要太多的修改就可以方便地完成软件的更新和升级。

(4)实时多任务。组态软件开发的项目中,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、实时数据的存储、检索管理、实时通信等多个任务可以在同一台计算机上同时运行。组态控制技术是计算机控制技术发展的结果,采用组态控制技术的计算机控制系统最大的特点是从硬件到软件开发都具有组态性,因此极大地提高了系统的可靠性和开发速率,降低了开发难度,而且其可视化图形化的管理功能方便了生产管理与维护。

结构

1.从软件的工作阶段来看组态软件的构成

从软件的工作阶段来看,组态软件是由系统开发环境和系统运行环境两大部分构成的。

(1)系统开发环境系统开发环境是自动化工程设计工程师为实施其控制方案,在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境。系统开发环境由若干个组态程序组成,如图形界面组态程序、实时数据库组态程序等。

(2)系统运行环境在系统运行环境下,目标应用程序被装入计算机内存并投入实时运行。实现系统运行环境的程序由若干个程序组成,如图形界面运行程序、实时数据库运行程序等。在跨平台应用中,运行环境可以运行于 Windows 操作系统,也可以运行于 Linux 等操作系统,还可以运行于嵌入式系统(如嵌入式 Linux、安卓系统等)。

自动化工程设计工程师最先接触的一定是系统开发环境,通过反复地进行系统组态和调试,最终将目标应用程序在系统运行环境中投入实时运行,完成一个工程项目。

2.从软件体系来看组态软件的构成

从软件体系的成员构成来看,组态软件必备的典型组件包括工程管理器、图形界面开发程序、图形界面运行程序、实时数据库组态、实时数据库运行程序和 I/O 驱动程序等几种。

(1)工程管理器工程管理器是提供工程项目的设计组态集成环境,具有工程项目新建、工程项目管理、I/O 设备驱动设置、变量点表生成、调试与集成管理等功能。

(2)图形界面开发程序图形界面开发程序是自动化工程设计工程师为实施其控制方案,在图形编辑工具的支持下进行图形系统生成工作所依赖的开发环境。通过建立一系列用户数据文件,生成最终的图形目标应用系统,供图形界面运行程序运行。

(3)图形界面运行程序在系统运行环境下,图形目标应用系统被图形界面运行程序装入计算机内存并投入实时运行。

(4)实时数据库组态组态软件具有独立的实时数据库系统,用于提高系统的实时性,增强系统的处理能力。实时数据库组态是建立实时数据库的组态工具,可以定义实时数据库的结构、数据来源、数据链接、数据类型,及相关的各种参数。

(5)实时数据库系统运行程序在系统运行环境下,目标实时数据库及其应用系统被实时数据库系统运行程序装入计算机内存,并执行预定的各种数据计算、数据处理任务。历史数据的查询、检索、报警的管理都是在实时数据库系统运行程序中完成的。

(6)I/O 驱动程序 1/O 驱动程序是组态软件中必不可少的组成部分,用于和 I/O 设备通信,互相交换数据。DDE 和 OPC Client 是两个通用的标准 I/O 驱动程序,分别用来与支持 DDE 标准和 OPC 标准的 I/O 设备通信。多数组态软件的 DDE 驱动程序被整合在实时数据库系统或图形系统中,而 OPC Client 则大都单独存在。

收藏0个人收藏
走进科技生活方式

评论交流

泪雪默认头像请「登录」后参与评论
  1. 加载中..