技术组态软件应用管理论文

摘要:组态软件是数据采集监控系统的软件平台工具,是工业应用软件的一个重要部分,组态王是近年来工控领域中十分活跃的部分,它的出现为工控软件的设计注入了新的活力。随着我国工业的发展,大功率整流装置的应用日益广泛,设备的运行安全也越来越重要。为保证设备的可靠运行,必须对整流设备的运行状态进行全面的监控,以达到安全生产的目的。下面是小编为大家整理的《技术组态软件应用管理论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

技术组态软件应用管理论文 篇1：

组态软件在煤矿管控一体化信息平台中的应用

【摘要】管控一体化是我国煤矿未来的发展趋势。本文阐述了组态软件的核心技术及其在煤矿管控一体化信息集成技术中的重要应用，并给出了具体系统设计方案。

【关键词】管控一体化；组态软件；OPC

1.引言

煤矿管控一体化信息平台是在自动化基础上的信息化，通过推进矿井生产过程综合自动化，促进企业信息化，实现“生产过程自动化、安全监控数字化、企业管理信息化和信息管理集约化”，最终构建煤矿管控一体化的“三个统一平台”，使矿井在安全、生产、管理等各环节全面实现数字化，建立起一套完整的可“预测、预判、预控”，辅助矿方科学决策的直观系统，最终实现减员增效，全面提高企业效益。本文主要通过对组态软件的应用研究，实现对管理信息系统与过程自动化控制系统的衔接。

2.煤矿管控一体化与组态软件

管控一体化（也称MES）是处理ERP与现场控制层的中间层。管控一体化是以生产过程控制系统为基础，通过对企业生产管理、过程控制等信息的处理、分析、优化、整合、存储、发布，运用现代化企业生产管理模式建立覆盖企业生产管理与基础自动化的综合系统。煤矿管控一体化除了生产管理和过程控制外还有安全监测，是将三种系统融合在一起建立一个综合管理信息平台。组态软件起着中间桥梁的作用，将各种自动化系统和管理系统连接起来，从而打破信息孤岛，解决了当前工业企业信息化建设中的信息集成存在的难题。

3.组态软件简介

组态软件，又称组态监控软件系统软件。它是集COM/DCOM/ActiveX以及OPC技术等多种技术于一身，具有丰富的I/O设备接口，能与绝大多数控制装置相连的软件开发工台和开发环境。组态软件能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O设备、与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。组态软件在管控一体化中的位置如图1。

目前世界上有不少专业厂商包括专业软件公司和硬件厂商生产和提供各种组态软件产品。在国内比较著名的有北京亚控的KingView以及湖南视拓的CoreView，北京昆伦通态MCGS等，国外组态软件以美国Wonderware公司的Intouch和Intellution公司的iFIX为代表，另外还有一些硬件厂商提供的产品，如西门子的WinCC、AB公司的RsView等。

4.组态软件的核心技术

组态软件的核心技术是OPC技术。OPC全称是OLE for Process Control，它的出现为基于windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。OPC以OLE/COM/DCOM机制作为应用程序级的通信标准，采用客户/服务器（C/S）模式，把开发访问接口的任务放在硬件生产厂家或第三方厂家，以OPC服务器的形式提供给用户，解决了软、硬件厂商的矛盾，完成了系统的集成，提高了系统的开放性和可互操作性。

OPC技术的实现由两部分组成：OPC服务器程序部分及OPC客户应用程序部分。OPC服务器程序是一个典型的现场数据源程序，它收集现场设备数据信息，通过标准的OPC接口传送给OPC客户端应用；OPC客户应用程序是一个典型的数据接收程序，如人机界面软件（HMl）、数据采集与处理软件（SCADA）等，OPC客户应用程序通过OPC标准接口与OPC服务器通信，获取OPC服务器的各种信息，符合OPC标准的客户应用程序可以访问来自任何生产厂商的OPC服务器程序。

5.煤矿管控一体化中组态软件的方案设计

5.1 方案设计要求

在煤矿管控一体化中，组态软件对整个系统至关重要，组态软件的设计应满足以下要求：

1）系统应具有很高可靠性和可用性，基本做到不间断工作。

2）系统应具有可扩展性，系统输入/输出点位能够满足可采集无限个监控点；同时巡检周期符合行业规定（<20S）。

3）各个子系统除具有综合信息集成，同时还应具有独立控制的功能。

5.2 组态软件结构模式设计

传统的组态软件结构模式，多采用单层结构，在各工作站上安装组态软件，在各工作站上分别与控制层交换数据。以iFIX组态软件为例，其单层结构设计实现了三个工作站与控制层的数据交换，如图2所示。

单层结构模式结构简单，操作方便，但不易于扩展。随着信息量的增加，以及控制分站的增加，这种模式的通信，不可避免地会产生通信“瓶颈”现象。比如上面的单层结构系统，三个工作站直接与下层设备进行数据交换，这是一种基于物理层的连接，三个工作站同时与一个下层设备进行数据交换，就会出现通信拥塞现象，从而降低了数据传输的可靠性。随着控制分站的增加，可靠性会越来越低，严重时会出现通信中断。

1）双服务器操作系统为Windows 2003 Server，同时安装组态软件iFIX 3.5 se-rver。

2）工程师站操作系统为Windows 2000专业版，同时安装组态软件iFIX3.5开发版。

3）工作站操作系统为Windows 2000专业版，同时安装组态软件iFIX3.5运行版，工作站是可伸缩的，随系统的结构规模大小不同而不同。

4）现场设备以工业以太网的形式，通过OPC标准，和组态软件建立通信。

在组态软件iFIX3.5 SERVER主/备服务器对中，正常情况下主服务器与现场设备通信，采集实时数据源。备服务器对主服务器进行实时监视，当主服务器通信失败时，故障转移，备服务器接管主服务器，与现场设备进行通信，备/主服务器互换，即备用服务器成为主服务器，故障恢复后，主服务器成为备服务器进行实时监视。同时，iFIX3.5提供OPC服务器接口，为上层通用数据库提供实时数据源接口。

工程师站上的iFIX3.5开发版，通过TCP/IP与双服务器通信，开发监测和控制画面，同时把开发好的画面通过共享模式，发送到工作站上，在工作站上，操作员对通过对iFIX3.5运行版的操作，实现对各个监控子系统的操作，但因为整个服务器故障切换的时间很短，所以工作站上的操作几乎不受影响，尽管切换过程中，通信暂停。

任何一种设备只需要提供一种驱动就可以供任何软件系统使用，这样如果M类软件要使用N类硬件设备只需要开发N个驱动。每增加一个新的应用软件不需要另外开发硬件设备的驱动程序；增加一个新的硬件设备只需要为开发一个新设备的驱动程序。如图4所示，针对4种控制设备所完成的3个应用系统一共仅需要开发4种驱动程序，新增应用软件或者硬件设备可以轻松地扩展已有的系统。

组态软件通过与底层控制设备或现场仪表的通信，实现了对现场过程数据的实时采集，形成了专用的实时数据源。由于大多数管理应用软件都是以通用关系数据库作为共享数据源的，所以较好的方式就是把实时数据引入到通用关系数据库中，使工控系统以标准的格式实时开放过程数据，其它信息系统不必了解工控系统内核，而可以以通用的访问方式获取实时信息。

组态软件也具备了OPC接口并内嵌OPC Server。所以，一般的应用软件可以通过编写OPC的客户端访问程序，即可实时读写工业现场的数据，为了能让用户以直接访问数据库的方式得到实时数据，可以把多个异构的控制网络或监控系统的过程数据实时引入到一个数据库中，从而满足管控一体化的下列要求：1）高速的数据传送性能；2）基于分布式COM的安全性管理机制；3）开发成本的降低；4）实现具有高度柔软性功能的系统；5）实现具有高可靠性的系统。

6.可行性验证

在实验室环境下，搭建了以上述方案为基本模式的架构，但由于实验条件的限制，无法模拟真实现场，只能以个别数据点，来对其进行验证。本文以一个模拟量输入点（AI）和一个数字量输出点（DO）为例对现场进行模拟，以美国AB（Allen-Bradley）公司的Controllogix控制器为采集数据源，通过OPC驱动与组态软件iFIX服务器端建立实时通信，在服务器的过程控制数据库中进行数据点配置，定义一个模拟量输入点（AI）和一个数字量输出点，在iFIX开发版上进行画面开发，发布到运行版上，在运行版上进行模拟监控。主要设置如下：

1）iFIX服务器双机冗余配置：

因为iFIX的组态软件的节点名是数据采集点访问的标志，所以在服务器双机冗余配置上，双服务器应设置相同的逻辑节点名，这样就使得工程师站以及工作站直接访问服务器的逻辑节点，减少了开发难度，本例设为THISNODE，本地节点分别设置为SERVER1，SERVER2其中SERVER1为主，SERVER2为备。如图5、图6所示。

2）工程师站画面开发与工作站的运行：

在工程师站直接访问服务器逻辑节点，服务器数据库上有两个数据点，模拟输入量（AI）TEST_AI和数字输出量（DI）TEST_DO，AI直接在界面上显示实时值，可以通过对DO的量的编程，实现对Controllogix发送命令，以达到对现场的远程控制。开发好的画面，在工作站上进行运行。

7.结语

在煤矿管控一体化中，组态软件通过与底层控制设备或现场仪表的通信，实现了对现场过程数据的实时采集并对其进行远程集中监测与控制，同时，在其过程数据库中形成了专用的实时数据源，通过过程数据库实时数据对通用关系数据库的引入，作为管理应用软件的共享数据源，实现了对管控一体化的信息集成。

本文在对组态软件和OPC技术分析的基础上，提出了组态软件与控制层（现场设备）和管理层（管理系统）的通信方式，设计了煤矿管控一体化中组态软件的方案。以服务器（Server）、工作站（Client）、工程师站（developer）三层结构模式监控，避免了单层结构模式的通信“瓶颈”，同时设计了组态软件服务器双机的容错系统，从而提高了系统的可靠性。

参考文献

[1]韩朝晖.基于组态软件的矿井生产自动化系统的设计[J].工矿自动化，2010，36（11）：83-85.

[2]丁原，刘玉树，朱天焕.集群服务器技术综述[J].兵工自动化，2000（3）：10-13.

[3]欧金成，欧世乐，林德杰，彭备战.组态软件的现状与发展[J].工业控制计算机，2002，15（4）：1-5.

[4]陶曾杰，杨斌文.组态软件在运输机控制中应用[J].自动化软件，2004（1）：100-101.

[5]袁楚明，谱彦，周敬东，陈幼平，周组德.实时多任务工业监控组态软件的研究与开发[J].机械与电子，2004（2）：43-46.

[6]林跃，张彦武.OPC技术及其在工控组态软件中的应用[J].基础自动化，2001，8（2）：41-43.

[7]吴康.自动化控制软件和硬件的万能连接-OPC[J].世界元器件，2004（8）：54-57.

[8]王付坤.矿井综合信息集成系统的设计[J].工矿自动化，2011，37（8）：104-106.

作者简介：邵艳慧（1981—），男，江苏徐州人，助理工程师，主要从事资质管理工作。

作者：邵艳慧

技术组态软件应用管理论文 篇2：

基于组态软件的分布式计算机监控系统

摘要: 组态软件是数据采集监控系统的软件平台工具,是工业应用软件的一个重要部分,组态王是近年来工控领域中十分活跃的部分,它的出现为工控软件的设计注入了新的活力。随着我国工业的发展,大功率整流装置的应用日益广泛,设备的运行安全也越来越重要。为保证设备的可靠运行,必须对整流设备的运行状态进行全面的监控,以达到安全生产的目的。

关键词: 监控系统;组态王;整流装置

1 DCS系统与组态软件

组态软件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,能以灵活多样的组态方式(而不是编程方式)提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法,其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能,并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O设备,与高可靠的工控计算机和网络系统结合,可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口,进行系统集成。目前世界上有不少专业厂商包括专业软件公司和硬件/系统厂商生产和提供各种组态软件产品。

组态软件产品大约在80年代中期在国外出现,在中国也已有将近20年的历史。早在80年代未90年代初,有些国外的组态软件如ONSPEC、PARAGON等就开始进入中国市场。但组态软件在中国确确实实经历一段相当困难的时期。究其原因,大致有以下几点:

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。

随着工业控制系统应用的深入,在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时,人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式。对项目来说是费时费力、得不偿失的,同时,MIS(Management Information System,管理信息系统)和CIMS(Computer Integrated Manufacturing System,计算机集成制造系统)的大量应用,要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据,以便优化企业生产经营中的各个环节。因此,在1995年以后,组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。现代工业的飞速发展,生产装置的规模不断扩大,生产技术及工艺过程日趋复杂,对企业生产自动化和各种信息的集成要求也越来越高。在这种形势下,DCS系统(distributed control system,分布式控制系统)以它的高可靠性、高性能、分散控制、集中监视和管理功能以及合理的性价比而得到工业用户的青睐,并逐渐取代传统的模拟式控制仪表,在各领域大显身手。

DCS系统的这些性能在很大程度上依赖运行于其上的软件系统。以前的工业控制系统主要依靠软件专业人员通过编程实现的,工作量大得惊人。随着控制系统的发展,人们越来越重视系统的软件和配置功能,这是因为:

1)对于一般的DCS系统,尤其是中小型企业的低成本自动化系统,系统的结构框架基本固定,而要适合于不同企业复杂的工业过程,更多的要依靠软件的灵活性。组态软件提供了灵活的组态工具和模块,更适合于不同的工艺过程。

2)组态软件提供了良好的人机界面,它可提供各种图形工具,参数组态界面等,使系统功能易于实现,从而加快了系统开发速度,简化了编程工作。而且系统维护简单。

3)DCS系统软件直接影响系统的控制功能,而采用组态软件能够使得开发人员把更多的精力投入到对系统控制策略和算法的研究中去,以便实现最佳的控制方案。

4)组态软件提高了系统的可靠性。开发这种通用的软件工具一般都是由有实力的软件公司完成,且代码经过周密设计和严格测试,相对为某一特定系统编程要可靠得多。

因此,国内外的许多生产厂家和软件开发商纷纷开发各自的组态软件。而且自从90年代以来,工业自动化技术也随着4C技术——计算机、控制、通讯技术、显示器技术的迅猛发展。其中软件在工业自动化系统中所占的比重越来越大。工业软件作为“应用程序生成器”,集控制技术、人机界面技术、图形技术、数据库技术及网络技术于一身,在整个工业控制系统的设计与应用中已成为关键。所以,研究组态软件是有相当必要的,也是非常重要的。

作者：董朝晖

技术组态软件应用管理论文 篇3：

工控组态软件CIMPLICITY及应用

摘 要：工控组态软件CIMPLICITY作为工控组态软件家庭的新秀，凭借自身的高速性、低成本，维修费用低，在市场上占据了重要地位。为此，本文主要从以下方面针对工控组态软件CIMPLICITY及应用进行了简单分析。

关键词：工控组态软件；CIMPLICITY；应用

工控组态软件CIMPLICITY是开发具有自身特色、专用型、实时性的组态软件。组态软件市场在中国开始有较快的增长。因此，对工控组态软件CIMPLICITY及应用的探讨有其重要价值和意义。

1 研究背景

在工业控制技术不断发展与应用中，PC机的优势作用日加明显，其相关的优势主要体现在快速发展的技术，相关技术的成熟，较低的成本，丰富的硬件、软件资源，以及各个软件之间的相互操作性强，加上应该技术简单，易于学习和使用，使得PC技术在工业生产的应用渗透力极强，而在工控组态软件在其中发挥的作用不可忽视。

工控组态软件主要是利用系统软件所提供的工具，通过简单形象的组态，完成上位机与下位机之间的通信，实现数据报警、曲线绘制等功能。一般而言，在自动控制系统中，工控组态软件主要分为5个模块，具体如图1所示：

根据以上图示可以知道，在传感器接收到数据后，通过通信端口的扫描，将工业现场所传递来的数据存在数据库中，以方便于其他功能模块的使用和管理的需要，在工控组态软件系统中，所涉及的内容和设备品种相对较多，而软件出分别由不同的供应商所提供，而数据通信部分可以对其进行统一的管理和分配。而数据分配部分则作为一个反馈模块而应用，主要是将处理过的数据一一下达给测控对象，从而实现预期的控制。其中，工控基本处理部分则主要是一个后台操作模块，其主要的功能和作用就是与数据采集模块、数据分配模块、通信模块以及输入、输出模块联系起来，方便于程序和事件的处理。在整个系统中，这5个模块相互依赖、相互协调，共同形成一个开放式的控制系统。

2 CIMPLICITY组态软件

CIMPLICITY组态软件主要是GE公司所推出的一个软件家族，针对不同的工业环境开发了不同的软件版本，目前，其主要涉及到的产品有CIMPLICITY HMI PLANT EDITION，CIMPLICITY MACHINE EDITION等等，这些版本各有其特点和优点，但是从它们所提供的用户接口基本上相似，同时，各个版本所提供的实用工具也是通用的，CIMPLICITY组态软件是一个集成的开发环境，主要通过系统软件所提供的数据信息以及相关工具，将系统的所有资源通过资源管理器，进行简单、形象的组态，构建一个实时数据库，这样，既方便于完成用户之间的通信，而且有通过端口配置，实现数据报警等功能。

另外，CIMPLICITY组态软件还上述基础上，实现了图画功能，比如：在系统运行时，其通过某一些基本图形的提供，如折线、矩形、直线等，方便用户绘制一些简单图形，同时，它还有一个元件库，元件库中包括着油罐、仪表、指示灯等，这些都是常用的自动控制元件，其最大的功能和作用就是可以简化用户作图。该系统还可以支持图形文件格式，通过一些图形的插入，实现拆组的动态连接，并结合专用的绘图软件，采用OLE技术弥补CIMPLICITY在绘图方面的欠缺，一旦工程系统启动，打开进行实时监控。

3 CIMPLICITY的应用

在现代电力系统中，随着自动化技术、网络技术、通信技术等的发展和融合，智能化开关柜作为集控制、保护、通信、测量、PLC于一体的高技术产品，已经成为各类电力系统所不可缺少的一种设备。相对于传统的设备产品，其具有很强的优越性，不仅能够在恶劣的自然环境下安全、可靠、稳定工作，而且设备本身还具有很强的自检功能，一旦设备在发生异常，就会自动进行分析处理，包括设备内部出现升温、机构故障、电磁辐射等，系统会自动采集数据，并自行处理，这些技术和优点为电网运行的自动化、工业生产自动化奠定了良好的基础，智能化开关柜具体的模块示意图如图2所示：

如图3所示：传感器和变送器采集和接收数据后，经单片机和PLC将数据信息转换成数字信号，并且通过通信端口扫描，使得工业现场数据储存于数据库中，并传送到上位机，并由组态进行相关计算和判断，将数据再反馈到PLC，最后进行数据分配。

4 结语

总而言之，工控组态软件CIMPLICITY在工控领域的应用，是目前国际上广泛流行的一种集成化环境，通过硬件系统与软件系统的构成集成化系统，实现统一的管理和分配、预期的控制，不仅提高了系统的可靠性，而且提升了系统的成功率。

[参考文献]

[1]吴永贵.基于工控组态软件即时对话框的实现[J].实验技术与管理，2012（05）.

[2]阮文韬.基于组态软件的住宅小区停车场模拟控制系统设计[D].电子科技大学，2012.

作者：浦卓茜