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什么是組態?組態的概念及發展趨勢

  • 2015-08-12 22:57:47
  • 關鍵字: 組態 什么是組態 組態軟件

什么是?簡單來說就是利用行業化的應用軟件(監控和控制組態),對工程需求,進行軟件和硬件方面的配置,使其符合用戶的需求。

在使用工控軟件中,我們經常提到組態一詞,組態英文是“Configuration”,其意義究竟是什么呢?簡單的講,組態就是用應用軟件中提供的工具、方法、完成工程中某一具體任務的過程。 
  
  與硬件生產相對照,組態與組裝類似。如要組裝一臺電腦,事先提供了各種型號的主板、機箱、電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅等,我們的工作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。當然軟件中的組態要比硬件的組裝有更大的發揮空間,因為它一般要比硬件中的“部件”更多,而且每個 “部件” 都很靈活,因為軟部件都有內部屬性,通過改變屬性可以改變其規格(如大小、性狀、顏色等)。 
  
  在組態概念出現之前,要實現某一任務,都是通過編寫程序(如使用BASIC,C,FORTRAN等)來實現的。編寫程序不但工作量大、周期長,而且容易犯錯誤,不能保證工期。組態軟件的出現,解決了這個問題。對于過去需要幾個月的工作,通過組態幾天就可以完成。 
  
  組態軟件是有專業性的。一種組態軟件只能適合某種領域的應用。組態的概念最早出現在工業計算機控制中。如DCS(集散控制系統)組態,PLC(可編程控制器)梯形圖組態。人機界面生成軟件就叫工控組態軟件。其實在其他行業也有組態的概念,人們只是不這么叫而已。如AutoCAD,PhotoShop,辦公軟件(PowerPoint)都存在相似的操作,即用軟件提供的工具來形成自己的作品,并以數據文件保存作品,而不是執行程序。組態形成的數據可視化只有其制造工具或其他專用工具才能識別。但是不同之處在于,工業控制中形成的組態結果是用在實時監控的。組態工具的解釋引擎,要根據這些組態結果實時運行。從表面上看,組態工具的運行程序就是執行自己特定的任務。 
  
  雖然說組態就是不需要編寫程序就能完成特定的應用。但是為了提供一些靈活性,組態軟件也提供了編程手段,一般都是內置編譯系統,提供類BASIC語言,有的甚至支持VB。 
    
  組態軟件的功能,現在的狀況及將來的發展趨勢。 
  
  1. 總的發展趨勢 
  
  組態軟件是工業應用軟件的一個組成部分,其發展受到很多因素的制約。歸根結底,應用的帶動對其發展起著最為關鍵的推動作用。 
  
  未來的傳感器、數據采集裝置、控制器的智能化程度越來越高,實時數據瀏覽和管理的需求日益高漲,有的買主甚至要求在自己的辦公室里監督定貨的制造過程。有的裝置直接內嵌“Web Server”,通過以太網就可以直接訪問過程實時數據。即使這樣,也不能認為不再需要組態軟件了。 
  
  用戶要求的多樣化,決定了不可能有哪一種產品囊括全部用戶的所有要求,直接用戶對監控系統人機界面的需求不可能固定為單一的模式,因此直接用戶的監控系統是始終需要“組態”和“定制”的。這就導致組態軟件不可能退出市場,因為需求是存在的。 
  
  類似OPC這樣的組織的出現,以及現場總線、尤其是工業以太網的快速發展,大大簡化了異種設備間互連、開發I/O設備驅動軟件的工作量。I/O驅動軟件也逐漸會朝標準化的方向發展。 
  
  2. 組態軟件功能的變遷 
  
  由單一的人機界面朝數據處理機方向發展,管理的數據量越來越大。最早的組態軟件用來支撐自動化系統的硬件。那時侯,硬件系統如果沒有組態軟件的支撐就很難發揮作用,甚至不能正常工作。現在的情況有了很大改觀。一方面軟件部分地與硬件發生分離,大部分自動化系統的硬件和軟件現在不是由同一個廠商提供,這樣就為自動化軟件的發展提供了可以充分發揮作用的舞臺。 
  
  實時數據庫的作用將進一步加強。實時數據庫存儲和檢索的是連續變化的過程數據,它的發展離不開高性能計算機和大容量硬盤,現在越來越多的用戶通過實時數據庫來分析生產情況、匯總和統計生產數據,作為指揮、決策的依據。 
  
  在最終用戶的眼里,組態軟件在一個自動化系統中發揮的作用逐漸增大,甚至有的系統就根本不能缺少組態軟件。這其中的主要原因是軟件的功能強大,用戶也存在普遍的需求,廣大用戶在廠家強大的宣傳攻勢面前逐漸認清了軟件的價值所在。
  
  3. 推動組態軟件發展的動力 
  
  需求是推動其發展的第一動力,市場會逐步擴大。組態軟件市場的崛起一方面為最終用戶節省了系統投資,另外也為用戶解決了實際問題。現在用戶購買組態軟件雖然也需要一定的投資,但是和以前相比,投資額得到了大大降低。使用組態軟件,用戶可以做到“花了少量的錢,辦成了大事情”。 
  
  中國的現代化建設正處于上升期,新項目的上馬、基礎設施的改造大量需要組態軟件,另一方面,傳統產業的改造、原有系統的升級和擴容也需要組態軟件的支撐。 
  
  社會信息化的加速是組態軟件市場增長的強大推動力。隨著經濟發展水平的提升,信息化社會將為組態軟件帶來更多的市場機會。 
  
  4. 用戶對組態軟件的需求變化 
  
  專用系統所占比例日益提高。組態軟件的靈活程度和使用效率是一對矛盾,雖然組態軟件提供了很多靈活的技術手段,但是在多數情況下,用戶只使用其中的一小部分,而使用方法的復雜化又給用戶熟悉和掌握軟件帶來的很多不必要的麻煩。這也是現在仍然有很多用戶還在自己用VB編寫自動化監控系統的主要原因。在有些應用領域,自動監控的目標及其特性比較單一(或可枚舉,或可通過某種模板自主定義、添加、刪除、編輯)且數量較多,用戶希望自動生成大部分自動監控系統,例如在電梯自動監控、動力設備監控、鐵路信號監控等應用系統。這種應用系統具有一些“傻瓜”型軟件的特征,用戶只需用組態軟件做一些系統硬件及其參數的配置,就可以自動生成某種特定模式的自動監控系統,如果用戶對自動生成的監控系統的圖形界面不滿意,還可以進行任意修改和編輯,這樣既滿足了用戶對簡便性的要求,又同時配備比較完善的編輯工具。 
  
  組態軟件應該向更多的應用領域拓展和滲透。目前的組態軟件均產生于過程工業自動化,很多功能沒有考慮其他應用領域的需求。例如:化驗分析(色譜儀、紅外儀等,包括在線分析)、虛擬儀器(例如LabView的口號是The Software is the Instrument)、測試(如測井、機械性能試驗、碰撞試驗等的數據記錄與回放等)、信號處理(如記錄和顯示輪船的航行數據:雷達信號、GPS數據、舵角、風速等)。這些領域大量地使用實時數據處理軟件,而且需要人機界面,但是由于現有組態軟件為這些應用領域考慮得太少,不能充分滿足系統的要求,因而目前這些領域仍然是專用軟件占統治地位。隨著計算機技術的飛速發展,組態軟件應該更多地總結這些領域的需求,設計出符合應用要求的開發工具,更好地滿足這些行業對軟件的需求,進一步減少這些行業在自動測試、數據分析方面的軟件成本,提高系統的開放程度。 
  
  嵌入式應用進一步發展,在過去的十年間,工業PC及其相關的數據采集、監控系統硬件的銷售額一直保持高額增長。工業PC的成長是因為軟件開發工具豐富,比較容易上手,而用戶接受工業PC的主要原因是一次性硬件成本得到了降低,但是后續的維護和升級費用明顯高昂,經常帶來一些間接損失。商品化嵌入式組態軟件可以有效地解決工業PC監控系統的工作效率、維護和升級等問題,徹底擺脫個人行為的束縛,使工業PC監控系統大踏步走入自動化系統高端市場。 
  
  5. 影響組態軟件發展的因素 
  
  軟件質量是影響產品發展的主要因素。在競爭不斷加劇的今天,企業規模、科研開發的投入量、質量體系建設情況等對組態軟件的質量影響甚大。 
  
  6. 未來技術走勢 
  
  很多新的技術將不斷地被應用到組態軟件當中,組態軟件裝機總量的提高會促進在某些專業領域專用版軟件的誕生,市場被自動地細分了。為此,一種稱為“軟總線”的技術將被廣泛采用。在這種體系結構下,應用軟件以中間件或插件的方式被“安裝”在總線上,并支持熱插拔和即插即用。這樣做的優點是:所有插件遵從統一標準,插件的專用性強,每個插件開發人員之間不需要協調,一個插件出現故障不會影響其他插件的運行。XML技術將被組態軟件廠商善加利用,來改變現有的體系結構,它的推廣也將改變現有組態軟件的某些使用模式,滿足更為靈活的應用需求。 
  
  7. 國際化及入世的影響 
  
  長期以來,中國的組態軟件市場都是由國外的產品占主角,中國本土的組態軟件進入國際市場還有很長的路要走,需要具有綜合優勢。中國的工程公司、自動化設備生產商在國際市場取得優勢對組態軟件進入國際市場也具有一定的推動作用。相信民族組態軟件的崛起是遲早的事情。 
  
  與其他軟件產品相比,云組態軟件和IT類軟件不同,有自己的特殊性,具有系統的概念,使用范圍也不是很廣,面臨的國際競爭沒有其他類似辦公軟件或操作系統那樣激烈,因此中國的本土軟件很容易崛起。但是畢竟我們是跟在國外產品的后面發展起來的,要想全面超過國外的競爭對手,就必須堅持走好自己的道路,盡量減少效仿,突出特色,以客戶需求為中心,積極創新。只有這樣,本土的軟件才能夠具有穩固的根基。