組態(tài)軟件簡(jiǎn)介
隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來(lái)越高，種類繁多的控制設(shè)備和過(guò)程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無(wú)法滿足用戶的各種需求。在開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時(shí)，當(dāng)工業(yè)被控對(duì)象一旦有變動(dòng)，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)；已開(kāi)發(fā)成功的工控軟件又由于每個(gè)控制項(xiàng)目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價(jià)格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時(shí)，倘若原來(lái)的編程人員因工作變動(dòng)而離去時(shí)，則必須同其他人員或新手進(jìn)行源程序的修改，因而更是相當(dāng)困難。通用工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實(shí)際工程問(wèn)題提供了一種嶄新的方法，因?yàn)樗軌蚝芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問(wèn)題，使用戶能根據(jù)自己的控制對(duì)象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動(dòng)化控制工程。
組態(tài)（Configuration）為模塊化任意組合。通用組態(tài)軟件主要特點(diǎn)有（1）延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)（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(lái)，對(duì)于用戶，不需掌握太多的編程語(yǔ)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(kāi)放式的數(shù)據(jù)庫(kù)和畫(huà)面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫(huà)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。
最早開(kāi)發(fā)的通用組態(tài)軟件是DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件，其特點(diǎn)是具有簡(jiǎn)單的人機(jī)界面（MMI）、圖庫(kù)、繪圖工具箱等基本功能。隨著Windows的廣泛應(yīng)用，Windows環(huán)境下的組態(tài)軟件成為主流。與DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件成為主流。與DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件相比，其最突出的特點(diǎn)是圖形功能有了很大的增強(qiáng)。國(guó)外許多優(yōu)秀通用組態(tài)軟件是在英文狀態(tài)下開(kāi)發(fā)的，它具有應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)、用戶界面不理想、不支持或不免費(fèi)支持國(guó)內(nèi)普遍使用的硬件設(shè)備、組態(tài)軟件本身費(fèi)用和組態(tài)軟件培訓(xùn)費(fèi)用高昂等因素，這些也正是國(guó)內(nèi)通用組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)不能廣泛應(yīng)用的原因。隨著國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)水平和工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，通用組態(tài)軟件的市場(chǎng)需求日益增大。近年來(lái)，一些技術(shù)力量雄厚的高科技公司相繼開(kāi)發(fā)出了適合國(guó)內(nèi)使用的通用組態(tài)軟件。
組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成及其簡(jiǎn)介
----北京三維力控科技有限公司
在組態(tài)軟件中，通過(guò)組態(tài)生成的一個(gè)目標(biāo)應(yīng)用項(xiàng)目在計(jì)算機(jī)硬盤(pán)中占據(jù)唯一的物理空間（邏輯空間），可以用唯一的一個(gè)名稱來(lái)標(biāo)識(shí)，就被稱為一個(gè)應(yīng)用程序。在同一計(jì)算機(jī)中可以存儲(chǔ)多個(gè)應(yīng)用程序，組態(tài)軟件通過(guò)應(yīng)用程序的名稱來(lái)訪問(wèn)其組態(tài)內(nèi)容，打開(kāi)其組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行修改或?qū)⑵鋺?yīng)用程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。
組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分有多種標(biāo)準(zhǔn)，這里以使用軟件的工作階段和軟件體系的成員構(gòu)成兩種標(biāo)準(zhǔn)討論其體系結(jié)構(gòu)。
一、組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分
1.以使用軟件的工作階段劃分
也可以說(shuō)是按照系統(tǒng)環(huán)境劃分，從總體上講，組態(tài)軟件是由兩大部分構(gòu)成的：
系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境：是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師為實(shí)施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進(jìn)行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。通過(guò)建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng),供系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。
系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境由若干個(gè)組態(tài)程序組成，如圖形界面組態(tài)程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)程序等。
系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，目標(biāo)應(yīng)用程序被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境由若干個(gè)運(yùn)行程序組成，如圖形界面運(yùn)行程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行程序等。
組態(tài)軟件支持在線組態(tài)技術(shù)，即在不退出系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的情況下可以直接進(jìn)入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài)，使修改后的組態(tài)直接生效。
自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師最先接觸的一定是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試，最終將目標(biāo)應(yīng)用程序在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境投入實(shí)時(shí)運(yùn)行，完成一個(gè)工程項(xiàng)目。
2. 按照成員構(gòu)成劃分
組態(tài)軟件因?yàn)槠涔δ軓?qiáng)大，而每個(gè)功能相對(duì)來(lái)說(shuō)又具有一定的獨(dú)立性，因此其組成形式是一個(gè)集成軟件平臺(tái)，由若干程序組件構(gòu)成。
其中必備的典型組件包括：
應(yīng)用程序管理器
應(yīng)用程序管理器是提供應(yīng)用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應(yīng)用等功能的專用管理工具。在自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師應(yīng)用組態(tài)軟件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到下面一些煩惱：經(jīng)常要進(jìn)行組態(tài)數(shù)據(jù)的備份；經(jīng)常需要引用以往成功應(yīng)用項(xiàng)目中的部分組態(tài)成果（如畫(huà)面）；經(jīng)常需要迅速了解計(jì)算機(jī)中保存了哪些應(yīng)用項(xiàng)目。雖然這些要求可以用手工方式實(shí)現(xiàn)，但效率低下，極易出錯(cuò)。有了應(yīng)用程序管理器的支持，這些操作將變得非常簡(jiǎn)單。
圖形界面開(kāi)發(fā)程序
是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師為實(shí)施其控制方案，在圖形編輯工具的支持下進(jìn)行圖形系統(tǒng)生成工作所依賴的開(kāi)發(fā)環(huán)境。通過(guò)建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng),供圖形運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。
圖形界面運(yùn)行程序
在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)被圖形界面運(yùn)行程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序
有的組態(tài)軟件只在圖形開(kāi)發(fā)環(huán)境中增加了簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理功能，因而不具備完整的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。目前比較先進(jìn)的組態(tài)軟件（如力控等）都有獨(dú)立的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組件，以提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，增強(qiáng)處理能力。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序是建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的組態(tài)工具，可以定義實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)來(lái)源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)類型及相關(guān)的各種參數(shù)。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序
在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，目標(biāo)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)被實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)。歷史數(shù)據(jù)的查詢、檢索、報(bào)警的管理都是在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序中完成的。
I/O驅(qū)動(dòng)程序
是組態(tài)軟件中必不可少的組成部分，用于和I/O設(shè)備通訊，互相交換數(shù)據(jù)，DDE和OPC Client是兩個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)I/O驅(qū)動(dòng)程序，用來(lái)和支持DDE標(biāo)準(zhǔn)和OPC標(biāo)準(zhǔn)的I/O設(shè)備通訊。多數(shù)組態(tài)軟件的DDE驅(qū)動(dòng)程序被整合在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)或圖形系統(tǒng)中，而OPC Client則多數(shù)單獨(dú)存在。
擴(kuò)展可選組件包括：
通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）組態(tài)程序
通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口組件用來(lái)完成組態(tài)軟件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與通用數(shù)據(jù)庫(kù)（如Oracle、Sybase、Foxpro、DB2、Infomix、SQL Server等）的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換，通用數(shù)據(jù)庫(kù)既可以讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可以讀取歷史數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)也可以從通用數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)地讀入數(shù)據(jù)。通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）組態(tài)環(huán)境用于指定要交換的通用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、字段名稱及屬性、時(shí)間區(qū)段、采樣周期、字段與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系等。
通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）運(yùn)行程序
已組態(tài)的通用數(shù)據(jù)庫(kù)連接被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，按照預(yù)先指定的采樣周期，對(duì)規(guī)定時(shí)間區(qū)段按照組態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)建立起通用數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)間的數(shù)據(jù)連接。
策略（控制方案）編輯組態(tài)程序
策略編輯/生成組件
是以PC為中心實(shí)現(xiàn)低成本監(jiān)控的核心軟件，具有很強(qiáng)的邏輯、算術(shù)運(yùn)算能力和豐富的控制算法。策略編輯/生成組件以IEC-1131-3標(biāo)準(zhǔn)為使用者提供標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境，共有4種編程方式：梯形圖、結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言、指令助記符、模塊化功能塊。使用者一般都習(xí)慣于使用模塊化功能塊，根據(jù)控制方案進(jìn)行組態(tài)，結(jié)束后系統(tǒng)將保存組態(tài)內(nèi)容并對(duì)組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行語(yǔ)法檢查、編譯。
編譯生成的目標(biāo)策略代碼即可以與圖形界面同在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，也可以下裝（Download）到目標(biāo)設(shè)備（如PC/104、Windows CE系統(tǒng)等PC-Based設(shè)備）上運(yùn)行。
策略運(yùn)行程序
組態(tài)的策略目標(biāo)系統(tǒng)被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)，同時(shí)完成與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)交換。
實(shí)用通訊程序組件
實(shí)用通訊程序極大地增強(qiáng)了組態(tài)軟件的功能，可以實(shí)現(xiàn)與第三方程序的數(shù)據(jù)交換，是組態(tài)軟件價(jià)值的主要表現(xiàn)之一。通訊實(shí)用程序具有以下功能：
1.可以實(shí)現(xiàn)操作站的雙機(jī)冗余熱備用；
2.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)和傳送；
3.通訊實(shí)用程序可以使用以太網(wǎng)、RS485、RS232、PSTN等多種通訊介質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)其功能。實(shí)用通訊程序組件可以劃分為Server和Client兩種類型，Server是數(shù)據(jù)提供方，Client是數(shù)據(jù)訪問(wèn)方，一但Server和Client建立起了連接，二者間就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。
二、 力控2.0的體系結(jié)構(gòu)
力控2.0是一個(gè)集成式的軟件包,其中所有組件都可以獨(dú)立分布式地運(yùn)行,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序與其它組件交換數(shù)據(jù)。力控2.0可以運(yùn)行于Pentium 133以上的計(jì)算機(jī)（16M以上內(nèi)存、1G以上硬盤(pán)）系統(tǒng)中。
力控2.0包括以下幾個(gè)主要部分：
Draw，功能強(qiáng)大的人機(jī)界面組態(tài)工具。Draw是集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境，它使用面向?qū)ο蟮膱D形對(duì)象創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)式顯示窗口。這些窗口的數(shù)據(jù)、圖形顯示內(nèi)容可以來(lái)自過(guò)程I/O或Microsoft Windows第三方應(yīng)用程序。
View，高可靠、快速的圖形界面運(yùn)行系統(tǒng)。View用來(lái)運(yùn)行由Draw創(chuàng)建的圖形窗口，支持的畫(huà)面數(shù)量不受限制，數(shù)據(jù)刷新速度快于5毫秒。
DB，先進(jìn)的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。DB是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的核心，構(gòu)建分布式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它負(fù)責(zé)整個(gè)力控應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理、報(bào)警信息處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求處理。完成與過(guò)程的雙向數(shù)據(jù)通訊。DB與Draw構(gòu)成服務(wù)器/客戶計(jì)算模式。各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的DB通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序可以構(gòu)建成復(fù)雜的分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，單機(jī)數(shù)據(jù)處理能力超過(guò)1萬(wàn)點(diǎn)，歷史數(shù)據(jù)可以保存10年以上；網(wǎng)絡(luò)處理能力可超過(guò)10萬(wàn)點(diǎn)。
NetClient和NetServer，高性能的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)程序。NetServer和NetClient內(nèi)部采用TCP/IP通信協(xié)議，它保證用戶可以充分利用Intranet/Internet的網(wǎng)絡(luò)資源，保證數(shù)據(jù)刷新速度快于5毫秒，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力超過(guò)10萬(wàn)點(diǎn)。
I/O Server，即I/O驅(qū)動(dòng)程序。I/O Server完成與各種檢測(cè)、控制設(shè)備的通訊，負(fù)責(zé)從過(guò)程I/O設(shè)備讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)將來(lái)自圖形界面和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的控制命令寫(xiě)入I/O設(shè)備。DB與I/O Server構(gòu)成服務(wù)器/客戶計(jì)算模式。I/O Server由很多單體程序構(gòu)成，每個(gè)單體程序能夠完成特定設(shè)備的通訊功能，目前力控2.0的I/O Server家族擁有眾多成員，支持大多數(shù)主流控制設(shè)備生產(chǎn)商提供的硬件。
另外，力控2.0中也包含其它可選程序組件：
策略編輯生成及運(yùn)行程序StrategyBuilder，新一代基于PC-Based和嵌入式系統(tǒng)的自動(dòng)化控制軟件，符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)，可提供比PLC更為強(qiáng)大、更為靈活的功能。
力控Web Server，運(yùn)行在Web服務(wù)器上的應(yīng)用軟件。可為世界各地的遠(yuǎn)程用戶在臺(tái)式機(jī)或便攜機(jī)上用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程。
TelClient/TelServer，使用簡(jiǎn)便的遠(yuǎn)程拔號(hào)通信程序。在任何地方，只要能拔打電話，就可以使用本組件實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的的實(shí)時(shí)監(jiān)控，唯一需要的是Modem和電話線。
SCOMClient/SCOMServer，低成本的串行通信程序。兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間，使用RS232C/422/485接口，可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一（1：1方式）的通訊；如果使用RS485總線，還可實(shí)現(xiàn)一對(duì)多臺(tái)計(jì)算機(jī)（1：N方式）的通訊。
組態(tài)（Configuration）為模塊化任意組合。通用組態(tài)軟件主要特點(diǎn)有（1）延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)（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(lái)，對(duì)于用戶，不需掌握太多的編程語(yǔ)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(kāi)放式的數(shù)據(jù)庫(kù)和畫(huà)面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫(huà)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。
最早開(kāi)發(fā)的通用組態(tài)軟件是DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件，其特點(diǎn)是具有簡(jiǎn)單的人機(jī)界面（MMI）、圖庫(kù)、繪圖工具箱等基本功能。隨著Windows的廣泛應(yīng)用，Windows環(huán)境下的組態(tài)軟件成為主流。與DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件成為主流。與DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件相比，其最突出的特點(diǎn)是圖形功能有了很大的增強(qiáng)。國(guó)外許多優(yōu)秀通用組態(tài)軟件是在英文狀態(tài)下開(kāi)發(fā)的，它具有應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)、用戶界面不理想、不支持或不免費(fèi)支持國(guó)內(nèi)普遍使用的硬件設(shè)備、組態(tài)軟件本身費(fèi)用和組態(tài)軟件培訓(xùn)費(fèi)用高昂等因素，這些也正是國(guó)內(nèi)通用組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)不能廣泛應(yīng)用的原因。隨著國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)水平和工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，通用組態(tài)軟件的市場(chǎng)需求日益增大。近年來(lái)，一些技術(shù)力量雄厚的高科技公司相繼開(kāi)發(fā)出了適合國(guó)內(nèi)使用的通用組態(tài)軟件。
組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成及其簡(jiǎn)介
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在組態(tài)軟件中，通過(guò)組態(tài)生成的一個(gè)目標(biāo)應(yīng)用項(xiàng)目在計(jì)算機(jī)硬盤(pán)中占據(jù)唯一的物理空間（邏輯空間），可以用唯一的一個(gè)名稱來(lái)標(biāo)識(shí)，就被稱為一個(gè)應(yīng)用程序。在同一計(jì)算機(jī)中可以存儲(chǔ)多個(gè)應(yīng)用程序，組態(tài)軟件通過(guò)應(yīng)用程序的名稱來(lái)訪問(wèn)其組態(tài)內(nèi)容，打開(kāi)其組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行修改或?qū)⑵鋺?yīng)用程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。
組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分有多種標(biāo)準(zhǔn)，這里以使用軟件的工作階段和軟件體系的成員構(gòu)成兩種標(biāo)準(zhǔn)討論其體系結(jié)構(gòu)。
一、組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分
1.以使用軟件的工作階段劃分
也可以說(shuō)是按照系統(tǒng)環(huán)境劃分，從總體上講，組態(tài)軟件是由兩大部分構(gòu)成的：
系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境：是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師為實(shí)施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進(jìn)行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。通過(guò)建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng),供系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。
系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境由若干個(gè)組態(tài)程序組成，如圖形界面組態(tài)程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)程序等。
系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，目標(biāo)應(yīng)用程序被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境由若干個(gè)運(yùn)行程序組成，如圖形界面運(yùn)行程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行程序等。
組態(tài)軟件支持在線組態(tài)技術(shù)，即在不退出系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的情況下可以直接進(jìn)入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài)，使修改后的組態(tài)直接生效。
自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師最先接觸的一定是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試，最終將目標(biāo)應(yīng)用程序在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境投入實(shí)時(shí)運(yùn)行，完成一個(gè)工程項(xiàng)目。
2. 按照成員構(gòu)成劃分
組態(tài)軟件因?yàn)槠涔δ軓?qiáng)大，而每個(gè)功能相對(duì)來(lái)說(shuō)又具有一定的獨(dú)立性，因此其組成形式是一個(gè)集成軟件平臺(tái)，由若干程序組件構(gòu)成。
其中必備的典型組件包括：
應(yīng)用程序管理器
應(yīng)用程序管理器是提供應(yīng)用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應(yīng)用等功能的專用管理工具。在自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師應(yīng)用組態(tài)軟件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到下面一些煩惱：經(jīng)常要進(jìn)行組態(tài)數(shù)據(jù)的備份；經(jīng)常需要引用以往成功應(yīng)用項(xiàng)目中的部分組態(tài)成果（如畫(huà)面）；經(jīng)常需要迅速了解計(jì)算機(jī)中保存了哪些應(yīng)用項(xiàng)目。雖然這些要求可以用手工方式實(shí)現(xiàn)，但效率低下，極易出錯(cuò)。有了應(yīng)用程序管理器的支持，這些操作將變得非常簡(jiǎn)單。
圖形界面開(kāi)發(fā)程序
是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師為實(shí)施其控制方案，在圖形編輯工具的支持下進(jìn)行圖形系統(tǒng)生成工作所依賴的開(kāi)發(fā)環(huán)境。通過(guò)建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng),供圖形運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。
圖形界面運(yùn)行程序
在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)被圖形界面運(yùn)行程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序
有的組態(tài)軟件只在圖形開(kāi)發(fā)環(huán)境中增加了簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理功能，因而不具備完整的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。目前比較先進(jìn)的組態(tài)軟件（如力控等）都有獨(dú)立的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組件，以提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，增強(qiáng)處理能力。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序是建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的組態(tài)工具，可以定義實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)來(lái)源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)類型及相關(guān)的各種參數(shù)。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序
在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，目標(biāo)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)被實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)。歷史數(shù)據(jù)的查詢、檢索、報(bào)警的管理都是在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序中完成的。
I/O驅(qū)動(dòng)程序
是組態(tài)軟件中必不可少的組成部分，用于和I/O設(shè)備通訊，互相交換數(shù)據(jù)，DDE和OPC Client是兩個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)I/O驅(qū)動(dòng)程序，用來(lái)和支持DDE標(biāo)準(zhǔn)和OPC標(biāo)準(zhǔn)的I/O設(shè)備通訊。多數(shù)組態(tài)軟件的DDE驅(qū)動(dòng)程序被整合在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)或圖形系統(tǒng)中，而OPC Client則多數(shù)單獨(dú)存在。
擴(kuò)展可選組件包括：
通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）組態(tài)程序
通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口組件用來(lái)完成組態(tài)軟件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與通用數(shù)據(jù)庫(kù)（如Oracle、Sybase、Foxpro、DB2、Infomix、SQL Server等）的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換，通用數(shù)據(jù)庫(kù)既可以讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可以讀取歷史數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)也可以從通用數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)地讀入數(shù)據(jù)。通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）組態(tài)環(huán)境用于指定要交換的通用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、字段名稱及屬性、時(shí)間區(qū)段、采樣周期、字段與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系等。
通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）運(yùn)行程序
已組態(tài)的通用數(shù)據(jù)庫(kù)連接被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，按照預(yù)先指定的采樣周期，對(duì)規(guī)定時(shí)間區(qū)段按照組態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)建立起通用數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)間的數(shù)據(jù)連接。
策略（控制方案）編輯組態(tài)程序
策略編輯/生成組件
是以PC為中心實(shí)現(xiàn)低成本監(jiān)控的核心軟件，具有很強(qiáng)的邏輯、算術(shù)運(yùn)算能力和豐富的控制算法。策略編輯/生成組件以IEC-1131-3標(biāo)準(zhǔn)為使用者提供標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境，共有4種編程方式：梯形圖、結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言、指令助記符、模塊化功能塊。使用者一般都習(xí)慣于使用模塊化功能塊，根據(jù)控制方案進(jìn)行組態(tài)，結(jié)束后系統(tǒng)將保存組態(tài)內(nèi)容并對(duì)組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行語(yǔ)法檢查、編譯。
編譯生成的目標(biāo)策略代碼即可以與圖形界面同在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，也可以下裝（Download）到目標(biāo)設(shè)備（如PC/104、Windows CE系統(tǒng)等PC-Based設(shè)備）上運(yùn)行。
策略運(yùn)行程序
組態(tài)的策略目標(biāo)系統(tǒng)被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)，同時(shí)完成與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)交換。
實(shí)用通訊程序組件
實(shí)用通訊程序極大地增強(qiáng)了組態(tài)軟件的功能，可以實(shí)現(xiàn)與第三方程序的數(shù)據(jù)交換，是組態(tài)軟件價(jià)值的主要表現(xiàn)之一。通訊實(shí)用程序具有以下功能：
1.可以實(shí)現(xiàn)操作站的雙機(jī)冗余熱備用；
2.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)和傳送；
3.通訊實(shí)用程序可以使用以太網(wǎng)、RS485、RS232、PSTN等多種通訊介質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)其功能。實(shí)用通訊程序組件可以劃分為Server和Client兩種類型，Server是數(shù)據(jù)提供方，Client是數(shù)據(jù)訪問(wèn)方，一但Server和Client建立起了連接，二者間就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。
二、 力控2.0的體系結(jié)構(gòu)
力控2.0是一個(gè)集成式的軟件包,其中所有組件都可以獨(dú)立分布式地運(yùn)行,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序與其它組件交換數(shù)據(jù)。力控2.0可以運(yùn)行于Pentium 133以上的計(jì)算機(jī)（16M以上內(nèi)存、1G以上硬盤(pán)）系統(tǒng)中。
力控2.0包括以下幾個(gè)主要部分：
Draw，功能強(qiáng)大的人機(jī)界面組態(tài)工具。Draw是集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境，它使用面向?qū)ο蟮膱D形對(duì)象創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)式顯示窗口。這些窗口的數(shù)據(jù)、圖形顯示內(nèi)容可以來(lái)自過(guò)程I/O或Microsoft Windows第三方應(yīng)用程序。
View，高可靠、快速的圖形界面運(yùn)行系統(tǒng)。View用來(lái)運(yùn)行由Draw創(chuàng)建的圖形窗口，支持的畫(huà)面數(shù)量不受限制，數(shù)據(jù)刷新速度快于5毫秒。
DB，先進(jìn)的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。DB是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的核心，構(gòu)建分布式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它負(fù)責(zé)整個(gè)力控應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理、報(bào)警信息處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求處理。完成與過(guò)程的雙向數(shù)據(jù)通訊。DB與Draw構(gòu)成服務(wù)器/客戶計(jì)算模式。各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的DB通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序可以構(gòu)建成復(fù)雜的分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，單機(jī)數(shù)據(jù)處理能力超過(guò)1萬(wàn)點(diǎn)，歷史數(shù)據(jù)可以保存10年以上；網(wǎng)絡(luò)處理能力可超過(guò)10萬(wàn)點(diǎn)。
NetClient和NetServer，高性能的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)程序。NetServer和NetClient內(nèi)部采用TCP/IP通信協(xié)議，它保證用戶可以充分利用Intranet/Internet的網(wǎng)絡(luò)資源，保證數(shù)據(jù)刷新速度快于5毫秒，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力超過(guò)10萬(wàn)點(diǎn)。
I/O Server，即I/O驅(qū)動(dòng)程序。I/O Server完成與各種檢測(cè)、控制設(shè)備的通訊，負(fù)責(zé)從過(guò)程I/O設(shè)備讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)將來(lái)自圖形界面和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的控制命令寫(xiě)入I/O設(shè)備。DB與I/O Server構(gòu)成服務(wù)器/客戶計(jì)算模式。I/O Server由很多單體程序構(gòu)成，每個(gè)單體程序能夠完成特定設(shè)備的通訊功能，目前力控2.0的I/O Server家族擁有眾多成員，支持大多數(shù)主流控制設(shè)備生產(chǎn)商提供的硬件。
另外，力控2.0中也包含其它可選程序組件：
策略編輯生成及運(yùn)行程序StrategyBuilder，新一代基于PC-Based和嵌入式系統(tǒng)的自動(dòng)化控制軟件，符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)，可提供比PLC更為強(qiáng)大、更為靈活的功能。
力控Web Server，運(yùn)行在Web服務(wù)器上的應(yīng)用軟件。可為世界各地的遠(yuǎn)程用戶在臺(tái)式機(jī)或便攜機(jī)上用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程。
TelClient/TelServer，使用簡(jiǎn)便的遠(yuǎn)程拔號(hào)通信程序。在任何地方，只要能拔打電話，就可以使用本組件實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的的實(shí)時(shí)監(jiān)控，唯一需要的是Modem和電話線。
SCOMClient/SCOMServer，低成本的串行通信程序。兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間，使用RS232C/422/485接口，可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一（1：1方式）的通訊；如果使用RS485總線，還可實(shí)現(xiàn)一對(duì)多臺(tái)計(jì)算機(jī)（1：N方式）的通訊。
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