组态软件技术现状与发展

　　摘要：该文首先介绍了组态软件的发展背景、历史以及国内外组态软件目前的市场情况，提出了国内组态软件提高技术的迫切性。其次是描述了目前组态软件技术的现状和未来发展情况。最后结论在此强调了国内组态软件生产商需要努力提高新技术。该文为国内组态软件的发展指明了方向。

　　关键词：组态软件发展趋势技术发展

　　中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044（2018）08-0208-02

　　1概述

　　组态软件是指客户通过使用人机开发界面软件，用以太网、串口、或专门通信进行对仪器、仪表等设备数据进行采集及监控的软件。组态（ConfIgure）是“设置”、“配置”等意思，用户通过采取与“搭积木”的相似方式，根据自身需求进行装配所需软件的特定功能、而不用采取编写软件程序。

　　當今世界人口的基数较大，消耗能源较多，不可再生能源的减少，在全球气候日益变暖的趋势下，节能是人类面临的一个重要问题。建立起有效的节能组态软件，能对石油、天然气、水电等能源进行实时监控、数据采集、能效公示、能效预警等；能对政府部门的节能减排目标指标制定和编制相应的节能工作计划、对企业能耗的有效监控及分析等提供准确、实时的数据。

　　组态软件起源于集散控制系统（DistributedControlSystem简称DCS），DCS从早期气动PID调节器，后发展成气动单元组合仪表及后来的电动单元组合仪表，到70年代随着微处理的出现，产生了第一代DSC。

　　组态软件发展壮大于可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController简称PLC）。20世纪60年代，美国通用汽车公司为了解决汽车流水线上继电器的可靠性差、维修工期改造工期长、不灵活等缺点，提出“通用十条”目地为了取代继电器。1969年PLC之父DickModey制成了数字式控制器，开启了PLC的新纪元，解决了通用公司的问题。

　　目前国外的组态软件有将近一百多种，在国际上比较有名的组态软件有Wonderware公司的Intouch、美国通用汽车公司的implicity、德国西门子公司的Wincc和以色列的WizCo等，国外的组态软件长期占领市场的大部分份额。但国外组态软件也有一定的缺点例如购买费用较大、非汉语界面、售后服务困难等，因此也给国内软件一定的发挥空间。

　　在20世纪80年代末，国外的一些组态软件开始进入中国市场。进入之初，国内市场没有很好的理解组态软件的重要作用。到20世纪90年代的时候，国人越来越意识到组态软件的作用，慢慢改变了对组态软件的观念。目前我国的组态软件主要以中低端市场为主，随着国内技术的发展，我国组态软件在一定程度上占领了一定的高端市场，但是由于国内软件的不稳定性和产品的发展、通用性等原因，很多客户往往会选择国外的高端产品。因此这就迫切需要国内研究开发人员提高软件产品技术以及质量，满足市场需求。

　　2组态软件的技术

　　2.1组态软件的功能变迁

　　功能上的变化：软件以人机交互方式进行界面显示，方便用户进行直观理解。集成了权限管理、数据采集、权限管理、能耗报警、统计分析等子模块。

　　技术上的变化：随着互联网的快速发展，使组态软件获取了新的养分，呈现出利用新型网络技术、通信技术的组态软件。

　　效率提高：由于组态软件，功能较为复杂，配置起来比较麻烦，因此“组态”工作较为繁琐，用户往往希望通过模板快速生成自己的软件，提高工作和生产效率。

　　软硬件的结合：硬件系统离不开软件系统，两者密不可分，通过对软件系统和硬件系统的搭配销售，有利于软件生产产生控制价格，在市场上也是一种新的销售方式。

　　2.2跨平台操作

　　在实际应用中，组态软件是在各大不同的SCADA体系下运用的，为了使软件能平稳、安全有效的运行，因此，组态软件需要在UNIX、LINUX等操作系统上运行。组态软件的跨平台操作能较好地解决了不同SCADA系统下的数据采集、计算、远程和特殊控制要求。跨平台的组态软件能使组件，较为顺利的接入到LINUX系统里面，使得组态软件操作起来更为简单，操纵起来也非常的人性化。

　　3组态软件的技术发展趋势

　　组态软件经过了多年发展，已经形成了一套相应的体系。未来随着新设备、新需求以及面临的新问题的产生。因此软件的功能要求往往不是唯一的。为了适应未来市场的新需求，组态软件生产商需要提前做出判断，提前研发出适应未来市场需求的产品出来，而不是等未来市场出现了新的需求之后才能研发新产品。只有这样才能占领市场的制高点。这也对未来组态软件在技术方面的要求越来越高。

　　3.1组态软件面临的问题

　　1）用户对产品的不信任以及现有技术的不成熟。由于目前市场对组态软件提出了一些新的需求，从而对技术提出了一定的挑战。我国在技术上与国外优秀产商产品的先进技术存在着一定的差距，一些不良厂生为了利益，以低劣的抄袭国外产品技术组成软件。造成了市场对国内厂商的产品不信任，和对国内生产商的不良印象。因此为了形成良好的市场竞争氛围，相关部门应制定相关的扶持政策，规范市场环境。

　　2）组态软件的灵活性与操作的高效性产生矛盾。在组态软件的研发时为了考虑产品的通用性，往往软件集成了众多的系统功能。然而实际使用的时候往往遇到的问题较为单一，因此组态软件的很多功能往往是不需要使用的。加上软件配制、定制的操作过程往往较为复杂，因此组态软件不能真正有效的发挥其作用。

　　3）目前很多组态软件属于C/S结构，不能发挥互联网的优势。互联网的优势是人们可以随时随地、方便、快捷的进行数据跟踪与监控。虽然现在一些组态软件能够通过浏览器进行监控和数据分析，但是一些组态化的图形界面还需要在C/S客户端中实现，没能真正发挥互联网的优势。

　　3.2组态软件的发展趋势

　　当前计算机的发展，32控计算机的自动化集成系统新技术新需求的出现，未来组态软件起到的作用会越来越突出。近些年，随着我国市场经济的快速发展以及国有大中型企业的改制，未来新项目的陆续上马，这些都会给组态软件提供了新的发展机会。因此为了把握好新的发展机遇，应准确把组态软件的发展趋势。未来组态软件的技术发展趋势为：

　　3.2.1组态软件的网络化

　　随着科技的进步，以及目前人工智能的快速发展，客户往往要求软件能使人们足不出户就能监控到所有的程序，这就要求设备数据的实时采集，数据的更新存储、监控分析等功能软件都能及时跟踪监控。工业以太网的快速发展，采集设备及监控设备等联系越来越紧密，简化了设备之间的联系。

　　3.2.2现场总线的成熟技术促进组态软件的发展

　　现场总线技术是目前发展迅速的工业数据总线，它解决了智能仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备的通讯问题，具有简单、可靠、经济实用等优点。在未来大量现场总线设备将替代目前现有设备，给组态软件带来了新的发展机遇。

　　3.2.3组态软件需要兼容多种操作系统

　　为了适应目前操作系統的多样性，未来的组态软件也需要夸多种操作系统，至少需要兼容Window和Linux操作系统。

　　3.2.4信息化、智能化社会的到来将为组态软件拓展更宽的领域

　　随着我国目前经济、社会、高新技术的快速发展，社会将逐步进入信息化和智能化时代。组态软件将应用在农业、工业、交通、实验室等众多领域。

　　3.2.5组态软件的开放化

　　未来软件的特点是开放性，软件采用“标准化技术”比如ActiveX、OL技术（ObiectLinkingAndEmbedding）、VBA、OPC（OLEforProcessControl）等技术。当用户在实际应用的时候，软件的现有功能不能满足要求的时候，用户可以根据自己的需求进行二次开发。

　　4结束语

　　组态软件扮演着虚拟世界与现实世界进行沟通的角色，在未来市场需求及技术发展推动下，组态软件会通过对自身技术的改进升级，使得软件设计和使用越来越人性化，也必将在人类节能减排事业上提供更好的支持。国内组态软件生产厂商应准确分析市场需求，把握未来的技术发展方向，努力提高自身技术水平和产品服务质量。

　　作者：宁毅