组态软件基础知识

一、组态软件基础知识

1、概述

（1）、组态软件概念与产生背景

“组态”的概念是伴随着集散型控制系统（Distributed Control System简称DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术的不断发展和应用过程中，PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在：PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已臻成熟；由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本；PC的软件资源和硬件资丰富，软件之间的互操作性强；基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。

组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具或开发环境。

（2）、组态软件特点与功能

一般来说，组态软件是数据采集监控系统SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)的软件平台工具，是工业应用软件的一个组成部分。它具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。组态软件由早先单一的人机界面向数据处理机方向发展，管理的数据量越来越大，实时数据库的作用进一步加强。

组态软件主要特点有：

（1）延续性和可扩充性

用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级；

（2）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；

（3）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。

2、组态软件的系统构成

组态软件的结构划分有多种标准，这里以系统环境和成员构成两种标准讨论其体系结构。

（1）以系统环境划分

按照系统环境划分，从总体上讲，组态软件是由两大部分构成的：

1、系统开发环境：

是自动化工程设计工程师为实施其控制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境。通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供系统运行环境运行时使用。系统开发环境由若干个组态程序组成，如图形界面组态程序、实时数据库组态程序等。

2、系统运行环境：

在系统运行环境下，目标应用程序被装入计算机内存并投入实时运行。系统运行环境由若干个运行程序组成，如图形界面运行程序、实时数据库运行程序等。

组态软件支持在线组态技术，即在不退出系统运行环境的情况下可以直接进入组态环境并修改组态，使修改后的组态直接生效。自动化工程设计工程师最先接触的一定是系统开发环境，通过一定工作量的系统组态和调试，最终将目标应用程序在系统运行环境投入实时运行，完成一个工程项目。

（2）以成员构成划分

组态软件因为其功能强大，而每个功能相对来说又具有一定的独立性，因此其组成形式是一个集成软件平台，由若干程序组件构成。其中必备的典型组件包括：

1、应用程序管理器

2、图形界面开发程序

3、图形界面运行程序

4、实时数据库系统组态程序

5、实时数据库系统运行程序

6、I/O驱动程序

7、扩展可选组件

3、组态软件现状和使用组态软件步骤组态软件现状和主要问题 1、国内用户还缺乏对组态软件的认识，项目中没有组态软件的预算，或宁愿投入人力物力针对具体项目做长周期的繁冗的上位机的编程开发，而不采用组态软件；

2、在很长时间里，国内用户的软件意识还不强，面对价格不菲的进口软件（早期的组态软件多为国外厂家开发），很少有用户愿意去购买正版。

3、当时国内的工业自动化和信息技术应用的水平还不高，组态软件提供了对大规模应用、大量数据进行采集、监控、处理并可以将处理的结果生成管理所需的数据，这些需求并未完全形成。

使用组态软件的一般步骤

1、将所有I/O点的参数收集齐全，并填写表格，以备在监控组态软件和PLC上组态时使用。

2、搞清楚所使用的I/O设备的生产商、种类、型号、使用的通信接口类型，采用的通信协议，以便在定义I/O设备时做出准确选择。

3、将所有I/O点的I/O标识收集齐全，并填写表格，I/O标识是唯一地确定一个I/O点的关键字，组态软件通过向I/O设备发出I/O标识来请求其对应的数据。在大多数情况下I/O标识是I/O点的地址或位号名称。

4、根据工艺过程绘制、设计画面结构和画面草图。

5、按照第一步统计出的表格，建立实时数据库，正确组态各种变量参数。

6、根据第一步和第二步的统计结果，在实时数据库中建立实时数据库变量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接。

7、根据第四步的画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面（主要是绘图）。

8、将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定动画属性和幅度。

9、视用户需求，制作历史趋势，报警显示，以及开发报表系统。之后，还需加上安全权限设置。

10、对组态内容进行分段和总体调试，视调试情况对软件进行相应修改。

11、将全部内容调试完成以后，对上位软件进行最后完善（如：加上开机自动打开监控画面，禁止从监控画面推出等），让系统投入正式（或试）运行。

4、组态软件发展趋势

社会信息化的加速是组态软件市场增长的强大推动力，很多新技术将不断被应用到组态软件当中，促使组态软件向更高层次和更广范围发展。其发展方向如下：

1、数据采集的方式

2、脚本的功能

3、组态环境的可扩展性

4、组态软件的开放性

5、对Internet的支持程度

6、组态软件的控制功能

用户的需求促使技术不断进步，在组态软件上这种趋势体现得尤为明显。未来的组态软件将是提供更加强大的分布式环境下的组态功能、全面支持ActiveX、扩展能力强、支持OPC等工业标准、控制功能强、并能通过Internet进行访问的开放式系统。

二、BY组态软件

1、BY组态是什么？

BY组态面向工业物联网系统复杂的功能要求，通过“搭积木”的方式，拖拽组件到画布上，实现工业物联网可视化的web开发系统。

2、BY组态适用领域

能源电力、物联网、智能制造、智慧城市、智慧农业、智慧水利、智慧矿山、智慧建筑、原型设计、钢铁、石油、化工等领域。

3、BY组态适用场景

工业web系统开发、大屏可视化、管理系统、工业流程组态监控、系统组件嵌入等。

4、BY组态功能特点

基于html5，B/S架构支持 2D、3D多种呈现模式可视化拖拽编辑、简单易用支持云端/本地等部署方式，多终端使用提供丰富的行业标准元器件图元库提供行业模板和组件，支持自定义模板和图纸管理支持二次开发支持Http、WebSocket等主流协议，支持扩展更多协议支持嵌入第三方系统或者集成平台，也可作为独立平台具备延续性、可扩展性、封装性（易学易用）、通用性、开放性周密的系统安全防范