工業自動化軟件系統技術

田彥明

摘要：對于工業自動化系統來說，其關鍵技術是工業網絡，而在自動化領域，軟件技術與IT的聯系最為緊密，所以，其發展也是最為快捷。20年前自動化軟件面世，與最開始相比較，其內涵和外延都已擴展，所以當我們展望未來，對其發展趨勢的展望也是一個仁者見仁、智者見智的話題，究竟是“對”還是“錯”，在若干年以后才能得以證明。

關鍵詞：工業；自動化；軟件系統；優化控制

前 言

近年來，傳統自動化技術與計算機技術加快了其進程，IT技術快速進入工業自動化系統的各個層面，并改變了自動化系統長期以來不能與IT技術同步增長的局面?；贗nternet技術的IT包括：WindowsPC、WebTechnology、Ethernet、Security等技術，其中的任何一項都會推動工業自動化系統新的發展。美國一家電氣公司順應市場，抓住機遇，不斷創新，推出了IT動力自動化系統，從而推動了工業自動化系統的快速發展。

一、自動化軟件發展歷史

從20世紀80年代初期誕生至今，自動化軟件已經有了20年的發展歷史：：80年代的組態軟件，像Onspec、Paragon500等早期的FIX等都運行在磁盤操作系統（DOS）環境下，圖形界面的功能不是很強，軟件中包含著大量的控制算法，這是因為DOS具有很好的實時性；90年代，隨著微軟的Windows3.0風靡全球，以國外某家公司為代表的人機界面軟件開創了Windows下運行工控軟件的先河。

1.工業自動化軟件的網絡化

由于工業自動化軟件間的信息交互越來越多，需要在單臺機器上實現對多臺機器上的軟件系統進行集中遠程管理的功能，因此網絡化的管理也是自動化軟件的發展方向。更隨著網絡的多樣性與數據的分散的性質，工業自動化軟件正朝著信息總線的方向發展，信息總線的方式改變了過去需要將數據集中采集和處理的觀念，類似于在數據監控層上鋪設一條信息總線，再由各個子系統鏈接在該信息總線上，這樣就能夠實現各個系統間的相互通訊，實現了監控系統的全分布。

2.從集中自動化到分布式自動化

傳統的工業自動化系統都采用具有集中運算能力的中央控制器，按照傳統的軟件技術，軟件程序是面向過程的，編制面向過程的程序十分復雜，需要做大量程序編制的開發工作；同時，微軟公司的Windows平臺也提供了COM/DCOM技術，為實現分布式自動化提供了技術基礎。COM提供了一種軟件架構，它是可復用的二進制軟件組件，它們之間可以相互通信并共享數據。一個完整的應用軟件可以用這些組件適當地組合而成。DCOM可以使COM組件分布在不同的計算機上，并通過網絡相互連接，相互交換數據，就像在本地一樣。二、自動化軟件全球及國內市場發展狀況

從最近幾年的發展來看，工業自動化軟件技術的很多發面都有了不錯的發展，而其中系統開發環境和系統構架方面也特別受到關注。集成開發環境通過應用組件，可實現工程重用的組件對象體系結構可以顯著地提高生產力。組件對象模型有利于開發代表工廠設備的可重用的應用對象。而其自動化軟件在國內市場可細分為高端和中低端。高端市場基本上由國外品牌的軟件占有，像一些國家級的大項目、大型企業的主生產線控制等，高端市場的特點是裝機量小，但單機銷售額大，目前國外品牌的軟件年裝機量沒有一家能超過1000套。中低端市場基本由國產軟件占有，亞控的組態王獨占鰲頭，占據了60%以上的份額，年裝機量5000套左右，但單機銷售額只有國外品牌的1/10～1/2。

三、自動化軟件的發展趨勢

在自動化軟件賴以普及發展的諸多因素中，有技術層面的，也有商業層面的，但制造業的需求是決定性的。制造業的發展，帶來了對自動化軟件需求的提升；也決定了自動化軟件將由過去單純的組態監控功能，向著更高和更廣的層面發展。只有滿足需求的產品才有生存的空間，這是永恒不變的規律。自動化軟件亦是如此。所以，未來自動化軟件的發展將主要表現為以下一系列特征：

1.技術性信息

自動化軟件正慢慢成為協作生產制造過程中不同階段的核心系統，無論是用戶還是硬件供應商都將自動化軟件作為全廠范圍內信息收集和集成的工具，這就要求自動化軟件大量采用“標準化技術”，如OPC、DDE、ActiveX控件、COM/DCOM等，這樣使得自動化軟件演變成軟件平臺，在軟件功能不能滿足用戶特殊需要時，用戶可以根據自己的需要進行二次開發。比如組態王6.0中提供了4個開發工具包，就是使用戶可以進行二次開發。自動化軟件采用標準化技術還便于將局部的功能進行互連。在全廠范圍內，不同廠家的自動化軟件也可以實現互連。

2.構造信息化的平臺

ERP是國內炙手可熱的話題，但目前的ERP主要應用在商業企業的財務、銷售、物流等方面。在國內外的企業生產中，還沒有多少企業能夠將生產信息和ERP系統整合到一起，使生產效率和市場效益最大化，也就是說在工業現場和ERP之間存在著鴻溝，如何使實時歷史數據能夠進入企業信息管理系統，是現代信息工廠迫在眉睫的需求。隨著大型數據庫技術的日益成熟，全球主要的自動化廠商已發展了相關平臺，使自動化軟件向著生產制造和管理的信息系統的方向發展。自動化軟件已經成為構造全廠信息平臺的承上啟下的重要組成部分。

在未來企業的信息化進程中，自動化軟件將成為中間件，因為自動化軟件廠商在既了解企業工藝、控制、生產制造需求，又能完成現場歷史數據的記錄、存儲及為ERP提供生產實時數據方面有著得天獨厚的優勢。

3.成為全球供應商

WTO給國內商家帶來巨大的改變，因為國門對外打開，這樣國外的市場對國內的自動化廠商也打開了。因為目前中國的市場份額只占全球的3%，所以成為全球自動化軟件供應商對于國內自動化軟件公司的發展至關重要。另外，國內越來越多的系統集成商和設備制造商在未來可能成為世界級的公司，他們的產品向全球銷售時，他們更需要世界級的軟件廠商向他們提供產品和服務，國內不少組態王的用戶已向亞控購買了英文版即證明了這種趨勢的發展，亞控將發展遠景鎖定為未來5年成為世界級的自動化軟件服務商就是基于這一原因。

四、結束語

工業自動化軟件技術正朝著智能化的方向發展，網絡化和集成化方向也隨之快速發展，在網絡環境下運行復雜的系統，在網上實現復雜系統的優化控制與管理已是指日可待。盡管現如今工業自動化系統已經變復雜，對自動化軟件系統的要求也越來越高，但是工業自動化系統軟件技術正在快速發展，未來會用更先進的技術去解決復雜的問題，并成為實現管理的扁平化的強大后援團，激勵人們去解決面對到的一個又一個的技術難題。

參考文獻：

[1]陽憲惠.現場總線技術及其應用.北京：清華大學出版社，1999.110～132

[2]北京昆侖通態自動化軟件科技有限公司.MCGS用戶手冊.2003.

[3]北京昆侖通態自動化軟件科技有限公司.MCGS參考手冊.2003.