监控组态软件发展76页PPT

控制策略生成器（StrategyBuilder）：
是面向控制的新一代软件逻辑自动化控制软件。提供
包括：变量、数学运算、逻辑功能和程序控制处理等在内 的十几类基本运算块，内置常规PID、比值控制、开关控 制、斜坡控制等丰富的控制算法。同时提供开放的算法接 口，可以嵌入用户自己的控制程序。
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界面运行系统（View）： 界面运行系统用来运行由开发系 统Draw创建的画面。
实时数据库（DB）：是数据处理的核心，构建分布式应用系统的基础。它负责实时数据 处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。
I/O驱动程序： I/O驱动程序负责力控与I/O设备的通 信。它将I/O设备寄存器中的数据读出后，传送 到力控的数据库，第然3页后/共25在页 界面运行系统的画面 上动态显示。
3.组态软件的特第点1页/共25页
① 使用简单，用户只需编写少量自己所需
二、力控监控组态软件简介
力控监控组态软件（ForceControl）
是一个面向方案的HMI/SCADA
（human machine interface/
supervisory control and data
acquisition）平台软件。分布式
输入框中输第入13页0/共，25页“位偏移”输入
框中输入0，点击“确定”返回。
对于同一个继电器，位偏移依次加1。
重复上述步骤，可连接所有定义过 的点。 在重复 上述步 骤时，
对话框中填写的值如表所示。
MX0
MX1
MY0
MY1
MY2
寄存器/继电器 X(按位) X(按位) Y(按位) Y(按位) Y(按位)
网络通信程序（NetClient/NetServer）：网络通信程序采用TCP/IP通信协议，可利用

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第1章 组态软件概述
组态软件的英文简称有三种，分别是HMI/MMI/SCADA HMI—Human and Machine Interface（人机界面） MMI—Man and Machine Interface（监视控制） SCADA—Supervisory Control and Data Acquisition （监视控制和数据采集软件）
《工业控制组态软件及应用》
第1章 组态软件概述
“组态” 概念随着集散控制系统 DCS (Distributed Control System)的出现 开始被广大的生产过程自动化技术 人员所熟知的。
组态软件广泛应用于各种工业领域， 包括汽车工业、印刷行业、机械设备 成套工程、金属加工业、钢铁行业、 运输行业、水处理和污水净化等。
InTouch软件的图形功能比较丰富，使用较方便，但控制功 能较弱。其I/O硬件驱动丰富，但只是使用DDE连接方式， 实时性较差而且驱动程序需单独购买。它的5.6版（16位） 很稳定，在中国市场也普遍受到好评。7.0版（32位）在网 络和数据管理方面有所加强，并实现了实时关系数据库， 但 在其 32实位只Wi是nd在owSQs环L境Se下rv，erI上nT增ou加ch了已数受据到传其输他插产件品。的 猛烈冲击。
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1.1 组态软件现状
哈尔滨华富公司的ControlX2000
ControX2000是比较新的组态软件，其产品体系 结构非常像iFIX，界面漂亮，使用起来也比较方 便，有许多自己的特色。但从它DEMO版运行 效果来看，执行代码的运行效率不是很高，特别 是图形处理环节，似乎有些缺陷。DEMO运行 也不十分稳定。用一些分析工具观察其执行的结 构，感觉其程序结构设计不十分合理，代码重用 率低。

第一节 组态软件概述
2、 组态软件的发展趋势
(1).总的发展趋势
• 组态软件是工业应用软件的一个组成部分，其发展受到很多因素的制 约。归根结底，应用的带动对其发展起着最为关键的推动作用。 • 未来的传感器、数据采集装置、控制器的智能化程度越来越高，实时 数据浏览和管理的需求日益高涨，有的买主甚至要求在自己的办公室 里监督定货的制造过程。有的装置直接内嵌“Web Server”，通过以 太网就可以直接访问过程实时数据。即使这样，也不能认为不再需要 组态软件了。 • 用户要求的多样化，决定了不可能有哪一种产品囊括全部用户的所有 要求，直接用户对监控系统人机界面的需求不可能固定为单一的模式， 因此直接用户的监控系统是始终需要“组态”和“定制”的。这就导 致组态软件不可能退出市场，因为需求是存在的。 • 类似OPC这样的组织的出现，以及现场总线、尤其是工业以太网的快 速发展，大大简化了异种设备间互连、开发I/O设备驱动软件的工作量。 I/O驱动软件也逐渐会朝标准化的方向发展。
第5章 组态软件
• • • • • • • 组态软件概述 组态软件的系统构成 组态软件图形开发环境 监控组态软件的I/O设备驱动 组态软件接口程序 OPC技术 工控编程语言IEC61131-3
第三节 组态软件图形开发环境
第三节 组态软件图形开发环境
1、 基本概念
• • • • • 脚本程序 图形对象 动画连接 简单图形对象 复杂图形对象
第一节 组态软件概述
2、 组态软件的发展趋势
(5).影响组态软件发展的因素 • 软件质量是影响产品发展的主要因素。在竞争不断加剧的 今天，企业规模、科研开发的投入量、质量体系建设情况 等对组态软件的质量影响甚大。
第一节 组态软件概述

MCGS组态软件
设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环 境。在本窗口内配置数据采集与控制输出设 备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设 备用的数据变量。
MCGS组态软件
主要用于设置工程中人机交互的界面，诸 如：生成各种动画显示画面、报警输出、数 据与曲线图表等
MCGS组态软件
实时数据库是工程各个部分的数据交换 与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连 接成有机的整体。在本窗口内定义不同类型 和名称的变量，作为数据采集、处理、输出 控制、动画连接及设备驱动的对象。
MCGS组态软件
MCGS组态软件
MCGS组态软件
MCGS组态软件
MCGS组态软件
MCGS把报警处理作为数据对象的属性， 封装在数据对象内，由实时数据库来自动处 理。当数据对象的值或状态发生改变时，实 时数据库判断对应的数据对象是否发生了报 警或已产生的报警是否已经结束，并把所产 生的报警信息通知给系统的其它部分，同时， 实时数据库根据用户的组态设定，把报警信 息存入指定的存盘数据库文件中。
MCGS组态软件
在实际生产过程控制中，对实时数据、历 史数据的查看、分析是不可缺少的工作。但 对大量数据仅做定量的分析还远远不够，必 须根据大量的数据信息，画出曲线，分析曲 线的变化趋势并从中发现数据变化规律，曲 线处理在工控系统中也是一个非常重要的部 分。
MCGS组态软件
MCGS组态软件提供了一套完善的安全 机制，用户能够自由组态控制菜单、按钮和 退出系统的操作权限，只允许有操作权限的 操作员才能对某些功能进行操作。MCGS还 提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期 限等功能，来保护用MCGS组态软件进行开 发所得的成果，开发者可利用这些功能保护 自己的合法权益。
MCGS组态软件

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思考？
通过置“1”和置“0”只能控制开关型变量 的动作，那么对于一个数字量型的输出信号， 通过组态软件如何来控制？？
实例：如何通过一个调节阀来控制储水 池的液位，同时显示液位数值！
见练习题1
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二、利用外部输入控制电机的运行，组态软件监控电机的状态 及按钮状态。
利用PLC的输入端分别做启动信号和停止信号，触发其输入端就可 将信号引入到PLC内部，然后通过通道连接，将PLC各个触点的状态传 送到上位机去。
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实时数据库
实时数据库 数据库中应包含工程中所有的状态，同时为了运算方便，也可以添
加一些中间变量！
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四、制作画面
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五、数据连接
同一种动作方式，根据使用不同的数据连接以 及不同的控制方式。
下面，为了强化组态软件的控制方式，我们采 用三种方式来控制。
一、利用组态画面直接控制电机的启动停止；电机的运行可 以通过界面来监视。
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案例实战一：
要求：有一台OMRON型C200H系列PLC 控制的电动机要断续运行，运行和停车时间可 显示，运行时间要求在上位机可调整；同时在 上位机上还可以直接控制一台水泵运行。
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一、设计分析:
（一）系统构成
输入
运行时间 停止时间 启动按钮 停止按钮
输出
运行时间显示 停止时间显示 电动机运行
组态软件讲座
1
整体概况
+ 概况1
您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
概况2
+ 您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
概况3
+ 您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
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什么是组态软件

1、将启动按钮直接与电机进行数据连接，采用‘置1’属性。
停止按钮直接与电机进行数据连接，采用‘置0’属性。
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思考？
通过置“1”和置“0”只能控制开关型变量的动作，那么对于一个数字量型 的输出信号，通过组态软件如何来控制？？
实例：如何通过一个调节阀来控制储水池的液位，同时显示液位数值！
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3、设置设备的基本属性
修改设备的名称
设定设备的工作状态，启动或停止 可以设定系统监控的同步性 设定设备的站号及地址
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4、增加通道
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5、通道连接
将组态软件中对应的参数与PLC的信号进行一 一对应，从而实现数据交换。
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6、设备调试
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四、动作效果设计
➢填充颜色 ➢边线颜色 ➢字符颜色 ➢水平移动 ➢垂直移动 ➢大小变化 ➢显示输出 ➢按钮输入 ➢按钮动作 ➢可见度 ➢闪烁效果
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提示:
所谓的动画效果实际上是通过将图形的某些参 数与变量进行对应，当变量的值发生变化,图形相 应的参数就发生改变，从而从外部观察就会发现 出现动画效果。
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新建工程
1、输入文件路径
2、输入工程名称与描述
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3、进入指定的工程
4、进入开发界面
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5、新建设备连接
6、为设备指定逻辑名称
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7、选择通讯端口
8、指定设备的物理地址
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9、设定通讯故障的恢复时间
10、完成设定
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1．组态及组态软件的概念
“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，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行 待定任务，满足使用者要求的目的。也就是通过对 软件采用非编程的操作方式，进行参数填写、图形 连接和文件生成等，使得软件乃至整个系统具有某 种指定的功能
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5.1.5 对组态软件的性能要求
1．实时多任务
主要考虑两个因素： （1）工业生产过程出现的事件能保持多长时间； （2）该事件要求计算机在多长时间内必须做出反应，
2．高可靠性
供电系统、冗余技术、故障处理
3．标准化
没有明确国际、国内标准，国际电工委员会IEC1131-3 提供规范DCS和PLC中的控制用编程语言，规定四种编程语言 标准（梯形图、机构化高级语言、方框图、指令助记符）。
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2、组态软件主要解决的问题
（1）如何与采集、控制设备间进行数据交换； （2）将设备数据与计算机图形画面的各元素关联； （3）处理数据报警及系统报警； （4）存储历史数据并支持历史数据的查询； （5）各类报表的生成和打印输出； （6）为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以适应
不同应用领域的需求； （7）最终生成的应用系统运行稳定可靠； （8）具有与第三方程序的接口，方便数据共享。
和力控等组态软件的简要内容将在第三节予以介绍。
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5.2.1 WinCC系统综述
1、什么是WinCC ？
WinCC是在Microsoft Windows NT和Windows 2000环境下的一种高 效HMI系统，实现过程控制可视化，为操作员开发图形用户 界面。WinCC是“Windows Control Center”（视窗自动化中心)。 （1）操作员使用WinCC对过程进行观察，并以图形化方式显示 在屏幕上。一旦过程状态发生变化，屏幕显示随之刷新。 （2）操作员使用WinCC对过程进行控制。 （3）一旦出现临界过程状态，WinCC自动发出报警信号。 （4）在使用WinCC进行工作时，既可以打印过程值，也可以对 过程值进行电子归档。

组态软件能够汇聚各类物 联网数据，进行数据挖掘 和分析，为业务决策提供 支持。
智能决策与预测
组态软件能够根据物联网 数据，进行智能决策和预 测，如智能物流、智能农 业等。
智能交通
交通信号控制
组态软件能够实现智能交通信号 控制，根据实时交通流量调整信 号灯时长，提高道路通行效率。
车辆调度与管理
组态软件能够实现车辆调度与管 理的智能化，包括车辆定位、路
组态课件
CATALOGUE
目 录
• 组态软件概述 • 组态软件的构成 • 组态软件的编程语言 • 组态软件的应用领域 • 组态软件的未来发展 • 组态软件案例分析
01
CATALOGUE
组态软件概述
定义与特点
定义
图形化界面
灵活性
实时性
安全性
组态软件是一种用于监 控、控制和数据采集的 软件平台，通过图形化 界面进行系统设计和配 置，实现自动化控制和 数据处理。
常见的脚本语言包括Python、JavaScript等。
图形化编程语言
图形化编程语言是一种以图形 界面为基础的编程方式，通过 拖拽组件和连线来构建程序。
图形化编程语言通常具有直观 、易于理解的特点，适合初学 者快速入门。
常见的图形化编程语言包括 LabVIEW、Simulink等。
数据库编程语言
核心部分 ，它负责在实时操作系统上运行 组态画面和控制逻辑，实现自动 化控制和监控功能。
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运行环境通常包括实时数据库、 通信驱动程序、数据处理模块等 ，用户可以通过运行环境对现场 设备进行实时监控和控制。
组态库
组态库是组态软件中存储组态画面和脚本程序的地方，它提 供了丰富的库函数和工具，使用户能够方便地管理和维护组 态画面和脚本程序。

2.监控组态软件的发展概况 2.监控组态软件的发展概况
监控组态软件是伴随着计算机技术的 突飞猛进发展起来的。 （1） 20世纪 60年代计算机开始涉足工业过 程控制，但计算机技术人员缺乏工厂仪表 和工业过程的知识，导致计算机工业过程 系统在各行业的推广速度比较缓慢。
2.监控组态软件的发展概况 2.监控组态软件的发展概况
2.监控组态软件的发展历程 2.监控组态软件的发展历程
国际上较知名的监控组态软件主要有
公司名称 Intellution 产品名 称 FIX、 iFIX 国别 公司名称 美国 Rock-Well 产品名称 国别 RSView3 美国 2 美国 以色 列 澳大 利亚
Wonderwar Intouch e 西门子 通用电气 WinCC
4.监控组态软件的设计思想及特点 4.监控组态软件的设计思想及特点
组态软件一般由下列组件组成： 图形界面系统 实时数据库系统 第三方程序接口组件 控制功能组件
4.监控组态软件的设计思想及特点 4.监控组态软件的设计思想及特点
组态软件通过I/O驱动程序从现场I/O设 备获得实时数据，对数据进行必要的加工后， 一方面以图形方式直观地显示在计算机屏幕 上；另一方面按照组态要求和操作人员的指 令将控制数据送给I/O设备，对执行机构实施 控制或调整参数。 下图表示出了组态软件的数据处理流程。
2.监控组态软件的发展概况历 2.监控组态软件的发展概况历 程
组态软件之所以同时得到用户和DCS厂 商的认可，主要有以下2个原因： （1）个人计算机操作系统日趋稳定可靠，实 时处理能力增强且价格便宜。 （2）个人计算机的软件及开发工具丰富，使 组态软件的功能强大，开发周期相应缩短， 软件升级和维护也较方便。
3.监控组态软件未来发展趋势 3.监控组态软件未来发展趋势

云端平台监控案例
监控软件可以通过云端流量监测、应用 监测和系统监测等功能，提高云端平台 的可靠性和性能表现。
监控软件的总结
重要性和发展趋势
监控软件在网络安全和性能方面发挥着重要的作用，未来发展前景广阔。
未来监控软件的应用前景
未来监控软件应用将更加智能化和可视化，提供更加完善的网络安全和性能监测功能。
监控软件部署流程
监控软件的部署需要考虑监控任 务的范围、监控数据的类型和数 据采集策略等因素。
监控软件的维护和升级
相关技术和工具
监控软件的维护和升级需要掌握相关的技术和工具，如脚本编程、数据库管理和网络诊断等。
日常维护与故障排除
监控软件的日常维护和故障排除需要建立科学的管理机制，提供相关的技术支持和培训。
数据存储和管理
通过高效的数据存储和管理技 术，提供对海量数据的存储、 管理和查询功能。
数据分析与报告
通过高效的数据分析和报告技 术，提供对网络数据的分析、 统计和报告功能。
监控软件的设计与部署
硬件和软件环境要求
监控系统的设计和部署需要考虑 硬件和软件环境的兼容性和稳定 性。
系统架构设计
监控系统的系统架构设计需要考 虑网络拓扑、设备位置和数据传 输方式等因素。
实时监测和控制网络流量，
报告
监控软件可以对网络数据
可以有效避免网络中的异
监控软件可以对网络设备
进行高效的分析和统计，
常流量和DoS攻击等问题。
和系统进行实时监测和报
方便管理人员了解网络状
告，帮助管理人员及时发
态和状况，及时作出相应
现和解决问题。
的决策。
监控软件的技术实现
网络数据包的捕获与 解析
通过网络数据包的捕获和解析， 实现对网络流量的实时监控和 控制。

• “组态”一词既可以用做名词也可以用做动词。
• 二次开发人员根据具体的系统要求，建立模 块（创建对象）然后定义参数（对象属性）， 最后生成可供运行的应用程序。
• 组态实际上是生成一系列可以直接运行的程 序代码，这些程序代码可以在用于组态的计 算机上直接运行，也可以下装到其他的计算 机上。
• 组态可以分为离线组态和在线组态两种。
• （3）Linux操作系统
• UNIX的兼容产品，几乎具有UNIX的优点， 同时还具有其没有的功能。
• （4）Windows NT操作系统
• 可扩充性、可移植性、可靠性、可兼容性。
• Windows NT系统模型主要包括3个部分： 客户/服务器模型、对象模型、对称多处理模 型。Windows NT的另一个特色是引入了 “线程”的概念，“线程”是比进程更小的 一个单位，它是进程内的一个执行单元和可 调度实体。同一进程中的线程是共用一个内 存空间的。采用线程的好处是更易于实现并 行性。
• 2．通用操作系统
• （1）DOS操作系统 • （2）UNIX操作系统 • 小型机、微型机 • 标准的UNIX是一个多用户、多任务、交互式
分时操作系统。就其运行的稳定性而言， UNIX操作系统远比Windows要高，其通信 能力也远比Windows NT要强，但价格非常 昂贵，通常用于大型系统。
• 实时操作系统充分利用计算机的中断功能 来改变CPU执行程序的顺序，以达到实时处 理的目的。这种总是保证优先级别最高的任 务占用CPU的方式，称为优先级别抢占式调 度。
• （4）同步与异步
• 事件分为同步事件和异步事件。
• 如果事件B的发生和事件A的发生有因果关系， 则它们为同步事件，同步事件驱动的任务称 为同步任务。
• 7．组态软件的设计思想 • 组态软件普遍使用“面向对象”（Object

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MCGS组态软件功能介绍
数据采集与处理
数据采集
MCGS组态软件能够实时采集各种工业设备的数据，如传感器、 PLC等，并将数据转化为可分析的信息。
数据处理
软件具备强大的数据处理能力，可以对采集到的数据进行清洗、筛 选、计算等操作，以满足不同需求。
数据存储
MCGS支持历史数据存储，方便用户对历史数据进行分析和追溯。
安全性
软件具备完善的安全机制，能够 保证自动化监控系统的数据安全 和系统安全。
ห้องสมุดไป่ตู้稳定性
软件经过多年的实际应用和改进 ，具有很高的稳定性和可靠性， 能够保证自动化监控系统的稳定 运行。
扩展性
MCGS组态软件具有良好的扩展 性，能够支持多种硬件设备和数 据接口，方便用户进行系统集成 和升级。
应用领域
电力行业
感谢您的观看
用于发电厂、变电站等电力设施 的监控和调度自动化。
化工行业
1
用于化工生产过程中的数据采集、监控和控制。
制药行业
2
用于制药生产线的监控和管理，保证产品质量和生产效率。
冶金行业
3
用于冶金生产线的监控和管理，提高生产效率和产品质量。
其他领域
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MCGS组态软件还广泛应用于交通、环保、农业等其他领域。
Part
工程设置
在新建工程向导中，可以对工程的属 性进行设置，如工程密码、启动画面 等。这些设置有助于保护工程的安全 性和个性化展示。
配置设备
设备配置
在MCGS组态软件中，需要为工程配置相应的设备。点击菜单栏的“设备”选项，选择“添加设备”，进入设备 配置向导。在此步骤中，需要根据实际需求选择设备的类型、通讯参数等，以确保设备与软件的正常通信。

数据库连接项支持64点，运行系统在线运行时间是1小时。 • 软件支持的操作系统：WINNT4.0(补丁6)/WIN2000
/WINXP/WIN 2003。 • 3.3.3硬件加密锁 • 软件是通过硬件加密锁进行授权，软件经过授权后可以长
时间运行，产品提供的加密锁包括：并口硬件加密锁和 USB口硬件加密锁，硬件加密锁使用前必须安装驱动程序。 • 安装并口硬件加密锁步骤： • 在安装加密锁前应关闭计算机电源和外围设备
• 2. 扩展组件
• 包括PC控制策略程序、GPRS组件、数据库ODBC通讯组件、
CommServer通讯组件、DataServer数据转发组件、远程数
据库历史备份程序等组件。ppt课件
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• 3.3 系统要求 • 3.3.1 硬件配置
• 目前市面上流行的机型完全满足力控的运 行要求,推荐配置如下：
⑵封装性（易学易用），通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户 使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术（甚至 不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能；
⑶通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设 备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I/O Driver、开 放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据 处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受 行业限制。
发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，
导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编
程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的
修改，因而更是相当困难。通用工业自动化组态软件的出现为解决上
述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统

• 组态软件的使用者是自动化工程技术人员，组态软件的主要 目的是使使用者在生成适合自己需要的应用系统时不需要修 改软件程序的源代码。所以自动化工程技术人员在组态软件 中只需填写一些事先设计的表格，再利用图形功能把被控对 象（如锅炉、化工容器、趋势曲线、报表等）形象地画出来， 通过内部数据连接把被控对象的属性与I/O设备的实时数据 进行逻辑连接。当由组态软件生成的应用系统投入运行后， 与被控对象相连的I/O设备数据发生变化会直接带动被控对 象的属性变化。若要对应用系统进行修改，也十分方便。
1.2监控组态软件的设计思想与功能 特点
•
1. 设计思想
•
一般的组态软件都由下列组件组成：图形界面系统、控制功能组
件、实时数据库系统、第三方程序接口组件。下面将分别讨论每一类组
件的设计思想。
•
在图形界面生成方面，构成现场各过程的图形画面被划分为3类简
单的对象：线、填充形状和文本。每个简单的对象都有影响其外观的属
•
控制功能组件以基于PC的策略编辑、生成组件（也有
人称之为软逻辑或软PLC）为代表，是组态软件的主要组成
部分。虽然脚本语言程序可以完成一些控制功能，但还是不
很直观。对于用惯了梯形图或其他标准编程语言的自动化工
程师来说，是太不方便了，因此目前的多数组态软件都提供
了基于IEC1131-3标准（可编程序控制器的编程软件标准）
的策略编辑生成控制组件。它也是面向对象的，但不唯一地
由事件触发，它像PLC中的梯形图一样按照顺序周期地执行，
策略编辑生成组件在基于PC和现场总线的控制系统中是大
有可为的，可以大幅度地降低成本。
• 实时数据库是更为重要的一个组件。因为PC的处理能力太 强了，因此实时数据库更加充分地表现出了组态软件的长处。 实时数据库可以存储每个工艺点的多年数据，用户既可浏览 工厂当前的生产情况，又可以回顾过去的生产情况。可以说， 实时数据库对于工厂来说就如同飞机上的“黑匣子”，工厂 的历史数据是很有价值的。实时数据库具备数据档案管理功 能。由于通常在现时很难知道将来进行分析时哪些数据是必 需的，所以保存所有的数据是防止丢失信息的最好的方法。