工业自动化软件系统技术及其发展

(2) 对实际监控对象实现状态迁移管理

组态软件应用动画连接技术,将描述现场对象的图元与一定的参数或函数联系起来,形成映射关系。编程或操作人员通过对这些参数或函数的编程和处理,就可以实现对现场设备数据的采集、分析和处理,参数的传递是通过组态计算机与现场设备之间的输入和输出通道完成的,从而实现远程监测和控制,即状态管理。状态迁移的内容包括对象运动规律设置、运行状态监测和故障报警显示等。从应用角度看,对象参数的编辑和处理是被屏蔽的,用户对监控界面上的图元进行激励(如通过计算机鼠标点击图元),也就是对该图元所对应的对象参数进行激励和设定,该对象参数依照编程预定的运算规律进行改变或重定,并影响其它图元的对象参数同步改变,其结果是变化了的那些差数引起对应的图元发生变化或激发其它一些图象信息到人机界面上,使用户知道操作结果,从而确定下一步的操作,这样就完成了人机交互。从设计开发角度看,对象参数的编辑和处理是透明的,随时可以根据控制要求更改参数和运算规律,而且这种更改可以在人机监控界面上进行,如将人机监控界面设置为开发环境,通过计算机鼠标双击图元,就可以进入对象参数对话框进行编辑和修改。由此可以看出,组态软件对现场的监控和管理不仅继承了传统的汇编或高级语言控制结构,而且极大地扩展了编程直观性,这是用户和编程人员都非常乐于接受的。

(3) 监控和管理对象更加形象化和深刻化

组态软件不仅能与其它常用编程语言开发工具一样,可以对对象参数进行设定,实时采集数据,编程参数算法,打印控制规律和结果,存储数据记录等,而且能很容易地将上述功能和步骤形象化的表示出来,并且可以反映到人机界面上供编程或操作人员直观分析和修改。如组态软件可以将实时采集数据以实时曲线的形式直观反映在监控界面上,对于历史和现时控制信息及结果同样可以以实时曲线图的形式直观反映在监控界面上。这样,人们可以采用高级知识库、智能控制和预测的方法,如图表法、二次曲线拟合法和回归预测法等来分析和处理输入输出参数及数据,从而达到对监控对象的更深刻认识和把握状态、报警显示等。(4) 实时开放性和互连操作性好

自动化软件大量采用标准化的互连技术,如OPC、DDE、ActiveX控件、COM/DCOM、ODBC、OLE-DB等,这样使其成为一自动化软件平台,具有良好的实时开放性和互连操作性 。组态软件采用ODBC(开放式数据库互连)技术使对象参数能够共享或为其它软件程序读取;应用DDE(动态数据交换)技术实现参数传递,如将过程对象参数链接到MICRO EXCEL表格文件中,将对象参数变化实时反映到该表格文件中,同时对表格文件中相应数据处理后,结果返传给对应参数。这样就实现了组态软件和MICRO EXCEL表格数据文件的互连操作,从而发挥各自的技术优势以达到对现场系统的更好控制和管理;应用OLE(对象链接与嵌入)技术包容和扩展其它功能,如将MICRO OFFICE办公软件嵌入组态软件操作平台,便于操作人员处理文本工作报告和报表,应用ActiveX技术将媒体播放软件嵌入组态软件操作平台,实现在监控界面上看到闭路监控现场图象等;应用TCP/IP协议将组态监控信息发布到Internet网络上,实现网络化管理和监控。

(5) 应用操作平台开发周期短

用组态软件设计制作监控操作平台,避免了大量的源程序语言汇编及其调试工作。其图形化的直观性编程风格,大大缩短了编程开发周期,容易满足实际工程建设的时间要求,而且在应用中(在线)修改和更新操作平台也较容易和快捷。

然而,组态软件作为一种新兴的面向对象的工业自动化监控开发编程工具也在与时俱进,正在进一步研究改进提高,如对于不同的监控对象及环境,如何平衡调节数据共享度和实时性要求;对于多线程并举的应用环境和对象,如何满足各线程不同的实时性要求以及避免数据冲突和阻塞;如何解决网络远程控制的实时性和现场监控的实时性之间的匹配问题等。

2.2 监控组态软件的作用

组态软件是工业自动化软件系统的基石,是实现控制网络与信息网络集成的关键之一,通过组态软件开放的接口技术,将实时数据库与现场设备数据互联,从而为系统提供综合全面的信息和数据。

监控组态软件是一种控制系统开发工具,用户可根据应用对象及控制任务的要求,通过简单形象的组态,利用组态软件提供的工具,以“搭积木”的方式灵活配置、组合各功能模块,构成用户应用软件。“组态”的概念是伴随着集散控制系统(Distributed Control System,DCS)的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟悉的。现在的组态软件实际上就是早期每个DCS厂商在DCS中预装的应用软件,但一直没有人给出明确的定义,只是将使用这种应用软件设计生成目标应用系统的过程称为“组态(Config)”或“做组态”。组态的概念最早来自英文Configuration,含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置,达到让计算机或软件按照预先配置(Configuration)自动执行任务的目的,以满足使用者的要求。