組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應該能支持各種工控設備和常見的通信協(xié)議，并且通常應提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡功能。

　　組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法，其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O產(chǎn)品，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統(tǒng)集成。

　　隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。

　　對應于原有的HMI（人機接口軟件，Human Machine Interface）的概念，組態(tài)軟件應該是一個使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領域的用戶通過手工或委托第三方編寫HMI應用，開發(fā)時間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進行數(shù)據(jù)交互，升級和增加功能都受到嚴重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構建一套最適合自己的應用系統(tǒng)。

　　組態(tài)軟件是有專業(yè)性的。一種組態(tài)軟件只能適合某種領域的應用。人機界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。其實在其他行業(yè)也有組態(tài)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(shù)據(jù)文件保存作品，而不是執(zhí)行程序。組態(tài)形成的數(shù)據(jù)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(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實時監(jiān)控的。組態(tài)工具的解釋引擎，要根據(jù)這些組態(tài)結(jié)果實時運行。從表面上看，組態(tài)工具的運行程序就是執(zhí)行自己特定的任務。

　　組態(tài)軟件開發(fā)的步驟

　　1、將所有I/O點的參數(shù)收集齊全，并填寫表格，以備在監(jiān)控組態(tài)軟件和PLC上組態(tài)時使用。

　　2、搞清楚所使用的I/O設備的生產(chǎn)商、種類、型號、使用的通信接口類型，采用的通信協(xié)議，以便在定義I/O設備時做出準確選擇。

　　3、將所有I/O點的I/O標識收集齊全，并填寫表格，I/O標識是唯一地確定一個I/O點的關鍵字，組態(tài)軟件通過向I/O設備發(fā)出I/O標識來請求其對應的數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下I/O標識是I/O點的地址或位號名稱。

　　4、根據(jù)工藝過程繪制、設計畫面結(jié)構和畫面草圖。

　　5、按照第一步統(tǒng)計出的表格，建立實時數(shù)據(jù)庫，正確組態(tài)各種變量參數(shù)。

　　6、根據(jù)第一步和第二步的統(tǒng)計結(jié)果，在實時數(shù)據(jù)庫中建立實時數(shù)據(jù)庫變量與I/O點的一一對應關系，即定義數(shù)據(jù)連接。

　　7、根據(jù)第四步的畫面結(jié)構和畫面草圖，組態(tài)每一幅靜態(tài)的操作畫面（主要是繪圖）。

　　8、將操作畫面中的圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫變量建立動畫連接關系，規(guī)定動畫屬性和幅度。

　　9、視用戶需求，制作歷史趨勢，報警顯示，以及開發(fā)報表系統(tǒng)。之后，還需加上安全權限設置。

　　10、對組態(tài)內(nèi)容進行分段和總體調(diào)試，視調(diào)試情況對軟件進行相應修改。

　　11、將全部內(nèi)容調(diào)試完成以后，對上位軟件進行最后完善（如：加上開機自動打開監(jiān)控畫面，禁止從監(jiān)控畫面推出等），讓系統(tǒng)投入正式（或試）運行。

　　組態(tài)軟件的設計實例

　　組態(tài)軟件是在工業(yè)自動化領域興起的一種新型的軟件開發(fā)工具，開發(fā)人員通常不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過硬件組態(tài)（硬件配置）、數(shù)據(jù)組態(tài)、圖形圖像組態(tài)等工作即可完成所需應用軟件的開發(fā)工作。在過程控制實驗裝置中，要實現(xiàn)鍋爐液位控制，以往采用儀表作為調(diào)節(jié)器，該儀表通過儀表面板的按鍵來改變參數(shù)值，沒有實時數(shù)據(jù)輸出曲線，故參數(shù)調(diào)節(jié)不方便，且系統(tǒng)的控制精度低。為了改變這種狀況，利用世紀星組態(tài)軟件開發(fā)了鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)，采用計算機采集、處理數(shù)據(jù)。根據(jù)世紀星的鍋爐液位實時曲線輸出，用滑動輸入塊改變參數(shù)的值，使系統(tǒng)輸出穩(wěn)定到設定值，從而提高了工作效率。該系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠、界面友好、可擴展性強。

　　監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設計過程：

　?。?）本人了解到蒸餾塔煉油系統(tǒng)主要包含兩個塔爐，由甲爐粗煉+乙爐精煉兩道工序構成，采取邊煉邊出成品油的煉油方式，為使兩均在最佳煉油液位煉油，其工作流程如下：

　　（2）確定點組態(tài)如下：甲爐液位YW1（模擬輸入）、乙爐液位YW2（模擬輸入）、控制閥門一、二開關INT1（數(shù)字輸入）、控制閥門三、四開關OUT1（數(shù)字輸入）、控制閥門五開關OUT2（數(shù)字輸入）、軟件監(jiān)控系統(tǒng)開關RUN。

　?。?）創(chuàng)建監(jiān)控中心后繪制監(jiān)控圖像如下圖，并對其進行動畫連接。

　　說明：圖中按鈕左鍵單擊實現(xiàn)其對應功能，“開始”——系統(tǒng)開始運行、“停止”——系統(tǒng)停止運行、“實時趨勢曲線”——轉(zhuǎn)到實時趨勢曲線窗口、“查看歷史報表”——轉(zhuǎn)到歷史報表窗口、“萬能報表”——轉(zhuǎn)到萬能報表窗口、“報警記錄”——轉(zhuǎn)到報警記錄窗口、“歷史趨勢”——轉(zhuǎn)到歷史趨勢窗口、“計量表”——顯示每次配送車裝載量、甲爐平衡液位游標——調(diào)節(jié)甲煉油爐最佳煉油液位、乙爐平衡液位游標——調(diào)節(jié)乙煉油爐最佳煉油液位、爐右上方綠色指示燈——高限液位報警指示。

　?。?）創(chuàng)建實時趨勢曲線窗口如下圖所示：

　　說明：橫軸顯示時間，縱軸顯示兩爐液位值，紅色曲線為甲爐液位，藍色曲線顯示乙爐液位曲線，左鍵單擊“返回”按鈕返回監(jiān)控中心窗口。

　?。?）創(chuàng)建歷史報表窗口如下圖所示：

　　說明：左鍵單擊“返回”按鈕返回到監(jiān)控中心窗口。

　　（6）創(chuàng)建萬能報表窗口如下圖所示：

　　說明：“報表時間：”顯示實時時間，“實時值”分別顯示甲乙爐液位值，“數(shù)值、-1秒、-2秒、-3秒、-4秒、-5秒、-6秒、-7秒、平均值、合計”分別顯示進入窗口當前、-1秒、-2秒、-3秒、-4秒、-5秒、-6秒和-7秒時甲乙爐的液位值以及它們的平均值和總和，左鍵單擊“返回”按鈕返回監(jiān)控窗口。

　?。?）創(chuàng)建報警記錄窗口如下圖所示：

　　說明：區(qū)域1顯示實時報警情況中，區(qū)域2顯示歷史報警記錄情況，區(qū)域3顯示各區(qū)域?qū)崟r和歷史報警情況，左鍵單擊“返回”按鈕返回到監(jiān)控窗口。其中包含全部記錄，有翻頁查看和確認功能。

　　（8）創(chuàng)建歷史趨勢窗口如下圖所示：

　　說明：橫軸顯示實時時間，縱軸顯示甲乙實時趨勢曲線，紅色的為甲爐的，黑色的為乙爐的，左鍵單擊“返回”按鈕返回到監(jiān)控窗口，拖動上方游標可查看各個時刻坐標值，雙擊窗口還可出現(xiàn)以下趨勢設置窗口：

　　3、設計心得和體會：

　　通過這次組態(tài)軟件設計，我掌握了組態(tài)軟件進行點組態(tài)、制作窗口、進行動畫連接、編寫腳本程序、制作各種報表、制作實時和歷史報警記錄以及調(diào)試運行項目等各種組態(tài)軟件開發(fā)操作。此外通過這次設計使我了解到組態(tài)軟件的強大功能以及其在各領域監(jiān)控系統(tǒng)中的應用。

　　4、個人建議：

　　我個人覺得老師應該減少一些理論課時，增加一些實驗課時，因為這門課程是側(cè)重于實際操作方面的。同時希望老師側(cè)重調(diào)解操作的難點和偏點，因為一些簡單的操作不用老師多講同學也能自學掌握。又或者多給一些用到特殊操作或活用的操作的例子，讓同學模仿學習。