工业自动化软件系统技术及其开展.docx

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1、工业自动化软件系统技术及其开展fenghy导语：本文从软件系统技术开展角度对此作某些讨论1引言随着计算机软硬件技术、信息技术与制造业工业技术的高速开展和企业信息化进程的推进，工业自动化系统变得越来越复杂，对自动化系统的要求也越来越高。在大型复杂系统中，如大型工业消费经过、计算机集成制造系统、工业流程对象控制系统等，具有多种形式的复杂性，在整体构造上表现为非线性、不确定性、无穷维、分布式及多层次等;在被处理信息上，表现为信号的不确定性、随机性和不完全性、图象及符号信息的混合等;在计算机上，表现为数目运算与逻辑运算的混合;随着治理的深化和细化，表现为治理方式的日渐扁平化等等，可见对复杂大系统不但在

2、系统辨识、分析、设计等方面与常规不同，更重要的是在系统建模、控制策略方面也有不同。设计系统着重点在于以全软件方式实现治理与控制的一体化。由于复杂系统构造复杂、变量诸多、信息交织，按什么原那么将大系统科学公道地分解为相对小的子系统，而子系统之间又怎样协调，才能保证系统的优化运行和控制，这些都是急待解决的热门问题，也是控制工程界热切关注的焦点，很多问题至今尚无定论。复杂大系统控制对工业自动化软件系统提出了越来越高的要求，因此怎样提供更加有效的先进软件系统受到广泛的关注。随着技术的进步，工业自动化软件技术正在向智能化、网络化和集成化方向飞速开展，复杂大系统在网络环境下运行、在网上实现复杂系统的优化控

3、制与治理已经不是遥遥无期，而是指日可待。本文从软件系统技术开展角度对此作某些讨论。2监控组态软件系统2.1组态软件的主要功能“监控是对被控经过的监视与控制，从工业自动化控制角度一般将监控软件称为工业组态软件或者组态控制软件。自20世纪80年度代初期诞生至今，组态软件已有20年度的开展历史。应该讲组态软件作为一种应用软件，是随着PC机的兴起而不断开展的。80年度代的组态软件，像Onspec、Paragon500、早期的FIX等都运行在DOS环境下，图形界面的功能不是很强。自1987年度Wonderware公司开发出第一套基于微软的Windows下的工业及经过自动化领域的人机视窗界面组态软件InT

4、ouch以来，以Intouch为代表的人机界面软件创始了Windows下运行工控软件的先河，并随作计算机硬软件技术的高速开展，使基于PC及其兼容机的组态软件的不管是功能和还是其性能都有了质的飞跃和进步。目前的InTouch作为一种典型的工业自动化组态软件，具有良好的实时性，更具有高性能的图形界面功能，因此Wonderware公司也因此称InTouch为经过可视化软件，这样命名也似乎更为确切。监控组态软件是面向监控与数据收集SupervisoryControlAndDataAcquisition，SCADA的软件平台工具，具有丰富的设置工程，使用方式灵敏，功能强大。监控组态软件最早出现时，HMI

5、HumanMachineInterface或者MMIManMachineInterface是其主要内涵，即主要解决人机交互图形界面问题。组态软件系统包含有实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据库接口、对I/O设备的驱动等内容。随着软件技术的开展，监控组态软件不断地被赋予新的内容，在社会信息化进程中将扮演越来越重要的角色，将来的开展前景特别看好。组态软件有以下主要功能。1采用图形化编辑设计技巧编程人员可采用拼图、搭积木和简单连线的方式构建人机交互界面。组态软件包含有设计开发图库，如各种模拟仪表、电动机、控制按钮等。编程人员可以以利用根本绘图工具自行设计图库和对象图元。在操纵和监控

6、的人机界面上，用相应于这些现场设备、检测装置和控制器的图元，代表和指示真实对象，就得到了现场消费设备运行的模拟图面。进而，通过对模拟现场图面上相应于对象的图元进展操纵，就可以实现对现场设备和控制器等的操纵和治理。这是组态软件的最大优点之一，它使编程和操纵非常直观，易于让具有不同知识背景和程度的人员都能承受。由上述分析可以看出，评价一种组态软件.优劣程度的一个重要标准是:该种软件的设计图库的大小和丰富性和图库中图元的直观代表性。2对实际监控对象实现状态迁移治理组态软件应用动画连接技术，将描绘现场对象的图元与一定的参数或者函数联络起来，形成映射关系。编程或者操纵人员通过对这些参数或者函数的编程和处

7、理，就可以实现对现场设备数据的收集、分析和处理，参数的传递是通过组态计算机与现场设备之间的输入和输出通道完成的，进而实现远程监测和控制，即状态治理。状态迁移的内容包括对象运动规律设置、运行状态监测和故障报警显示等。从应用角度看，对象参数的编辑和处理是被屏蔽的，用户对监控界面上的图元进展鼓励如通过计算机鼠标点击图元，也就是对该图元所对应的对象参数进展鼓励和设定，该对象参数按照编程预定的运算规律进展改变或者重定，并影响其它图元的对象参数同步改变，其结果是变化了的那些差数引起对应的图元发生变化或者激发其它一些图象信息到人机界面上，使用户知道操纵结果，进而确定下一步的操纵，这样就完成了人机交互。从设计

8、开发角度看，对象参数的编辑和处理是透明的，随时可以根据控制要求更改参数和运算规律，而且这种更改可以在人机监控界面上进展，如将人机监控界面设置为开发环境，通过计算机鼠标双击图元，就可以进入对象参数对话框进展编辑和修改。由此可以看出，组态软件对现场的监控和治理不仅继承了传统的汇编或者高级语言控制构造，而且极大地扩展了编程直观性，这是用户和编程人员都非常乐于承受的。3监控和治理对象更加形象化和深入化组态软件不仅能与其它常用编程语言开发工具一样，可以对对象参数进展设定，实时收集数据，编程参数算法，打印控制规律和结果，存储数据记录等，而且能很轻易地将上述功能和步骤形象化的表示出来，并且可以反映到人机界面

9、上供编程或者操纵人员直观分析和修改。如组态软件可以将实时收集数据以实时曲线的形式直观反映在监控界面上，对于历史和现时控制信息及结果同样可以以实时曲线图的形式直观反映在监控界面上。这样，人们可以采用高级知识库、智能控制和预测的方法，如图表法、二次曲线拟正当和回归预测法等来分析和处理输入输出参数及数据，进而到达对监控对象的更深入认识和把握状态、报警显示等。4实时开放性和互连操纵性好自动化软件大量采用标准化的互连技术，如OPC、DDE、ActiveX控件、COM/DCOM、ODBC、OLE-DB等，这样使其成为一自动化软件平台，具有良好的实时开放性和互连操纵性。组态软件采用ODBC开放式数据库互连技

10、术使对象参数可以分享或者为其它软件程序读取;应用DDE动态数据交换技术实现参数传递，如将经过对象参数链接到MICROEXCEL表格文件中，将对象参数变化实时反映到该表格文件中，同时对表格文件中相应数据处理后，结果返传给对应参数。这样就实现了组态软件和MICROEXCEL表格数据文件的互连操纵，进而发挥各自的技术上风以到达对现场系统的更好控制和治理;应用OLE对象链接与嵌入技术包容和扩展其它功能，如将MICROOFFICE办公软件嵌入组态软件操纵平台，便于操纵人员处理文本工作报告和报表，应用ActiveX技术将媒体播放软件嵌入组态软件操纵平台，实如今监控界面上看到闭路监控现场图象等;应用TCP/

11、IP协议将组态监控信息发布到Internet网络上，实现网络化治理和监控。5应用操纵平台开发周期短用组态软件设计制作监控操纵平台，防止了大量的源程序语言汇编及其调试工作。其图形化的直观性编程风格，大大缩短了编程开发周期，轻易知足实际工程建立的时间要求，而且在应用中在线修改和更新操纵平台也较轻易和快捷。然而，组态软件作为一种新兴的面向对象的工业自动化监控开发编程工具也在与时俱进，正在进一步研究改良进步，如对于不同的监控对象及环境，怎样平衡调节数据分享度和实时性要求;对于多线程并举的应用环境和对象，怎样知足各线程不同的实时性要求和防止数据冲突和阻塞;怎样解决网络远程控制的实时性和现场监控的实时性之

12、间的匹配问题等。2.2经过可视化软件的特点随着软件技术的开展，监控组态软件不断地被赋予新的内容，在社会信息化进程中将扮演越来越重要的角色，实时多任务是组态软件最突出的特点。例如，数据收集与输出、数据处理与算法实现、图形显示及人机对话、实时数据的存储、检索治理、实时通讯等。组态软件主要解决的问题是:1怎样在数据收集与控制设备间进展数据交换;2使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来;3处理数据报警及系统报警;4存储历史数据并支持历史数据的查询;5各类报表的生成和打印输出;6提供灵敏、多变的组态方式，以适应不同领域的需求;7与第三方软件程序的接口，以实现数据分享。组态软件可利用图形功能把

13、被控对象形象地画出来，再通过内部数据链接把被控对象的属性与I/O设备的实时数据进行逻辑连接。当由组态软件生成的应用系统投入运行后，I/O设备数据发生变化将会直接带动被控对象属性的变化。组态软件的实时数据库是一个开放式的数据平台，可以使治理者得到现场设备运行的所有实时数据，并实行统一治理。此外，组态软件还能根据历史趋势分析，进展优化控制和调度决策。2.3监控组态软件的作用组态软件是工业自动化软件系统的基石，是实现控制网络与信息网络集成的关键之一，通过组态软件开放的接口技术，将实时数据库与现场设备数据互联，进而为系统提供综合全面的信息和数据。监控组态软件是一种控制系统开发工具，用户可根据应用对象及

14、控制任务的要求，通过简单形象的组态，利用组态软件提供的工具，以“搭积木的方式灵敏配置、组合各功能模块，构成用户应用软件。“组态的概念是伴随着集散控制系统DistributedControlSystem，DCS的出现才开场被广阔的消费经过自动化技术人员所熟悉的。如今的组态软件实际上就是早期每个DCS厂商在DCS中预装的应用软件，但一直没有人给出明确的定义，只是将使用这种应用软件设计生成目的应用系统的经过称为“组态Config或者“做组态。组态的概念最早来自英文Configuration，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进展配置，到达让计算机或者软件按照预先配置Configuration

15、自动执行任务的目的，以知足使用者的要求。工业企业是一个复杂的大系统，按照开展新型工业和企业信息化的要求，自动化应该是集治理和控制于一体的，它包含低层的控制与高层次的治理的自动化。人们经常把高层次的控制称为治理，而把低层次的治理称为控制。对低层的控制而言，其控制任务主要由物理系统设备完成。企业信息化对系统的自动化程度提出了更高的要求，它包含了企业资源方案系统ERP从Internet网上承受订货，由企业工厂消费执行系统MES完成产品消费直至合格产品出厂将产品送到用户的全经过，涵盖了从传感器开场到整个系统优化运行的全部低层控制及高层治理。企业物料流、信息流、资金流、人才流等的流向和流量随企业的功能、

16、规模、产品特性等的不同，其复杂程度差异很大，怎样使这类复杂大系统优化运行，以获取最正确的社会经济效益是人们期望的目的。为保证整个控制经过或者系统中的所有有用的实时状态信息不沉淀、流失，便于实现实时协调，加强对上层决策的辅助支持，各工作站均应该用统一人机图形用户界面，统一信息平台，克制“自动化孤岛、“信息孤岛现象，实现管控一体化的无缝集成，其中起关键作用的就是监控组态软件。要充分发挥信息在低层控制和高层治理决策中的主导作用，对监控软件系统的选择必须给于足够的重视，否那么企业信息化的目的是难以实现的。2.4一般监控组态软件的局限性从20世纪80年度代后国内新建和改建与技术改造工程中的自动化系统根本

17、上都是采用国外进口的组态级工控软件，如典型的有美国Wonderware公司InTouch，美国Intellution软件公司开发的Fix和iFix，德国西门子公司的WinCC，俄罗斯Adastra科技公司的Tracemode组态软件等，直至20世纪90年度代中期，国内一些软件公司在消化吸收国外组态软件根底上也开发了一些工控组态软件产品，典型的如北京亚控软件公司的组态王“KingsView，北京昆仑通态自动化公司的MCSG等等，这些软件投放市场对我国实现企业根底自动化作出过重要奉献，其共同优点是:采用图形化编程设计技巧、对实际监控对象实现状态转移治理、使监控和治理对象更加形象化和深入化、系统实时

18、开放性和互连操纵性较好，应用操纵平台开发周期短等，仅从监控层面考虑问题，在图形及组态方案、数据点治理、网络功能、通讯功能、加锁设计等方面尽管各有侧重点，但根本上都能知足用户的要求。值得留意的是，假如从更高治理层次考虑问题，要实现工业自动化系统的管控一体化、企业信息化却面临严重问题，面对的很可能是一个又一个的“信息孤岛、“自动化孤岛，很难将“孤岛的信息资源加以整合集成，缺乏统一的控制、数据、信息平台支持，这正是目前工业企业复杂大系统根底自动化和企业信息化面临的主要问题。怎样在保护现有投运系统资源的前提下，适当增加软件系统支持以提升和改造原系统，使企业实现信息化，以适应改造和提升传统产业和企业产品

19、构造调整的需要，是控制工程界普遍关注的问题。在探究信息资源充分利用方案和途径时，由于受到系统所选择组态软件功能的限制，施行起来都因“通讯协议“软接口等瓶颈问题而止步，这在诸多企业中是屡见不鲜的，这给系统集成带来不少困难，对此一般监控组态软件厂商似乎对“通讯软接口瓶颈问题重视程度还有所不够。2.5经过可视化软件的最新开展为了将讨论的问题详细化，现以最具有代表意义的经过可视化软件为了例，如InTouch9.5HMI提供显著的增强，进而带来运行和工程消费率两方面的明显提升。这样一来，使用InTouch9.5软件的工厂人员将会从可以让他们的工作更快捷、更简单的新功能中获益。此外，进步的软件开发功能可以

20、大幅度降低用在创立、更改和部署应用程序上的时间和精力。在运行消费率方面的功能增强包括:提示条;鼠标控制;先进的报警分析;运行期间的语言切换。提示条,9.5版本为操纵员提供指导进而帮助工厂人员更快速地理解他们正在查看的应用程序的信息。鼠标控制，这些新的控制为那些使用鼠标访问他们的应用程序的人员提供额外的功能。先进的报警分析工具,内建在InTouch软件中，这些功能可以使报警信息的分析更加快速和完好。运行期间的语言切换,用户在运行期间可以动态地切换语言。工程消费率进步方面的增强包括:在智能符号技术下的新的开发图形挪动及缩放和人工的图形定位功能;内建的简单的I/O冗余配置;额外的键盘选择;缺省的字体

21、设置。在智能符号技术下的新开发，这些新的增强可以更快速地创立和额外地定制基于图形的模板。内建的简单I/O冗余配置，这个功能允许快速地配置第二个通讯效劳器，使I/O无法连接到第一个效劳器时可以自动切换。挪动及缩放和人工图形定位功能，图形的细节可通过轻松点击和“橡皮筋缩放选项、人工图形定位和挪动功能。额外的键盘选项，9.5版本包括一个新的“区域键盘，可以使用户用当地的语言的相关字符查看他们的键盘，同时有一个新的选项允许调整屏幕上的键盘尺寸。缺省的字体设置，用户可以即时改变缺省字体，然后在整个应用程序应用这种新的和TrueType字体。InTouch9.5软件为应用程序的用户和开发人员提供大量新的功

22、能，同时可以得到开发消费率和性能方面的显著进步。提示条，当一个用户鼠标滑过一个应用中包含有提示条的对象时、围绕该对象形成一个光环，让用户知道他们可以访问有关这个对象的更多的信息。提示条可以提供静态的信息，例如该按钮控制什么、或一个动态的快照信息，例如槽罐液位。静态和动态的提示条对于在一个窗口中流畅地显示大量的图形都是非常有用的，同时非常方便地让操纵员解析到屏幕上有关对象的额外信息。鼠标控制，新的先进的鼠标控制可以使用户针对不同的鼠标点击选项添加功能。这大大扩展了用户可以获得的有关一个对象的信息量，同时无需占用有价值的屏幕空间。先进的报警分析工具，InTouch9.5HMI新的先进的报警分析工具

23、可以使用户:方便地在帕累托图中分析报警;在导航树中查看有组织的报警;更快地查询报警;配置两个节点的报警热备份;可以按照标记进展排序配置“无数据信息;命名数据库。这些先进的报警功能可以大大帮助和显著进步运行的消费率。运行期间的语言切换，语言障碍可以使工厂人员完全地理解应用信息变得困难。然而，InTouch9.5HMI的新的运行期间语言切换功能可以使用户在运行的时候切换语言显示。例如，假如显示的主要文本是美国英语，在运行的时候操纵员可以点击按钮看到另外一种语言的信息，比方日语、西班牙语或英式英语。这样一来，标准的应用可以由以下的人员进展访问:把握不同语言的多个操纵员，多国家的多工厂的人员同时进展访

24、问;全球的开发人员如今都可以用他们的母语来进展故障排查。内建的简单I/O冗余切换简单配置的I/O冗余切换功能可以在第一个效劳器需要维护或无法使用时，非常方便地配置一个备份的通讯效劳器。这样，工厂人员可以:消除与通讯效劳器有关的单点故障;对第一个效劳器施行常规的维护。此外，简单配置的I/O冗余切换功能进步了实时信息的可靠性和依靠性。智能符号增强，InTouch9.5软件中智能符号的新的增强可以使用户:调整模板大小并在整个应用中自动应用这些变更;在窗口内将显示的图形直接地创立成智能符号;区分智能符号和常规的图形，更新的智能符号功能可以大大地降低应用创立、更改和部署的时间和精力。挪动缩放/人工的图形

25、定位，应用程序的开发人员可以凭借InTouch软件的WindowMakerTM图形编辑程序中这个新的轻松点击的挪动/缩放功能来突出需要准确细节的区域，并同时查看整个图形窗口。他们在屏幕上制作图形时还可以使用窗口坐标，这可以在精力大大降低的同时实现准确图形的应用程序开发。额外的键盘选项，除了标准的InTouch键盘以外，InTouch9.5软件还包括两个新的屏幕键盘。开发人员可以使用新的MicrosoftWindows键盘，它可以是区域键盘因此可以使国际用户用他们的母语查看含有所有文字和字符的屏幕键盘。开发人员还可以使用新的InTouch键盘来调整屏幕上键盘大小。这两个新的键盘以最合适用户环境的

26、方式在应用中交互施行。缺省字体设置，开发人员可以即时地改变缺省的字体进而在整个应用中的按钮和文本中应用新的和TrueType类型的字体。额外的功能，密码域的支持，平安已被更新和增强，进而开发人员可以限制不祈望的信息访问。密码可以被加密，进而可以降低在客户端和服务器计算机之间的网络拦截的时机。这个功能使用户获得未受权的访问的可能性降到最小。密码的字符还可以被回显以便可以确认字符输入。Hotlink增强，具有动画功能的图形和ActiveX控件可以显示一个围绕对象的“晕轮，它可以按照对象的外形进展显示。通过这个晕轮和按照对象的外形显示功能可以使开发人员将动画添加到复杂对象的不同的局部。用户只需用鼠标

27、滑过对象直到选择他们需要的局部，然后点开它展开更多的信息。更新的WindowsXP外观，按钮、复选框、单项选择框和栏标题等已经更新到新的用户友好的WindowsXP外观。InTouch9.5软件可显著进步运行效率和明显地进步工程消费率。3工业自动化软件技术的开展目前在国外，很多兴旺国家及有些开展中国家普遍采用美国Wonderware工业自动化软件套件技术，根据用户需求构建系统，实现对复杂工业大系统的控制与治理。例如，在20世纪90年度代印度最大的TISCO钢铁公司采用美国Wonderware工业自动化软件系统套件技术实现了直接与ERP通讯，从Internet上直接承受用户订单后，通过消费执行系

28、统MES把总公司和职能部门、分厂、车间直至各条消费线都采用统一的控制、数据和信息平台纳入治理，系统开发周期短，系统开发和运行、维护本钱低，由于软件组件套件技术可方便地实现系统的无缝集成，可靠性高，实现了从承受订单、原材料订购、产品消费、直至把产品运送到用户手中的全公司统一的自动化监控与信息化治理，效率极高。美国Wonderware公司的软件套装组件系统是工业界第一个集成的工业自动化软件包FactorySuite,它从根本上改变了人们的传统观念和在制造行业存在了多年度的从上到下的信息流形式。除了上述核心组件外，还有IndustrialSQL数据分析工具，SCADAlarm企业级的/报警系统等等。

29、总之Wonderware的FactorySuite是套装的软件组件系统，可以根据需要选配组件模块使系统实现无缝集成，给企业信息化提供了完好的解决方案。如在钢铁行业中，采用美国Wonderware的I/OSever技术和InSQLServer技术，建立统一的控制、数据、信息平台，效果极好，可施行建立产品流转动态跟踪系统实现从原材料到成品的全线动态跟踪，建立消费信息动态治理系统，实现消费方案、消费调度、库房包括原料、半成品库、热处理、成品库治理、消费作业和经过治理、合同治理、质量治理、工艺规程在线指导子系统、生产信息动态查询、统计、分析治理等，由于治理与控制都是动态实现、没有最先进的软件技术支撑和

30、可以无缝集成的软件套件组件搭建系统，很难想象研发工作量有多大，成功率有多高，真正意义上的CIMS系统能否实现。近年度来工业自动化软件技术在多个方面都有了长足的开展，其中十分值得关注的是系统开发环境和系统构架方面的新进展。集成开发环境IDE通过应用组件实现工程重用，IndustrialApplicationServer的组件对象体系构造可以显著地进步消费力。组件对象模型有利于开发代表工厂设备的可重用的应用对象。在FactorySuiteIDE内部建立的应用对象包含与自动化设备有关的所有必要的元素，例如历史参数、标记、报警与事件、文档、脚本、平安和通讯参数。可以建立、复制和部署一个可重用组件的模板

31、库，进步快速应用软件开发才能。每个组件模板支架变化传播特性，因此，一个元素的改变可以自动地被传播到所有受影响的组件或者选择的组件，节省了珍贵的工程时间和本钱。工厂模型体系构造用户可以把预先设计的应用对象变成利用最正确惯例和公司的工程标准的模板。获得灵敏的应用对象可以包含代表物理工厂设备监控自动化策略或者更高级别的消费策略的知识和应用代码。模板库可以把应用工程变成一个装配经过，而不是一种程序编制工作，因此可以显著进步不同工程的消费率。IDE是一个多开发者环境，它支持公司利用他们的工程资源，在一个工程上分配多名工程师。IDE通过利用高效率的注册/注销经过支持多开发人员，它为每个应用程序组件提供了一

32、种历史记录审核跟踪机制，包括用户标识符、时期与时间戳、和关于变化的具体的摘要信息。由于应用配置信息保存在一个核心工程库SQLServer数据库中，因此可以对整个应用进展版本控制。注册/注销经过允许工程师在旅行或分开现场时随身携带组件，为他们提供了最大的灵敏性。IASIndustrialApplicationServer将工业自动化应用程序的开发设计消费力与可伸缩性带入了一个新纪元。它提供了全新的一层实时数据获取、报警与事件治理、数据处理效劳及协作开发功能，这些功能从最底层开场就是针对用于工业自动化应用程序而设计的。IAS是简化分布式自动化应用程序开发、部署、维护及治理的一种根底架构，它是建立在

33、Invensys的ArchestrATM架构根底上的新软件组件。全面的ArchestrA工厂自动化与信息架构从一开场就设计为利用最新软件技术延长传统系统的使用寿命。不管自动化应用程序是用在离散制造业、消费工厂、远程SCADA操纵、公共事业，还是用在这些运营类型的任何组合中，ArchestrA架构均能将其涵盖在内。IAS建立在ArchestrA架构上，明显的上风在于:分布式点到点架构;一个全球联网的域名空间;集成化历史、脚本、报警及平安机制;直观的多用户开发环境;基于组件的工厂与应用模型;符合21CFRPart11标准要求;对用户而言可显著降低工程本钱;降低拥有本钱;响应迅速、能适应成长需要;坚

34、决不移的开放性。它为简化分布式自动化应用的开发、部署、维护与治理提供了根底。IAS提供了新一级的实时数据获取、报警与事件治理、数据操纵效劳、和协作工程才能，这些才能从一开场就是专门为工业自动化应用设计的，使制造厂家、OEM和系统集成商SI可以显著降低自动化系统的工程、购置和维护费用，同时，用户可以灵敏建造自动化系统,增强了对新的需求的响应才能。IAS是建立在Invensys的ArchestrA体系构造之上的一个强大的新应用平台。综合性的ArchestrA工厂自动化与信息体系构造从一开场就被设计为利用最新的软件技术延长传统系统的寿命。不管是装配制造厂、制炼厂、远程SCADA运转、公用事业或这些业

35、务营运类型的任何组合中的自动化应用，以ArchestrA为根底的体系构造都可以胜任。从系统层次考虑，最近的工业自动化软件系统正利用先进的软件技术朝着集成化、网络化、平台化、综合治理等方向开展。1工业自动化软件的集成化以前的工业自动化软件已经考虑到对设备和多系统的集成观点，但是集成的范围往往集中在对部分系统或者分厂系统，而没有考虑更大范围的集成，而新的自动化软件系统已经考虑到大范围、区域性和全厂级的系统集成，提供总体的集成解决方案。2工业自动化软件的网络化随着数据的分散性和网络的多样性，工业自动化软件系统的信息正朝着信息总线的方向开展，信息总线的方式改变了过去需要将数据集中收集和处理的观念，相当

36、于在数据监控层铺设了一条信息总线，各个子系统只要挂接在该信息总线上，就可以实现各个系统间的互相通讯，实现了全分布的监控系统。比方基于WonderwareFactorySuiteA2构建的监控系统，就是通过在整个系统中部署在每台电脑中的Platform进展信息交互。由于工业自动化软件间的信息交互越来越多，需要在单台机器上实现对多台机器上的软件系统进展集中远程治理的功能，因此网络化的治理也是自动化软件的开展方向。目前多家国内外的工业自动化软件企业就实现了网络治理，比方Wonderware公司基于微软治理控制台MMC技术的系统治理控制台SMCSystemManagementConsole就可以实现对

37、数据收集软件、日志文件、部署的对象等实现集中的远程治理。3工业自动化软件中面向对象技术的应用面向对象方法包括封装性、继承性、多态性等特点,这些特点使面向对象方法在软件领域得到迅速的开展，在工业自动化领域，很多控制对象同样具有面向对象技术中的“对象属性，也引起了人们的留意，控制工程师和控制软件开发人员也试图将面向对象的技术应用到工业自动化领域，但目前根本上仍停留在针对某个控制系统的软件设计和控制软件的软件设计中，这些都讲明面向对象的技术可以应用在工业自动化领域，但没有真正将面向对象技术应用到控制系统的整体系统设计中。这就是要将面向对象的技术上风引入到整个自动化系统的设计之中，而不是简单的停留在某

38、个详细的软件设计之中的。总之，传统的面向功能的设计方法集中在控制系统的部分，围绕某个功能的实现为主线，而在嵌入面向对象技术的自动化软件平台WonderwareIndustrialApplicationServer上，采用面向对象思想设计监控系统，要充分发挥面向对象技术的封装性、继承性的上风，同时采用抽象对象的方法来对待整个监控系统的组成。Wonder-ware公司推出了一款嵌入面向对象技术的新产品WonderwareIndustrialApplicationServer。该产品充分发挥了面向对象的技术上风，提供了供自动化工程师选择使用的多个根底模板，将程序中的面向对象技术屏蔽掉，只需要经过客户

39、化的配置和扩展即可以知足工业自动化系统的设计和规划工作，进而使工程师从简单复杂耗时的程序模块设计中解放出来，将主要的精力集中在系统控制模型和控制算法上，大大缩短了工业自动化系统的设计和上线时间，并进步了系统的重用性。4工业自动化软件系统的平台化在工业自动化软件系统的开展经过中，由于涉及到多种功能的实现，因此在20世纪80年度代末期和20世纪90年度代，根据模块功能的区别，实现了软件系统的模块化。而由于工业自动化系统设计的范围及广度的增加，需要一个统一的平台软件，实现各个功能的统一运行。国内外大的工业自动化软件企业都将自己的模块化软件统一运行在自己的平台之上，而且该平台具有高度的开放性和扩展性，

40、相关厂商的产品就可以在该平台上进展开发。5工业自动化软件系统的综合治理化目前各个工业自动化软件厂商不仅是为企业提供监控功能软件的厂商，而且能根据工业现场的要求，提供丰富的治理软件，向着工业自动化解决方案厂商的转变。他们为企业提供了资产治理、质量、批次治理等丰富的软件。而且随着企业信息化的推进，目前都在积极提供为企业ERP进展数据支撑的MES解决方案。最明显的就是不少厂商推出了基于S95标准的MES解决方案，比方Wonderware公司的消费事件模块PEMProductionEventsModule就是遵循S95标准的消费效能跟踪治理的解决方案。在工业自动化软件支持的数据点数、处理才能和可伸缩性

41、或者扩展性等方面，都有明显的开展和进步。厂商考虑越来越多的是系统随时间推移而增值和延长工程的生命周期，从整体上进步系统建立的投资回报率。4工业自动化软件系统的应用实例电厂外围系统是电厂消费和经营治理的重要环节，但相对于机炉控制而言，其运行方式比拟简单，根本都是就地独立控制。1运行人员投入多，本钱太高;2由于位置分散，间隔集控室较远，给系统的运行、维护和治理带来很多困难。因此，采用先进的网络控制技术，实现所有外围系统集中控制，不仅可以在很多方面解决系统设计和设备存在的问题，而且将为构建统一的企业网，实现管控一体化创造一个良好的根底。下面以笔者在某电厂外围设备集中监控系统中的施行方案为例，介绍应用

42、Wonderware的工业自动化软件FactorySuite套件实现的火电厂辅助设备计算机实时监控系统。理论证实该方案从设计到施行都获得了良好的效果。4.1计算机实时监控系统所需监控的子系统对象某实时监控系统由以下子系统对象构成:1化学补给水控制系统;2凝聚水精处理控制系统;3汽水取样及加药系统;4输煤系统;5净水站系统;6循环水泵房系统;7工业水泵房系统;8燃油泵房系统。固然各子系统部署分散，但综合起来，其数据收集和控制现场设备是由三类由多台SCHNEIDERMODICON的QUANTUM系列PLC、AB公司的Conlogix系列控制器和一个基于Modbus的远程I/O组构成。4.2监控系统

43、构造鉴于上述电厂各外围系统子系统的详细情况，根据各子系统发布情况和各系统的I/O规模，设计了4个现场I/OServer,与上位机通过网络施行集中监控。应用InSQL建立实时数据库系统，应用InTouch开发建立分类的图形画面监控工作站，应用ActiveFactory建立相应的数据分析客户端，应用SuiteVoyager软件建立基于图形画面监控工作站现场和数据分析客户端的工业实时信息图形门户，施行厂内平安级别内的B/S构造的远程工业实时信息监视，方便与电厂企业ERP系统互连，其系统构造如图1所示。4.3系统软件系统软件监控画面采用层次型构造设计，各子系统之间很轻易切换，直观反映现场工况，且便于操

44、纵人员使用，简洁、直观、功能完善是它的最大特点。采用层次型结构便于操纵人员完成多个子系统的准确切换，防止由于系统构造繁琐造成的误操纵。各子系统也采用相近的功能菜单，切换方便，功能完善，在同一幅主画面内可完成多项操纵功能。监控系统包括系统画面生成、事故追忆系统、各种曲线显示和打印、各种报表生成等。监控画面要符合电厂监控系统人机界面的设计风格，按照分级阅读、逐级细化的原那么设计画面，采用弹出式窗口、下拉式菜单等多种符合Windows标准的设计手段实现画面的切换和显示，单个画面的工艺流程、信息显示包括运行参数、状态、故障情况等和各种曲线要布局公道、生动，色彩柔和。事故追忆系统包括所有进入控制系统的事件如参数、反应等和控制系统本身发生的事件如卡件或者通讯故障等，所有I/O点均可以曲线的形式显示，为实现系统运行在线分析、诊断提供丰富的数据资源。5完毕语尽管工业自动化系统变得越来越复杂，对自动化软件系统的要求也越来越高，但是工业自动化系统软件技术正在快速开展，越来越先进的新系统技术给解决复杂大系统的优化控制与实现治理扁平化提供了强大的技术后援，鼓舞人们去解决一个又一个的技术难题。上述讨论的问题，是作者多年度从事工程理论的一些认识，不知是否恰当。