監(jiān)控組態(tài)軟件2008年最新發(fā)展及趨勢(shì)

時(shí)間:2008-11-04

來(lái)源:中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):監(jiān)控組態(tài)軟件是工業(yè)應(yīng)用軟件的重要組成部分,其發(fā)展受到很多因素的制約,歸根結(jié)底,是應(yīng)用的帶動(dòng)對(duì)其發(fā)展起著最為關(guān)鍵的推動(dòng)作用。

自2000年以來(lái),國(guó)內(nèi)監(jiān)控組態(tài)軟件產(chǎn)品、技術(shù)、市場(chǎng)都取得了飛快的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域日益拓展,用戶(hù)和應(yīng)用工程師數(shù)量不斷增多。充分體現(xiàn)了“工業(yè)技術(shù)民用化”的發(fā)展趨勢(shì)。      監(jiān)控組態(tài)軟件是工業(yè)應(yīng)用軟件的重要組成部分,其發(fā)展受到很多因素的制約,歸根結(jié)底,是應(yīng)用的帶動(dòng)對(duì)其發(fā)展起著最為關(guān)鍵的推動(dòng)作用。      關(guān)于新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和快速發(fā)展對(duì)監(jiān)控組態(tài)軟件會(huì)產(chǎn)生何種影響,有人認(rèn)為隨著技術(shù)的發(fā)展,通用組態(tài)軟件會(huì)退出市場(chǎng),例如有的自動(dòng)化裝置直接內(nèi)嵌“Web Server”實(shí)時(shí)畫(huà)面供中控室操作人員訪問(wèn)。      作者并不這樣認(rèn)為。用戶(hù)要求的多樣化,決定了不可能有哪一種產(chǎn)品囊括全部用戶(hù)的所有的畫(huà)面要求,最終用戶(hù)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面的需求不可能固定為單一的模式,因此最終用戶(hù)的監(jiān)控系統(tǒng)是始終需要“組態(tài)”和“定制”的。這就是監(jiān)控組態(tài)軟件不可能退出市場(chǎng)的主要原因,因?yàn)樾枨笫谴嬖谇也粩嘣鲩L(zhǎng)的。      監(jiān)控組態(tài)軟件是在信息化社會(huì)的大背景下,隨著工業(yè)IT技術(shù)的不斷發(fā)展而誕生、發(fā)展起來(lái)的。在整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化軟件大家庭中,監(jiān)控組態(tài)軟件屬于基礎(chǔ)型工具平臺(tái)。監(jiān)控組態(tài)軟件給工業(yè)自動(dòng)化、信息化、及社會(huì)信 [table][tr][td][/td][/tr][/table]息化帶來(lái)的影響是深遠(yuǎn)的,它帶動(dòng)著整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)、生活方式的變化,這種變化仍在繼續(xù)發(fā)展。因此組態(tài)軟件作為新生事物尚處于高速發(fā)展時(shí)期,目前還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的研究機(jī)構(gòu)就它的理論與實(shí)踐進(jìn)行研究、總結(jié)和探討,更沒(méi)有形成獨(dú)立、專(zhuān)門(mén)的理論研究機(jī)構(gòu)。   近5年來(lái),一些與監(jiān)控組態(tài)軟件密切相關(guān)的技術(shù)如OPC、OPC-XML、現(xiàn)場(chǎng)總線等技術(shù)也取得了飛速的發(fā)展,是監(jiān)控組態(tài)軟件發(fā)展的有力支撐。    [b]監(jiān)控組態(tài)軟件的最新發(fā)展情況 [/b]   [b]監(jiān)控組態(tài)軟件日益成為自動(dòng)化硬件廠商爭(zhēng)奪的重點(diǎn) [/b]   整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中,軟件所占比重逐漸提高,雖然組態(tài)軟件只是其中一部分,但因其滲透能力強(qiáng)、擴(kuò)展性強(qiáng),近年來(lái)蠶食了很多專(zhuān)用軟件的市場(chǎng)。因此,監(jiān)控組態(tài)軟件具有很高的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度,是自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)入高端應(yīng)用、擴(kuò)大市場(chǎng)占有率的重要橋梁。在這種思路的驅(qū)使下,西門(mén)子的WinCC在市場(chǎng)上取得巨大成功。目前,國(guó)際知名的工業(yè)自動(dòng)化廠商如Rockwell、GE Fanuc、Honeywell、西門(mén)子、ABB、施耐德、英維思等均開(kāi)發(fā)了自己的組態(tài)軟件。      [b]監(jiān)控組態(tài)軟件在DCS操作站軟件中所占比重日益提高 [/b]     繼FOXBORO之后,Euro therm(歐陸)、Delta V、PCS7等DCS系統(tǒng)紛紛使用通用監(jiān)控組態(tài)軟件作為操作站。同時(shí),國(guó)內(nèi)的DCS廠家也開(kāi)始嘗試使用監(jiān)控組態(tài)軟件作為操作站。以力控科技為代表的ForceControl國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件在這方面也取得了良好的業(yè)績(jī)。      在大學(xué)和科研機(jī)構(gòu),越來(lái)越多的人開(kāi)始從事監(jiān)控組態(tài)軟件的相關(guān)技術(shù)研究      從國(guó)內(nèi)自動(dòng)化行業(yè)學(xué)術(shù)期刊來(lái)看,以組態(tài)軟件及與其密切相關(guān)的新技術(shù)為核心的研究課題呈上升趨勢(shì),眾多研究人員的存在,是組態(tài)軟件技術(shù)發(fā)展及創(chuàng)新的重要活躍因素,也一定能夠積累很多技術(shù)成果。無(wú)論是技術(shù)成果還是研究人員,都會(huì)遵循金字塔的規(guī)律,由基礎(chǔ)向高端形成過(guò)渡。這些研究人員和他們的研究成果為監(jiān)控組態(tài)軟件廠商開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品提供了有益的經(jīng)驗(yàn)借鑒,并開(kāi)拓他們的思路。      基于Linux 的監(jiān)控組態(tài)軟件及相關(guān)技術(shù)正在迅速發(fā)展之中,以力控科技為代表的廠商相繼推出成熟的商品,對(duì)組態(tài)軟件業(yè)的格局將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。      [b]集成化、定制化 [/b]   從軟件規(guī)模上看,大多數(shù)監(jiān)控組態(tài)軟件的代碼規(guī)模超過(guò)100萬(wàn)行,已經(jīng)不屬于小型軟件的范疇了。從其功能來(lái)看,數(shù)據(jù)的加工與處理、數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能越來(lái)越強(qiáng)。      監(jiān)控組態(tài)軟件作為通用軟件平臺(tái),具有很大的使用靈活性。但實(shí)際上很多用戶(hù)需要“傻瓜”式的應(yīng)用軟件,即需要很少的定制工作量即可完成工程應(yīng)用。為了既照顧“通用”又兼顧“專(zhuān)用”,監(jiān)控組態(tài)軟件拓展了大量的組件,用于完成特定的功能,如批次管理、事故追憶、溫控曲線、油井示功圖組件、協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)組件、ODBCRouter、ADO曲線、專(zhuān)家報(bào)表、萬(wàn)能報(bào)表組件、事件管理、GPRS透明傳輸組件等。      [b]縱向:功能向上、向下延伸 [/b]   組態(tài)軟件處于監(jiān)控系統(tǒng)的中間位置,向上、向下均具有比較完整的接口,因此對(duì)上、下應(yīng)用系統(tǒng)的滲透能力也是組態(tài)軟件的一種本能,具體表現(xiàn)為:      向上   其管理功能日漸強(qiáng)大,在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理系統(tǒng)的配合下,具有部分MIS、MES或調(diào)度功能。尤以報(bào)警管理與檢索、歷史數(shù)據(jù)檢索、操作日志管理、復(fù)雜報(bào)表等功能較為常見(jiàn)。      向下   日益具備網(wǎng)絡(luò)管理(或節(jié)點(diǎn)管理)功能:在安裝有同一種組態(tài)軟件的不同節(jié)點(diǎn)上,在設(shè)定完地址或計(jì)算機(jī)名稱(chēng)后,互相間能夠自動(dòng)訪問(wèn)對(duì)方的數(shù)據(jù)庫(kù)。組態(tài)軟件的這一功能,與OPC規(guī)范以及IEC61850規(guī)約、BACNet等現(xiàn)場(chǎng)總線的功能類(lèi)似,反映出其網(wǎng)絡(luò)管理能力日趨完善的發(fā)展趨勢(shì)。      軟PLC、嵌入式控制等功能:除組態(tài)軟件直接配備軟PLC組件外,軟PLC組件還作為單獨(dú)產(chǎn)品與硬件一起配套銷(xiāo)售,構(gòu)成PAC控制器。這類(lèi)軟PLC組件一般都可運(yùn)行于嵌入式Linux操作系統(tǒng)。      OPC服務(wù)軟件:OPC標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化了不同工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備之間的互聯(lián)通訊,無(wú)論在國(guó)際上還是國(guó)外,都已成為廣泛認(rèn)可的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。而組態(tài)軟件同時(shí)具備OPC Server和OPC Client功能,如果將組態(tài)軟件豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)用戶(hù)需要打包為OPCServe單獨(dú)銷(xiāo)售,則既豐富了軟件產(chǎn)品種類(lèi)又滿足了用戶(hù)的這方面需求,加拿大的Matrikon公司即以開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售各種OPCServer軟件為主要業(yè)務(wù),已經(jīng)成為該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。監(jiān)控組態(tài)軟件廠商擁有大量的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,因此開(kāi)展OPCSever軟件的定制開(kāi)發(fā)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),三維力控的Multi-OPCServer 產(chǎn)品即屬此類(lèi)。      工業(yè)通信協(xié)議網(wǎng)關(guān):它是一種特殊的Gateway,屬工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的數(shù)據(jù)鏈產(chǎn)品。OPC標(biāo)準(zhǔn)適合計(jì)算機(jī)與工業(yè)I/O設(shè)備或桌面軟件之間的數(shù)據(jù)通訊,而工業(yè)通信協(xié)議網(wǎng)關(guān)適合在不同的工業(yè)I/O設(shè)備之間、計(jì)算機(jī)與I/O設(shè)備之間需要進(jìn)行網(wǎng)段隔離、無(wú)人值守、數(shù)據(jù)保密性強(qiáng)等應(yīng)用場(chǎng)合的協(xié)議轉(zhuǎn)換。市場(chǎng)上 [table][tr][td][/td][/tr][/table]有專(zhuān)門(mén)從事工業(yè)通訊協(xié)議網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售的廠商,如Woodhead、prolinx等,但是組態(tài)軟件廠商將其豐富的I/O驅(qū)動(dòng)程序擴(kuò)展一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)模塊就變成了通訊網(wǎng)關(guān),開(kāi)發(fā)工作的風(fēng)險(xiǎn)和成本極小。Multi_OPCServer和通訊網(wǎng)關(guān)pFieldComm都是力控ForceControl組態(tài)軟件的衍生產(chǎn)品。      [b]橫向:監(jiān)控、管理范圍及應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大 [/b]   只要同時(shí)涉及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊(無(wú)論是雙向還是單向)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖形界面顯示、必要的數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及顯示,就存在對(duì)組態(tài)軟件的潛在需求。      除了大家熟知的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,近幾年以下領(lǐng)域已經(jīng)成為監(jiān)控組態(tài)軟件的新增長(zhǎng)點(diǎn):      設(shè)備管理或資產(chǎn)管理(PAM,Plant Asset Management)。此類(lèi)軟件的代表是艾默生公司的設(shè)備管理軟件AMS。據(jù)ARC機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),到2009年全球PAM的業(yè)務(wù)量將達(dá)到19億美元。PAM所包含的范圍很廣,其共同點(diǎn)是實(shí)時(shí)采集設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),累積設(shè)備的各種參數(shù)(如運(yùn)行時(shí)間、檢修次數(shù)、負(fù)荷曲線等),及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患、預(yù)測(cè)設(shè)備壽命,提供設(shè)備檢修建議,對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合診斷。      先進(jìn)控制或優(yōu)化控制系統(tǒng)。在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)獲得普及以后,為提高控制質(zhì)量和控制精度,很多用戶(hù)開(kāi)始引進(jìn)先進(jìn)控制或優(yōu)化控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包括自適應(yīng)控制、(多變量)預(yù)估控制、無(wú)模型控制器、魯棒控制、智能控制(專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)、其他依據(jù)新控制理論而編寫(xiě)的控制軟件等。這些控制軟件的常項(xiàng)是控制算法,使用監(jiān)控組態(tài)軟件主要解決控制軟件的人機(jī)界面、與控制設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊等問(wèn)題。      工業(yè)仿真系統(tǒng)。仿真軟件為用戶(hù)操作模擬對(duì)象提供了與實(shí)物幾乎相同的環(huán)境。仿真軟件不但節(jié)省了巨大的培訓(xùn)成本開(kāi)銷(xiāo),還提供了實(shí)物系統(tǒng)所不具備的智能特性。仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)商專(zhuān)長(zhǎng)于仿真模塊的算法,在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖形顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊方面不一定有優(yōu)勢(shì),力控®監(jiān)控組態(tài)軟件與仿真軟件間通過(guò)高速數(shù)據(jù)接口聯(lián)為一體,在教學(xué)、科研仿真應(yīng)用中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。      電網(wǎng)系統(tǒng)信息化建設(shè)。電力自動(dòng)化是監(jiān)控組態(tài)軟件的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域,電力是國(guó)家的基礎(chǔ)行業(yè),其信息化建設(shè)是多層次的,由此決定了對(duì)組態(tài)軟件的多層次需求。      智能建筑:物業(yè)管理的主要需求是能源管理(節(jié)能)和安全管理,這一管理模式要求建筑物智能設(shè)備必須聯(lián)網(wǎng),首先有效地解決信息孤島問(wèn)題,減少人力消耗,提高應(yīng)急反應(yīng)速度和設(shè)備預(yù)期壽命,智能建筑行業(yè)在能源計(jì)量、變配電、安防&門(mén)禁、消防系統(tǒng)系統(tǒng)聯(lián)入IBMS服務(wù)器方面需求旺盛。      公共安全監(jiān)控與管理:公共安全的隱患可造成突發(fā)事件應(yīng)急失當(dāng),容易造成城市公共設(shè)施癱瘓、人員群死群傷等惡性災(zāi)難。公共安全監(jiān)控包括:      人防(車(chē)站、廣場(chǎng))等市政工程有毒氣體濃度監(jiān)控及火災(zāi)報(bào)警。      水文監(jiān)測(cè):包括水位、雨量、閘位、大壩的實(shí)時(shí)監(jiān)控。      重大建筑物(如橋梁等)健康狀態(tài)監(jiān)控:及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患,預(yù)報(bào)事故的發(fā)生。
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