組態軟件技術現狀與發展

寧毅　陳顯軍　陳金龍

摘要：該文首先介紹了組態軟件的發展背景、歷史以及國內外組態軟件目前的市場情況，提出了國內組態軟件提高技術的迫切性。其次是描述了目前組態軟件技術的現狀和未來發展情況。最后結論在此強調了國內組態軟件生產商需要努力提高新技術。該文為國內組態軟件的發展指明了方向。

關鍵詞：組態軟件發展趨勢技術發展

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）08-0208-02

1概述

組態軟件是指客戶通過使用人機開發界面軟件，用以太網、串口、或專門通信進行對儀器、儀表等設備數據進行采集及監控的軟件。組態（ConfIgure）是“設置”、“配置”等意思，用戶通過采取與“搭積木”的相似方式，根據自身需求進行裝配所需軟件的特定功能、而不用采取編寫軟件程序。

當今世界人口的基數較大，消耗能源較多，不可再生能源的減少，在全球氣候日益變暖的趨勢下，節能是人類面臨的一個重要問題。建立起有效的節能組態軟件，能對石油、天然氣、水電等能源進行實時監控、數據采集、能效公示、能效預警等；能對政府部門的節能減排目標指標制定和編制相應的節能工作計劃、對企業能耗的有效監控及分析等提供準確、實時的數據。

組態軟件起源于集散控制系統（Distributed Control System簡稱DCS），DCS從早期氣動PID調節器，后發展成氣動單元組合儀表及后來的電動單元組合儀表，到70年代隨著微處理的出現，產生了第一代DSC。

組態軟件發展壯大于可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller簡稱PLC）。20世紀60年代，美國通用汽車公司為了解決汽車流水線上繼電器的可靠性差、維修工期改造工期長、不靈活等缺點，提出“通用十條”目地為了取代繼電器。1969年PLC之父Dick Modey制成了數字式控制器，開啟了PLC的新紀元，解決了通用公司的問題。

目前國外的組態軟件有將近一百多種，在國際上比較有名的組態軟件有Wonderware公司的Intouch、美國通用汽車公司的implicity、德國西門子公司的Wincc和以色列的WizCo等，國外的組態軟件長期占領市場的大部分份額。但國外組態軟件也有一定的缺點例如購買費用較大、非漢語界面、售后服務困難等，因此也給國內軟件一定的發揮空間。

在20世紀80年代末，國外的一些組態軟件開始進入中國市場。進入之初，國內市場沒有很好的理解組態軟件的重要作用。到20世紀90年代的時候，國人越來越意識到組態軟件的作用，慢慢改變了對組態軟件的觀念。目前我國的組態軟件主要以中低端市場為主，隨著國內技術的發展，我國組態軟件在一定程度上占領了一定的高端市場，但是由于國內軟件的不穩定性和產品的發展、通用性等原因，很多客戶往往會選擇國外的高端產品。因此這就迫切需要國內研究開發人員提高軟件產品技術以及質量，滿足市場需求。

2組態軟件的技術

2.1組態軟件的功能變遷

功能上的變化：軟件以人機交互方式進行界面顯示，方便用戶進行直觀理解。集成了權限管理、數據采集、權限管理、能耗報警、統計分析等子模塊。

技術上的變化：隨著互聯網的快速發展，使組態軟件獲取了新的養分，呈現出利用新型網絡技術、通信技術的組態軟件。

效率提高：由于組態軟件，功能較為復雜，配置起來比較麻煩，因此“組態”工作較為繁瑣，用戶往往希望通過模板快速生成自己的軟件，提高工作和生產效率。

軟硬件的結合：硬件系統離不開軟件系統，兩者密不可分，通過對軟件系統和硬件系統的搭配銷售，有利于軟件生產產生控制價格，在市場上也是一種新的銷售方式。

2.2跨平臺操作

在實際應用中，組態軟件是在各大不同的SCADA體系下運用的，為了使軟件能平穩、安全有效的運行，因此，組態軟件需要在UNIX、LINUX等操作系統上運行。組態軟件的跨平臺操作能較好地解決了不同SCADA系統下的數據采集、計算、遠程和特殊控制要求?？缙脚_的組態軟件能使組件，較為順利的接入到LINUX系統里面，使得組態軟件操作起來更為簡單，操縱起來也非常的人性化。

3組態軟件的技術發展趨勢

組態軟件經過了多年發展，已經形成了一套相應的體系。未來隨著新設備、新需求以及面臨的新問題的產生。因此軟件的功能要求往往不是唯一的。為了適應未來市場的新需求，組態軟件生產商需要提前做出判斷，提前研發出適應未來市場需求的產品出來，而不是等未來市場出現了新的需求之后才能研發新產品。只有這樣才能占領市場的制高點。這也對未來組態軟件在技術方面的要求越來越高。

3.1組態軟件面臨的問題

1）用戶對產品的不信任以及現有技術的不成熟。由于目前市場對組態軟件提出了一些新的需求，從而對技術提出了一定的挑戰。我國在技術上與國外優秀產商產品的先進技術存在著一定的差距，一些不良廠生為了利益，以低劣的抄襲國外產品技術組成軟件。造成了市場對國內廠商的產品不信任，和對國內生產商的不良印象。因此為了形成良好的市場競爭氛圍，相關部門應制定相關的扶持政策，規范市場環境。

2）組態軟件的靈活性與操作的高效性產生矛盾。在組態軟件的研發時為了考慮產品的通用性，往往軟件集成了眾多的系統功能。然而實際使用的時候往往遇到的問題較為單一，因此組態軟件的很多功能往往是不需要使用的。加上軟件配制、定制的操作過程往往較為復雜，因此組態軟件不能真正有效的發揮其作用。

3）目前很多組態軟件屬于C/S結構，不能發揮互聯網的優勢?；ヂ摼W的優勢是人們可以隨時隨地、方便、快捷的進行數據跟蹤與監控。雖然現在一些組態軟件能夠通過瀏覽器進行監控和數據分析，但是一些組態化的圖形界面還需要在C/S客戶端中實現，沒能真正發揮互聯網的優勢。

3.2組態軟件的發展趨勢

當前計算機的發展，32控計算機的自動化集成系統新技術新需求的出現，未來組態軟件起到的作用會越來越突出。近些年，隨著我國市場經濟的快速發展以及國有大中型企業的改制，未來新項目的陸續上馬，這些都會給組態軟件提供了新的發展機會。因此為了把握好新的發展機遇，應準確把組態軟件的發展趨勢。未來組態軟件的技術發展趨勢為：

3.2.1組態軟件的網絡化

隨著科技的進步，以及目前人工智能的快速發展，客戶往往要求軟件能使人們足不出戶就能監控到所有的程序，這就要求設備數據的實時采集，數據的更新存儲、監控分析等功能軟件都能及時跟蹤監控。工業以太網的快速發展，采集設備及監控設備等聯系越來越緊密，簡化了設備之間的聯系。

3.2.2現場總線的成熟技術促進組態軟件的發展

現場總線技術是目前發展迅速的工業數據總線，它解決了智能儀器儀表、控制器、執行機構等現場設備的通訊問題，具有簡單、可靠、經濟實用等優點。在未來大量現場總線設備將替代目前現有設備，給組態軟件帶來了新的發展機遇。

3.2.3組態軟件需要兼容多種操作系統

為了適應目前操作系統的多樣性，未來的組態軟件也需要夸多種操作系統，至少需要兼容Window和Linux操作系統。

3.2.4信息化、智能化社會的到來將為組態軟件拓展更寬的領域

隨著我國目前經濟、社會、高新技術的快速發展，社會將逐步進入信息化和智能化時代。組態軟件將應用在農業、工業、交通、實驗室等眾多領域。

3.2.5組態軟件的開放化

未來軟件的特點是開放性，軟件采用“標準化技術”比如ActiveX、OL技術（Obiect Linking And Embedding）、VBA、OPC（OLE forProcess Control）等技術。當用戶在實際應用的時候，軟件的現有功能不能滿足要求的時候，用戶可以根據自己的需求進行二次開發。

4結束語

組態軟件扮演著虛擬世界與現實世界進行溝通的角色，在未來市場需求及技術發展推動下，組態軟件會通過對自身技術的改進升級，使得軟件設計和使用越來越人性化，也必將在人類節能減排事業上提供更好的支持。國內組態軟件生產廠商應準確分析市場需求，把握未來的技術發展方向，努力提高自身技術水平和產品服務質量。