java版scada的简单介绍
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SCADA系统详细资料大全
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它套用领域很广，可以套用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统中，SCADA系统套用最为广泛，技术发展也最为成熟。它在远动系统中占重要地位,可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能,即我们所知的"四遥"功能.RTU(远程终端单元),FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分．在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用．
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统，涉及到组态软体、数据传输链路（如：数传电台、GPRS等）
基本介绍
中文名 ：SCADA系统 外文名 ：Supervisory Control And Data Acquisition 定义 ：数据采集与监视控制系统 套用领域 ：电力、冶金、化工、自动化群控 系统概述,说明,发展历程,发展瞻望,体系结构,硬体,软体,通信,系统构成,监控计算机,远程终端单元,可程式逻辑控制器,通信基础设施,人机界面, 系统概述 说明 SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制。 由于各个套用领域对SCADA的要求不同，所以不同套用领域的SCADA系统发展也不完全相同。 SCADA系统 SCADA系统在电力系统中的套用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平方面有着不可替代的作用。 SCADA在铁道电气化远动系统上的套用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。 发展历程 SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。SCADA系统发展已经经历了三代。 SCADA计算监测中心 第一代是基于专用计算机和专用作业系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代。 第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统，在第二代中，广泛采用VAX等其它计算机以及其它通用工作站，作业系统一般是通用的UNIX作业系统。在这一阶段，SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析，自动发电控制（AGC）以及网路分析结合到一起构成了EMS系统（能量管理系统）。第一代与第二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统，并且系统不具有开放性，因而系统维护，升级以及与其它联网构成很大困难。 90年代按照开放的原则，基于分散式计算机网路以及关系资料库技术的能够实现大范围联网的EMS/SCADA系统称为第三代。这一阶段是我国SCADA/EMS系统发展最快的阶段，各种最新的计算机技术都汇集进SCADA/EMS系统中。这一阶段也是我国对电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期，国家计画未来三年内投资2700亿元改造城乡电网可见国家对电力系统自动化以及电网建设的重视程度。 第四代SCADA/EMS系统的基础条件已经诞生。该系统的主要特征是采用Inter技术、面向对象技术、神经网路技术以及JAVA技术等技术，继续扩大SCADA/EMS系统与其它系统的集成，综合安全经济运行以及商业化运营的需要。 SCADA系统在电气化铁道远动系统的套用技术上已经取得突破性进展，套用上也有迅猛的发展。由于电气化铁道与电力系统有着不同的特点，在SCADA系统的发展上与电力系统的道路并不完全一样。在电气化铁道远动系统上已经成熟的产品有由我所自行研制开发的HY200微机远动系统以及由西南交通大学开发的DWY微机远动系统等。这些系统性能可靠、功能强大，在保证电气化铁道供电安全，提高供电质量上起到了重要的作用，对SCADA系统在铁道电气化上的套用功不可没。 发展瞻望 SCADA系统在不断完善，不断发展，其技术进步一刻也没有停止过。当今，随着电力系统以及铁道电气化系统对SCADA系统需求的提高以及计算机技术的发展，为SCADA系统提出新的要求，概括地说，有以下几点： 1、SCADA/EMS系统与其它系统的广泛集成 SCADA系统是电力系统自动化的实时数据源，为EMS系统提供大量的实时数据。同时在模拟培训系统，MIS系统等系统中都需要用到电网实时数据，而没有这个电网实时数据信息，所有其它系统都成为“无源之水”。所以SCADA系统如何与其它非实时系统的连线成为SCADA研究的重要课题；现有的SCADA系统已经成功地实现与DTS（调度员模拟培训系统）、企业MIS系统的连线。SCADA系统与电能量计量系统，地理信息系统、水调度自动化系统、调度生产自动化系统以及办公自动化系统的集成成为SCADA系统的一个发展方向。 2、变电所综合自动化 以RTU、微机保护装置为核心，将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统，取代传统的控制保护屏，能够降低变电所的占地面积和设备投资，提高二次系统的可靠性。变电所的综合自动化已经成为有关方面的研究课题，我国东方电子等公司已经推出相应的产品，但在铁道电气化上还处于研究阶段。 3、专家系统、模糊决策、神经网路等新技术研究与套用 体系结构 硬体 通常SCADA系统分为两个层面，即客户/伺服器体系结构。伺服器与硬体设备通信，进行数据处理和运算。而客户用于人机互动，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。还有一种“超远程客户”，它可以通过Web发布在Inter上进行监控。硬体设备(如PLC)一般既可以通过点到点方式连线，也可以以汇流排方式连线到伺服器上。点到点连线一般通过串口(RS232)，汇流排方式可以是RS485，乙太网等连线方式。 软体 SCADA由很多任务组成，每个任务完成特定的功能。位于一个或多个机器上的伺服器负责数据采集，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）。伺服器间可以相互通讯。有些系统将伺服器进一步单独划分成若干专门伺服器，如报警伺服器，记录伺服器，历史伺服器，登录伺服器等。各伺服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伺服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。 典型的SCADA硬体配置图 通信 SCADA系统中的通信分为内部通信、与I/O设备通信、和外界通信。客户与伺服器间以及伺服器与伺服器间一般有三种通信形式，请求式，订阅式与广播式。设备驱动程式与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传送方式。SCADA通过多种方式与外界通信。如OPC，一般都会提供OPC客户端，用来与设备厂家提供的OPC伺服器进行通讯。因为OPC有微软内定的标准，所以OPC客户端无需修改就可以与各家提供的OPC伺服器进行通讯。 SCADA通讯结构 系统构成 SCADA系统主要有以下部分组成：监控计算机、远程终端单元（RTU）、可程式逻辑控制器（PLC）、通信基础设施、人机界面（HMI）。 使用SCADA概念可以构建大型和小型系统。这些系统的范围可以从几十到几千个控制回路，具体取决于套用。示例流程包括工业，基础设施和基于设施的流程，如下所述： 工业过程包括制造，过程控制，发电，制造和精炼，并可以连续，间歇，重复或离散模式运行。 基础设施过程可以是公共的或私人的，包括水处理和分配，污水收集和处理，油气管道，电力输送和配电以及风力发电场。 设施流程，包括建筑物，机场，船舶和空间站。他们监视和控制暖气，通风和空调系统（HVAC），通道和能源消耗。 但是，SCADA系统可能存在安全漏洞，因此应对系统进行评估，以识别风险和解决方案，以减轻这些风险。 办公环境中使用的SCADA远程监控流程的例子 监控计算机 这是SCADA系统的核心，收集过程数据并向现场连线的设备传送控制命令。 它是指负责与现场连线控制器通信的计算机和软体，这些现场连线控制器是RTU和PLC，包括运行在操作员工作站上的HMI软体。 在较小的SCADA系统中，监控计算机可能由一台PC组成，在这种情况下，HMI是这台计算机的一部分。 在大型SCADA系统中，主站可能包含多台托管在客户端计算机上的HMI，多台伺服器用于数据采集，分散式软体应用程式以及灾难恢复站点。 为了提高系统的完整性，多台伺服器通常配置成双冗余或热备用形式，以便在伺服器出现故障或故障的情况下提供持续的控制和监视。 典型的SCADA模拟动画动画显示 远程终端单元 远程终端单元，也称为（RTU），连线到过程中的感测器和执行器，并与监控计算机系统联网。 RTU是“智慧型I / O”，并且通常具有嵌入式控制功能，例如梯形逻辑，以实现布尔逻辑操作。 可程式逻辑控制器 也称为PLC，它们连线到过程中的感测器和执行器，并以与RTU相同的方式联网到监控系统。 与RTU相比，PLC具有更复杂的嵌入式控制功能，并且采用一种或多种IEC 61131-3程式语言进行编程。 PLC经常被用来代替RTU作为现场设备，因为它们更经济，多功能，灵活和可配置。 通信基础设施 这将监控计算机系统连线到远程终端单元（RTU）和PLC，并且可以使用行业标准或制造商专有协定。 RTU和PLC都使用监控系统提供的最后一个命令，在过程的近实时控制下自主运行。 通信网路的故障并不一定会停止工厂的过程控制，而且在恢复通信时，操作员可以继续进行监视和控制。 一些关键系统将具有双冗余数据高速公路，通常通过不同的路线进行连线。 人机界面 人机界面（HMI）是监控系统的操作员视窗。它以模拟图的形式向操作人员提供工厂信息，模拟图是控制工厂的示意图，以及报警和事件记录页面。 HMI连线到SCADA监控计算机，提供实时数据以驱动模拟图，警报显示和趋势图。在许多安装中，HMI是操作员的图形用户界面，收集来自外部设备的所有数据，创建报告，执行报警，传送通知等。 模拟图由用来表示过程元素的线图和示意符号组成，或者可以由工艺设备的数字照片覆盖动画符号组成。 工厂的监督操作是通过HMI进行的，操作员使用滑鼠指针，键盘和触控萤幕发出命令。例如，泵的符号可以向操作员显示泵正在运行，并且流量计符号可以显示通过管道泵送了多少流体。操作员可以通过滑鼠点击或萤幕触摸从模拟器切换泵。 HMI将显示管道中流体的流量实时减少。 SCADA系统的HMI包通常包含一个绘图程式，操作员或系统维护人员用来改变这些点在接口中的表示方式。这些表示可以像在萤幕上的交通灯一样简单，其代表现场中实际交通灯的状态，或者像代表摩天大楼中所有电梯的位置的多投影仪显示器一样复杂，或者全部火车上的火车。 “历史记录”是HMI中的一项软体服务，它在资料库中存储带时间戳的数据，事件和报警，可以查询或用于填充HMI中的图形趋势。历史学家是从数据采集伺服器请求数据的客户端。 更复杂的SCADA动画显示四个批量化工反应锅的控制
什么是SCADA系统
SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。 SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。 由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。 在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。 SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。 SCADA在石油管道工程中占有重要的地位,系统管理石油管道的顺序控制输送、设备监控、数据同步传输记录，监控管道沿线及各站控系统运行状况。各站场的站控系统作为管道自动控制系统的现场控制单元，除完成对所处站场的监控任务外，同时负责将有关信息传送给合肥调度控制中心并接受和执行其下达的命令，并将所有的数据记录储存。除此之外的基本功能,现在的SCADA管道系统还具备泄露检测,系统模拟,水击提前保护等新功能. 二．SCADA系统发展历程 SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。SCADA系统发展到今天已经经历了三代。 第一代是基于专用计算机和专用*作系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代。 第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统，在第二代中，广泛采用VAX等其它计算机以及其它通用工作站，*作系统一般是通用的UNIX*作系统。在这一阶段，SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析，自动发电控制（AGC）以及网络分析结合到一起构成了EMS系统（能量管理系统）。第一代与第二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统，并且系统不具有开放性，因而系统维护，升级以及与其它联网构成很大困难。 90年代按照开放的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能够实现大范围联网的EMS/SCADA系统称为第三代。这一阶段是我国SCADA/EMS系统发展最快的阶段，各种最新的计算机技术都汇集进SCADA/EMS系统中。这一阶段也是我国对电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期，国家计划未来三年内投资2700亿元改造城乡电网可见国家对电力系统自动化以及电网建设的重视程度。 第四代SCADA/EMS系统的基础条件已经或即将具备，预计将与21世纪初诞生。该系统的主要特征是采用Internet技术、面向对象技术、神经网络技术以及JAVA技术等技术，继续扩大SCADA/EMS系统与其它系统的集成，综合安全经济运行以及商业化运营的需要。 SCADA系统在电气化铁道远动系统的应用技术上已经取得突破性进展，应用上也有迅猛的发展。由于电气化铁道与电力系统有着不同的特点，在SCADA系统的发展上与电力系统的道路并不完全一样。在电气化铁道远动系统上已经成熟的产品有由我所自行研制开发的HY200微机远动系统以及由西南交通大学开发的DWY微机远动系统等。这些系统性能可靠、功能强大，在保证电气化铁道供电安全，提高供电质量上起到了重要的作用，对SCADA系统在铁道电气化上的应用功不可没。 三．SCADA系统发展瞻望 SCADA系统在不断完善，不断发展，其技术进步一刻也没有停止过。当今，随着电力系统以及铁道电气化系统对SCADA系统需求的提高以及计算机技术的发展，为SCADA系统提出新的要求，概括地说，有以下几点： 1．SCADA/EMS系统与其它系统的广泛集成 SCADA系统是电力系统自动化的实时数据源，为EMS系统提供大量的实时数据。同时在模拟培训系统，MIS系统等系统中都需要用到电网实时数据，而没有这个电网实时数据信息，所有其它系统都成为“无源之水”。所以在这今十年来，SCADA系统如何与其它非实时系统的连接成为SCADA研究的重要课题；现在在SCADA系统已经成功地实现与DTS（调度员模拟培训系统）、 企业MIS系统的连接。SCADA系统与电能量计量系统，地理信息系统、水调度自动化系统、调度生产自动化系统以及办公自动化系统的集成成为SCADA系统的一个发展方向。 2．变电所综合自动化 以RTU、微机保护装置为核心，将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统，取代传统的控制保护屏，能够降低变电所的占地面积和设备投资，提高二次系统的可靠性。变电所的综合自动化已经成为有关方面的研究课题，我国东方电子等公司已经推出相应的产品，但在铁道电气化上还处于研究阶段。 3．专家系统、模糊决策、神经网络等新技术研究与应用 利用这些新技术模拟电网的各种运行状态，并开发出调度辅助软件和管理决策软件，由专家系统根据不同的实际情况推理出最优化的运行方式或出来故障的方法，以达到合理、经济地进行电网电力调度，提高运输效率的目的。 4．面向对象技术、Internet技术、及JAVA技术的应用 面向对象技术（OOT）是网络数据库设计、市场模型设计和电力系统分析软件设计的合适工具，将面向对象技术（OOT）运用于SCADA/EMS系统是发展趋势。
JAVA：能成为自动化语言吗
java也许是世界上应用最为广泛的编程语言。但是，到目前为止，它在自动化领域的影响极其有限。不过，世事变幻，JAVA技术在自动化行业的应用也许将带来不少优势。
现代的自动化系统，无论是建筑行业还是工业行业，在控制过程中都注重信息的处理和传送。一般，对于各种信息相关的需求，都要通过安装SCADA系统或HMI来寻址。
当成本和灵活性需要一个不同的方案时，就产生各种应用。大多数SCADA系统采用自上而下的设计思路。但在某个层面下，效率就非常低下。硬件HMI与SCADA在性能上有所重叠，但是HMI遵循的是自下而上的思路，占用最大部分资源的是复杂的图形，有时PC在处理这个问题上能更得心应手。所需要的是针对中层或高层的应用方案，使用坚固的硬件平台和灵活的界面，但是不需要直接图形处理或管理PC结构。
当HMI和SCADA无能为力
SCADA和HMI系统能提供更多的功能，但是通常需要脚本或嵌入式语言。但这个方法并非每次都能奏效，在更多情况下，当系统能满足新的需求，特别是当这个选项增加了的成本很低或几乎不增加成本，使用已经设置的语言的优点就更能显现。
通常，SCADA的用户和硬件H
MI方案都必须使用脚本语言，来自于（但是在很大程度上）标准语言。但是例外和常用命令会使语言在任何其他技术中无用。结果，用户负增加，学习量也增加。
有时候，虽然当SCADA和HMI中可采用大量工具，但还不能完全满足要求。尽管它们经过多年来的发展，能满足常见的通常的功能，但在某些特殊的需求和环境中就不能满足。基于开放的，灵活的语言的平台，且工具箱可处理简单功能，是比较理想的方案。
MX JAVA
就这一方面，三菱开始致力MX JAVA的开发，这是一种新型的信息管理产品。MX JAVA结合了软件和硬件。但是，如何理解MX JAVA 能带来什么，特别是与目前产品的不同之处，最好从软件着手认识。
从名称可知，MX JAVA平台使用JAVA编程语言。这在自动化行业中也许显得比较陌生，但是JAVA的确有不少好处。它是真正开放的语言，这意味着在使用或开发JAVA平台时不需要授权或软件费用。
这一点非常有用，特别在大型企业中，考虑通过因特网传递数据时。通常，由硬件钥匙（key）或dongle读取授权控制，这是一种解决方案，但是它有其自身的缺陷。首先，如果你没有dongle，就不能读取数据。在维护中，这是个值得注意的问题，在停机时间和损失产生时，快速的、不受限制的读取能产生不同结果；其次，如果企业是跨国公司，其成本将增加，并难于管理；最后，dongle是另一个容易产生失误的方面，即使用户非常小心对待dongle，丢失或遗失仍然在所难免。
根据2004年发布的统计数据，JAVA的应用也相当广泛，全球6.5亿PC安装了JAVA。从某种方面来说，这是一个很好的证明。它的广泛应用意味着能比较容易地找到经验丰富的程序员，而且也有现成的代码可以应用，通常成本很低，甚至无需费用。
最后，JAVA是个通用的语言，伴随着因特网一同发展。在共享、处理和表现信息方面，JAVA比较方便，是个较为理想的远程读取数据的选择方案。
应用何处？
如果说，JAVA能提供如此多的功能，为什么在自动化行业的应用还不是很广泛呢？答案是，就目前而言缺乏适合的硬件平台。PC当然是显而易见的选择，但对自动化行业来说并非最优的选择。特别是，物理上的难适应恶劣环境，还需要能减少软件冲突。
对于JAVA的硬件平台来说，工业PC可以使用，但是成本较为昂贵。三菱采用的方法是，采用专业的系统进行JAVA程序的运行。因为平台是专为JAVA设计，所以与工业PC相比，结构简单而且成本较低。而且，结构简单带来的是可靠性提高以及消除程序的冲突。硬件的一个重要的特点是，减少可移动的部件，减少了主要的PC故障的来源（如，风扇、硬盘、CD架）。
另外一个此类专用平台的好处在于可以植入在应用中，在机械结构或过程中。不仅可成为一个集成的自动化的部分，而且固定性好，不易被窃取。在应用中，其外部安装是没有用处的，当然对PC来说，就不同了，对PC来说，让用户进行读取是很自然的事情。这样，可减少未授权的程序的使用，并减少病毒的威胁。
既然JAVA程序是紧凑的，有效的，那么程序的存储空间就要比一般PC机小。也就是说，CF（Compact Flash）卡就能替代磁盘驱动装置。这消除了MX Java平台的可移动的部件，为在所需环境下的运行可靠性提供保障。另外一个好处是，JAVA的模块化和面向对象的特性，无需支持在项目中不需使用的冗余代码。
SCADA是什么意思呢？
SCADA的意思是：数据采集与监视控制系统。(Supervisory Control And Data Acquisition)
Acquisition 读法 英 [ˌækwɪ'zɪʃn] 美 [ˌækwɪ'zɪʃn]
n. 获得；所获之物；采集
例句
1、He devotes his time to the acquisition of knowledge.
他把时间都花在求知上。
2、With the acquisition of 19 rare specimens, the collection is unmatched.
由于采集到19种珍稀标本,整个收藏无与伦比。
短语
1、latest acquisition 新近获得的东西
2、mere acquisition 仅有的获取物
3、new acquisition 最近获得的东西
4、recent acquisition 最近获得的东西
扩展资料
词语用法
1、acquisition的基本意思是“获得,得到”,主要用于知识或技能的获得,指通过个人努力所获得的过程,是抽象名词,不可数。
2、acquisition用作可数名词时,意思是“购得物”,往往指很有用的、贵重的物品,偶尔也指受欢迎的人。
3、在商贸术语中, acquisition可作“购置,收购”解,指一种抽象的行为时不可数,作“收购的公司、购置的产业”解时可数。
词汇搭配
1、the acquisition of a fortune 获得财富
2、the acquisition of knowledge 获得知识
3、the acquisition of supplies 获取供应物资
4、the acquisition of property 财产的获得
什么是组态软件，HMI/MMI/SCADA又是什么
组态软件 ：一般英文简称有三种分别为HMI/MMI/SCADA,对应全称为Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Supervisory Control and Data Acquisition，中文翻译为：人机界面/监视控制和数据采集 软件。目前组态软件的发展迅猛，已经扩展到企业信息管理系统，管理和控制一体化，远程诊断和维护以及在互联网上的一系列的数据整合。
1. 组态软件产生的背景
“组态”的概念是伴随着集散型控制系统（Distributed Control System简称DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术的不断发展和应用过程中，PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在：PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已经成熟；由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本；PC的软件资源和硬件资源丰富，软件之间的互操作性强；基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，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。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。
对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。
2. 组态软件在我国的发展及国内外主要产品介绍
组态软件产品于80年代初出现，并在80年代末期进入我国。但在90年代中期之前，组态软件在我国的应用并不普及。究其原因，大致有以下几点：
①国内用户还缺乏对组态软件的认识，项目中没有组态软件的预算，或宁愿投入人力物力针对具体项目做长周期的繁冗的上位机的编程开发，而不采用组态软件；
②在很长时间里，国内用户的软件意识还不强，面对价格不菲的进口软件（早期的组态软件多为国外厂家开发），很少有用户愿意去购买正版。
③当时国内的工业自动化和信息技术应用的水平还不高，组态软件提供了对大规模应用、大量数据进行采集、监控、处理并可以将处理的结果生成管理所需的数据，这些需求并未完全形成。
随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式。对项目来说是费时费力、得不偿失的，同时，MIS（管理信息系统，Management Information System）和CIMS（计算机集成制造系统，Computer Integrated Manufacturing System）的大量应用，要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据，以便优化企业生产经营中的各个环节。因此，在1995年以后，组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。下面就对几种组态软件分别进行介绍。
①InTouch：Wonderware的InTouch软件是最早进入我国的组态软件。在80年代末、90年代初，基于Windows3.1的InTouch软件曾让我们耳目一新，并且InTouch提供了丰富的图库。但是，早期的InTouch软件采用DDE方式与驱动程序通信，性能较差，最新的InTouch7.0版已经完全基于32位的Windows平台，并且提供了OPC支持。
②Fix：Intellution公司以Fix组态软件起家，1995年被爱默生收购，现在是爱默生集团的全资子公司，Fix6.x软件提供工控人员熟悉的概念和操作界面，并提供完备的驱动程序（需单独购买）。Intellution将自己最新的产品系列命名为iFiX，在iFiX中，Intellution提供了强大的组态功能，但新版本与以往的6.x版本并不完全兼容。原有的Script语言改为VBA（Visual Basic For Application），并且在内部集成了微软的VBA开发环境。遗憾的是，Intellution并没有提供6.1版脚本语言到VBA的转换工具。在iFiX中，Intellution的产品与Microsoft的操作系统、网络进行了紧密的集成。Intellution也是OPC（OLE for Process Control）组织的发起成员之一。iFiX的OPC组件和驱动程序同样需要单独购买。
③Citech：CiT公司的Citech也是较早进入中国市场的产品。Citech具有简洁的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序员，而不是工控用户。Citech提供了类似C语言的脚本语言进行二次开发，但与iFix不同的是，Citech的脚本语言并非是面向对象的，而是类似于C语言，这无疑为用户进行二次开发增加了难度。
④WinCC：Simens的WinCC也是一套完备的组态开发环境，Simens提供类C语言的脚本，包括一个调试环境。WinCC内嵌OPC支持，并可对分布式系统进行组态。但WinCC的结构较复杂，用户最好经过Simens的培训以掌握WinCC的应用。
⑤ForceControl（力控）：北京三维力控 科技 有限公司的ForceControl（力控）从时间概念上来说，力控也是国内较早就已经出现的组态软件之一。只是因为早期力控一直没有作为正式商品广泛推广，所以并不为大多数人所知。大约在93年左右，力控就已形成了第一个版本，只是那时还是一个基于DOS和VMS的版本。后来随着Windows3.1的流行，又开发出了16位Windows版的力控。但直至Windows95版本的力控诞生之前，他主要用于公司内部的一些项目。32位下的1.0版的力控，在体系结构上就已经具备了较为明显的先进性，其最大的特征之一就是其基于真正意义的分布式实时数据库的三层结构，而且其实时数据库结构可为可组态的活结构。在1999~2000年期间，力控得到了长足的发展，最新推出的2.0版在功能的丰富特性、易用性、开放性和I/O驱动数量，都得到了很大的提高。在很多环节的设计上，力控都能从国内用户的角度出发，即注重实用性，又不失大软件的规范。另外，公司在产品的培训、用户技术支持等方面投入了较大人力，相信在较短时间内，力控软件产品将在工控软件界形成巨大的冲击。
其他常见的组态软件还有GE的Cimplicity，Rockwell的RsView，NI的LookOut，PCSoft的Wizcon以及国内一些组态软件通态软件公司的MCGS，也都各有特色。
3. 组态软件的功能特点发展方向
目前看到的所有组态软件都能完成类似的功能：比如，几乎所有运行于32位Windows平台的组态软件都采用类似资源浏览器的窗口结构，并且对工业控制系统中的各种资源（设备、标签量、画面等）进行配置和编辑；都提供多种数据驱动程序；都使用脚本语言提供二次开发的功能，等等。但是，从技术上说，各种组态软件提供实现这些功能的方法却各不相同。从这些不同之处，以及PC技术发展的趋势，可以看出组态软件未来发展的方向。
3.1数据采集的方式
大多数组态软件提供多种数据采集程序，用户可以进行配置。然而，在这种情况下，驱动程序只能由组态软件开发商提供，或者由用户按照某种组态软件的接口规范编写，这为用户提出了过高的要求。由OPC基金组织提出的OPC规范基于微软的OLE/DCOM技术，提供了在分布式系统下，软件组件交互和共享数据的完整的解决方案。在支持OPC的系统中，数据的提供者作为服务器（Server），数据请求者作为客户（Client），服务器和客户之间通过DCOM接口进行通信，而无需知道对方内部实现的细节。由于COM技术是在二进制代码级实现的，所以服务器和客户可以由不同的厂商提供。在实际应用中，作为服务器的数据采集程序往往由硬件设备制造商随硬件提供，可以发挥硬件的全部效能，而作为客户的组态软件可以通过OPC与各厂家的驱动程序无缝连接，故从根本上解决了以前采用专用格式驱动程序总是滞后于硬件更新的问题。同时，组态软件同样可以作为服务器为其他的应用系统（如MIS等）提供数据。OPC现在已经得到了包括Interllution、Simens、GE、ABB等国外知名厂商的支持。随着支持OPC的组态软件和硬件设备的普及，使用OPC进行数据采集必将成为组态中更合理的选择。
3.2脚本的功能
脚本语言是扩充组态系统功能的重要手段。因此，大多数组态软件提供了脚本语言的支持。具体的实现方式可分为三种：一是内置的类C/Basic语言；二是采用微软的VBA的编程语言；三是有少数组态软件采用面向对象的脚本语言。类C/Basic语言要求用户使用类似高级语言的语句书写脚本，使用系统提供的函数调用组合完成各种系统功能。应该指明的是，多数采用这种方式的国内组态软件，对脚本的支持并不完善，许多组态软件只提供IF…THEN…ELSE的语句结构，不提供循环控制语句，为书写脚本程序带来了一定的困难。微软的VBA是一种相对完备的开发环境，采用VBA的组态软件通常使用微软的VBA环境和组件技术，把组态系统中的对象以组件方式实现，使用VBA的程序对这些对象进行访问。由于VisualBasic是解释执行的，所以VBA程序的一些语法错误可能到执行时才能发现。而面向对象的脚本语言提供了对象访问机制，对系统中的对象可以通过其属性和方法进行访问，比较容易学习、掌握和扩展，但实现比较复杂。
3.3组态环境的可扩展性
可扩展性为用户提供了在不改变原有系统的情况下，向系统内增加新功能的能力，这种增加的功能可能来自于组态软件开发商、第三方软件提供商或用户自身。增加功能最常用的手段是ActiveX组件的应用，目前还只有少数组态软件能提供完备的ActiveX组件引入功能及实现引入对象在脚本语言中的访问。
3.4组态软件的开放性
随着管理信息系统和计算机集成制造系统的普及，生产现场数据的应用已经不仅仅局限于数据采集和监控。在生产制造过程中，需要现场的大量数据进行流程分析和过程控制，以实现对生产流程的调整和优化。现有的组态软件对大部分这些方面需求还只能以报表的形式提供，或者通过ODBC将数据导出到外部数据库，以供其他的业务系统调用，在绝大多数情况下，仍然需要进行再开发才能实现。随着生产决策活动对信息需求的增加，可以预见，组态软件与管理信息系统或领导信息系统的集成必将更加紧密，并很可能以实现数据分析与决策功能的模块形式在组态软件中出现。
3.5对Internet的支持程度
现代企业的生产已经趋向国际化、分布式的生产方式。Internet将是实现分布式生产的基础。组态软件能否从原有的局域网运行方式跨越到支持Internet，是摆在所有组态软件开发商面前的一个重要课题。限于国内目前的网络基础设施和工业控制应用的程度，笔者认为，在较长时间内，以浏览器方式通过Internet对工业现场的监控，将会在大部分应用中停留于监视阶段，而实际控制功能的完成应该通过更稳定的技术，如专用的远程客户端、由专业开发商提供的ActiveX控件或Java技术实现。
3.6组态软件的控制功能
随着以工业PC为核心的自动控制集成系统技术的日趋完善和工程技术人员的使用组态软件水平的不断提高，用户对组态软件的要求已不像过去那样主要侧重于画面，而是要考虑一些实质性的应用功能，如软件PLC，先进过程控制策略等。
软PLC产品是基于PC机开放结构的控制装置，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特点，利用软件技术可将标准的工业PC转换成全功能的PLC过程控制器。软PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、通信网络等功能，通过一个多任务控制内核，提供了强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接各种I/O系统及网络的开放式结构。所以可以这样说，软PLC提供了与硬PLC同样的功能，而同时具备了PC环境的各种优点。目前，国际上影响比较大的产品有：法国CJ International公司的ISaGRAF软件包、PCSoft International公司的WinPLC、美国Wizdom Control Intellution公司的Paradym-31、美国Moore Process Automation Solutions公司ProcessSuite、美国Wonder ware Controls公司的InControl、SoftPLC公司的SoftPLC等。国内推出软PLC产品的组态软件还不见有，国内组态软件要想全面超过国外的竞争对手，就必须搞创新，推出类似功能的产品。
随着企业提出的高柔性、高效益的要求，以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应，以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后，先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。先进过程控制（Advanced Process Control，APC）是指一类在动态环境中，基于模型、充分借助计算机能力，为工厂获得最大理论而实施的运行和控制策略。先进控制策略主要有：双重控制及阀位控制、纯滞后补偿控制、解耦控制、自适应控制、差拍控制、状态反馈控制、多变量预测控制、推理控制及软测量技术、智能控制（专家控制、模糊控制和神经网络控制）等，尤其智能控制已成为开发和应用的热点。目前，国内许多大企业纷纷投资，在装置自动化系统中实施先进控制。国外许多控制软件公司和DCS厂商都在竞相开发先进控制和优化控制的工程软件包。据资料报道，一个乙烯装置投资163万美元实施先进控制，完成后预期可获得效益600万美元/年。从上可以看出能嵌入先进控制和优化控制策略的组态软件必将受到用户的极大欢迎。
4.结束语
用户的需求促使技术不断进步，在组态软件上这种趋势体现得尤为明显。未来的组态软件将是提供更加强大的分布式环境下的组态功能、全面支持ActiveX、扩展能力强、支持OPC等工业标准、控制功能强、并能通过Internet进行访问的开放式系统。
HMI是Human Machine Interface的简称。
HMI其实广义的解释就是“使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口”。
举个例子来说，在一座工厂里头，我们要搜集工厂各个区域的温度、湿度以及工厂中机器的状态
等等的信息透过一台 监视并记录这些参数，并在一些意外状况发生的时候能够加以处理。
这便是一个很典型的SCADA/HMI的运用，一般而言，HMI系统必须有几项基本的能力：
实时的资料趋势显示——把撷取的资料立即显示在屏幕上。
自动记录资料——自动将资料储存至数据库中，以便日后查看。
历史 资料趋势显示——把数据库中的资料作可视化的呈现。
报表的产生与打印——能把资料转换成报表的格式，并能够打印出来。
图形接口控制——操作者能够透过图形接口直接控制机台等装置。
警报的产生与记录——使用者可以定义一些警报产生的条件，
比方说温度过度或压力超过临界值，在这样的条件下系统会产生警报，通知作业员处理。
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