工业自动化软件系统技术及其发展22919.docx

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1、工业自动化软件系统技术及其发展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发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，如大型工业生产过程、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，在整体结构上表现为非线性、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，表现为数量运算与逻辑运算的混合;随着管理的深化和细化，表现为管理方式的日渐扁平化等等，可见对复杂大系统不但在系统辨识、分析、设计等方面与常规不同，更重要的是在系统建

2、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管理与控制的一体化。由于复杂系统结构复杂、变量众多、信息交错，按什么原则将大系统科学合理地分解为相对小的子系统，而子系统之间又如何协调，才能保证系统的优化运行和控制，这些都是急待解决的热点问题，也是控制工程界热切关注的焦点，许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，因此如何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发展，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制与管理已经不是遥遥无期，而是指日可待。本文从软件系统技术

3、发展角度对此作某些探讨。2 监控组态软件系统2.1 组态态软件的主要要功能“监控控”是对被控控过程的监视视与控制，从从工业自动化化控制角度一一般将监控软软件称为工业业组态软件或或组态控制软软件。自200世纪80年年代初期诞生生至今，组态态软件已有220年的发展展历史。应该该说组态软件件作为一种应应用软件，是是随着PC机机的兴起而不不断发展的。880年代的组组态软件，像像Onspeec、Parragon 500、早早期的FIXX等都运行在在DOS环境境下，图形界界面的功能不不是很强。自自1987年年Wondeerwaree公司开发出出第一套基于于微软的Wiindowss下的工业及及过程自动化化领

4、域的人机机视窗界面组组态软件InnTouchh以来，以IIntoucch为代表的的人机界面软软件开创了WWindowws下运行工工控软件的先先河，并随作作计算机硬软软件技术的高高速发展，使使基于PC及及其兼容机的的组态软件的的不管是功能能和还是其性性能都有了质质的飞跃和提提高。目前的的InTouuch作为一一种典型的工工业自动化组组态软件，具具有良好的实实时性，更具具有高性能的的图形界面功功能，因而WWonderrware公公司也因此称称InTouuch为过程程可视化软件件，这样命名名也似乎更为为确切。监控控组态软件是是面向监控与与数据采集(Superrvisorry Conntrol And

5、 DData AAcquissitionn，SCADDA)的软件件平台工具，具具有丰富的设设置项目，使使用方式灵活活，功能强大大。监控组态态软件最早出出现时，HMMI(Humman Maachinee Inteerfacee)或MMII(Man Machiine Innterfaace)是其其主要内涵，即即主要解决人人机交互图形形界面问题。组组态软件系统统包含有实时时数据库、实实时控制、SSCADA、通通讯及联网、开开放数据库接接口、对I/O设备的驱驱动等内容。随随着软件技术术的发展，监监控组态软件件不断地被赋赋予新的内容容，在社会信信息化进程中中将扮演越来来越重要的角角色，未来的的发展前景十

6、十分看好。组组态软件有以以下主要功能能。(1) 采用图图形化编辑设设计技巧编程程人员可采用用拼图、搭积积木和简单连连线的方式构构建人机交互互界面。组态态软件包含有有设计开发图图库，如各种种模拟仪表、电电动机、控制制按钮等。编编程人员也可可以利用基本本绘图工具自自行设计图库库和对象图元元。在操作和和监控的人机机界面上，用用相应于这些些现场设备、检检测装置和控控制器的图元元，代表和指指示真实对象象，就得到了了现场生产设设备运行的模模拟图面。从从而，通过对对模拟现场图图面上相应于于对象的图元元进行操作，就就可以实现对对现场设备和和控制器等的的操作和管理理。这是组态态软件的最大大优点之一，它它使编程和

7、操操作非常直观观，易于让具具有不同知识识背景和水平平的人员都能能接受。由上上述分析可以以看出，评价价一种组态软软件.优劣水水平的一个重重要标准是:该种软件的的设计图库的的大小和丰富富性以及图库库中图元的直直观代表性。(2) 对实际际监控对象实实现状态迁移移管理组态软软件应用动画画连接技术，将将描述现场对对象的图元与与一定的参数数或函数联系系起来，形成成映射关系。编编程或操作人人员通过对这这些参数或函函数的编程和和处理，就可可以实现对现现场设备数据据的采集、分分析和处理，参参数的传递是是通过组态计计算机与现场场设备之间的的输入和输出出通道完成的的，从而实现现远程监测和和控制，即状状态管理。状状态

8、迁移的内内容包括对象象运动规律设设置、运行状状态监测和故故障报警显示示等。从应用用角度看，对对象参数的编编辑和处理是是被屏蔽的，用用户对监控界界面上的图元元进行激励(如通过计算算机鼠标点击击图元)，也也就是对该图图元所对应的的对象参数进进行激励和设设定，该对象象参数依照编编程预定的运运算规律进行行改变或重定定，并影响其其它图元的对对象参数同步步改变，其结结果是变化了了的那些差数数引起对应的的图元发生变变化或激发其其它一些图象象信息到人机机界面上，使使用户知道操操作结果，从从而确定下一一步的操作，这这样就完成了了人机交互。从从设计开发角角度看，对象象参数的编辑辑和处理是透透明的，随时时可以根据控

9、控制要求更改改参数和运算算规律，而且且这种更改可可以在人机监监控界面上进进行，如将人人机监控界面面设置为开发发环境，通过过计算机鼠标标双击图元，就就可以进入对对象参数对话话框进行编辑辑和修改。由由此可以看出出，组态软件件对现场的监监控和管理不不仅继承了传传统的汇编或或高级语言控控制结构，而而且极大地扩扩展了编程直直观性，这是是用户和编程程人员都非常常乐于接受的的。(3) 监控和和管理对象更更加形象化和和深刻化组态态软件不仅能能与其它常用用编程语言开开发工具一样样，可以对对对象参数进行行设定，实时时采集数据，编编程参数算法法，打印控制制规律和结果果，存储数据据记录等，而而且能很容易易地将上述功功

10、能和步骤形形象化的表示示出来，并且且可以反映到到人机界面上上供编程或操操作人员直观观分析和修改改。如组态软软件可以将实实时采集数据据以实时曲线线的形式直观观反映在监控控界面上，对对于历史和现现时控制信息息及结果同样样可以以实时时曲线图的形形式直观反映映在监控界面面上。这样，人人们可以采用用高级知识库库、智能控制制和预测的方方法，如图表表法、二次曲曲线拟合法和和回归预测法法等来分析和和处理输入输输出参数及数数据，从而达达到对监控对对象的更深刻刻认识和把握握状态、报警警显示等。(4) 实时开开放性和互连连操作性好自自动化软件大大量采用标准准化的互连技技术，如OPPC、DDEE、ActiiveX控件

11、件、COM/DCOM、OODBC、OOLE-DBB等，这样使使其成为一自自动化软件平平台，具有良良好的实时开开放性和互连连操作性。组组态软件采用用ODBC(开放式数据据库互连)技技术使对象参参数能够共享享或为其它软软件程序读取取;应用DDDE(动态数数据交换)技技术实现参数数传递，如将将过程对象参参数链接到MMICRO EXCELL表格文件中中，将对象参参数变化实时时反映到该表表格文件中，同同时对表格文文件中相应数数据处理后，结结果返传给对对应参数。这这样就实现了了组态软件和和MICROO EXCEEL表格数据据文件的互连连操作，从而而发挥各自的的技术优势以以达到对现场场系统的更好好控制和管理

12、理;应用OLLE(对象链链接与嵌入)技术包容和和扩展其它功功能，如将MMICRO OFFICCE办公软件件嵌入组态软软件操作平台台，便于操作作人员处理文文本工作报告告和报表，应应用ActiiveX技术术将媒体播放放软件嵌入组组态软件操作作平台，实现现在监控界面面上看到闭路路监控现场图图象等;应用用TCP/IIP协议将组组态监控信息息发布到Innterneet网络上，实实现网络化管管理和监控。(5) 应用操操作平台开发发周期短用组组态软件设计计制作监控操操作平台，避避免了大量的的源程序语言言汇编及其调调试工作。其其图形化的直直观性编程风风格，大大缩缩短了编程开开发周期，容容易满足实际际工程建设的

13、的时间要求，而而且在应用中中(在线)修修改和更新操操作平台也较较容易和快捷捷。然而，组态软件件作为一种新新兴的面向对对象的工业自自动化监控开开发编程工具具也在与时俱俱进，正在进进一步研究改改进提高，如如对于不同的的监控对象及及环境，如何何平衡调节数数据共享度和和实时性要求求;对于多线线程并举的应应用环境和对对象，如何满满足各线程不不同的实时性性要求以及避避免数据冲突突和阻塞;如如何解决网络络远程控制的的实时性和现现场监控的实实时性之间的的匹配问题等等。 2.2 过程程可视化软件件的特点随着着软件技术的的发展，监控控组态软件不不断地被赋予予新的内容，在在社会信息化化进程中将扮扮演越来越重重要的角

14、色，实实时多任务是是组态软件最最突出的特点点。例如，数数据采集与输输出、数据处处理与算法实实现、图形显显示及人机对对话、实时数数据的存储、检检索管理、实实时通讯等。组组态软件主要要解决的问题题是:(1) 如何在数数据采集与控控制设备间进进行数据交换换;(2) 使来自设备备的数据与计计算机图形画画面上的各元元素关联起来来;(3) 处理数据报报警及系统报报警;(4) 存储历史史数据并支持持历史数据的的查询;(55) 各类报报表的生成和和打印输出;(6) 提提供灵活、多多变的组态方方式，以适应应不同领域的的需求;(77) 与第三三方软件程序序的接口，以以实现数据共共享。组态软软件可利用图图形功能把被

15、被控对象形象象地画出来，再再通过内部数数据链接把被被控对象的属属性与I/OO设备的实时时数据进行逻逻辑连接。当当由组态软件件生成的应用用系统投入运运行后，I/O设备数据据发生变化将将会直接带动动被控对象属属性的变化。组组态软件的实实时数据库是是一个开放式式的数据平台台，可以使管管理者得到现现场设备运行行的所有实时时数据，并实实行统一管理理。此外，组组态软件还能能根据历史趋趋势分析，进进行优化控制制和调度决策策。2.3 监控控组态软件的的作用组态软软件是工业自自动化软件系系统的基石，是是实现控制网网络与信息网网络集成的关关键之一，通通过组态软件件开放的接口口技术，将实实时数据库与与现场设备数数据

16、互联，从从而为系统提提供综合全面面的信息和数数据。监控组态软件是是一种控制系系统开发工具具，用户可根根据应用对象象及控制任务务的要求，通通过简单形象象的组态，利利用组态软件件提供的工具具，以“搭积积木”的方式式灵活配置、组组合各功能模模块，构成用用户应用软件件。“组态”的的概念是伴随随着集散控制制系统(Diistribbuted Contrrol Syystem，DDCS)的出出现才开始被被广大的生产产过程自动化化技术人员所所熟悉的。现现在的组态软软件实际上就就是早期每个个DCS厂商商在DCS中中预装的应用用软件，但一一直没有人给给出明确的定定义，只是将将使用这种应应用软件设计计生成目标应应用

17、系统的过过程称为“组组态(Connfig)”或或“做组态”。组组态的概念最最早来自英文文Confiigurattion，含含义是使用软软件工具对计计算机及软件件的各种资源源进行配置，达达到让计算机机或软件按照照预先配置(Confiigurattion)自自动执行任务务的目的，以以满足使用者者的要求。工业企业是一个个复杂的大系系统，按照发发展新型工业业和企业信息息化的要求，自自动化应该是是集管理和控控制于一体的的，它包含低低层的控制与与高层次的管管理的自动化化。人们常常常把高层次的的控制称为管管理，而把低低层次的管理理称为控制。对对低层的控制制而言，其控控制任务主要要由物理系统统设备完成。企企业

18、信息化对对系统的自动动化程度提出出了更高的要要求，它包含含了企业资源源计划系统EERP从Innterneet网上接受受订货，由企企业(工厂)生产执行系系统(MESS)完成产品品生产直至合合格产品出厂厂将产品送到到用户的全过过程，涵盖了了从传感器开开始到整个系系统优化运行行的全部低层层控制及高层层管理。企业业物料流、信信息流、资金金流、人才流流等的流向和和流量随企业业的功能、规规模、产品特特性等的不同同，其复杂程程度差异很大大，如何使这这类复杂大系系统优化运行行，以获取最最佳的社会经经济效益是人人们期望的目目标。为保证证整个控制过过程(或系统统)中的所有有有用的实时时状态信息不不沉淀、流失失，便

19、于实现现实时协调，加加强对上层决决策的辅助支支持，各工作作站均应该用用统一人机图图形用户界面面，统一信息息平台，克服服“自动化孤孤岛”、“信信息孤岛”现现象，实现管管控一体化的的无缝集成，其其中起关键作作用的就是监监控组态软件件。要充分发发挥信息在低低层控制和高高层管理决策策中的主导作作用，对监控控软件系统的的选择必须给给于足够的重重视，否则企企业信息化的的目标是难以以实现的。2.4 一般般监控组态软软件的局限性性从20世纪800年代后国内内新建和改建建与技术改造造项目中的自自动化系统基基本上都是采采用国外进口口的组态级工工控软件，如如典型的有美美国Wondderwarre公司InnTouch

20、h，美国Inntelluution软软件公司开发发的Fix和和iFix，德德国西门子公公司的WinnCC，俄罗罗斯Adasstra科技技公司的TTrace mode组组态软件等，直直至20世纪纪90年代中中期，国内一一些软件公司司在消化吸收收国外组态软软件基础上也也开发了一些些工控组态软软件产品，典典型的如北京京亚控软件公公司的组态王王“Kinggs Vieew”，北京京昆仑通态自自动化公司的的MCSG等等等，这些软软件投放市场场对我国实现现企业基础自自动化作出过过重要贡献，其其共同优点是是:采用图形形化编程设计计技巧、对实实际监控对象象实现状态转转移管理、使使监控和管理理对象更加形形象化和深

21、刻刻化、系统实实时开放性和和互连操作性性较好，应用用操作平台开开发周期短等等，仅从监控控层面考虑问问题，在图形形及组态方案案、数据点管管理、网络功功能、通信功功能、加锁设设计等方面尽尽管各有侧重重点，但基本本上都能满足足用户的要求求。值得注意意的是，如果果从更高管理理层次考虑问问题，要实现现工业自动化化系统的管控控一体化、企企业信息化却却面临严峻问问题，面对的的很可能是一一个又一个的的“信息孤岛岛”、“自动动化孤岛”，很很难将“孤岛岛”的信息资资源加以整合合集成，缺乏乏统一的控制制、数据、信信息平台支持持，这正是目目前工业企业业复杂大系统统基础自动化化和企业信息息化面临的主主要问题。如如何在保

22、护现现有投运系统统资源的前提提下，适当增增加软件系统统支持以提升升和改造原系系统，使企业业实现信息化化，以适应改改造和提升传传统产业和企企业产品结构构调整的需要要，是控制工工程界普遍关关注的问题。在在探索信息资资源充分利用用方案和途径径时，由于受受到系统所选选择组态软件件功能的限制制，实施起来来都因“通信信协议”“软软接口”等瓶瓶颈问题而止止步，这在众众多企业中是是屡见不鲜的的，这给系统统集成带来不不少困难，对对此一般监控控组态软件厂厂商似乎对“通通信软接口”瓶瓶颈问题重视视程度还有所所不够。2.5 过程程可视化软件件的最新发展展为了将讨论论的问题具体体化，现以最最具有代表意意义的过程可可视化

23、软件为为了例，如IInToucch9.5 HMI提供供显著的增强强，从而带来来运行和工程程生产率两方方面的明显提提升。这样一一来，使用IInToucch9.5软软件的工厂人人员将会从可可以让他们的的工作更快捷捷、更简单的的新功能中获获益。此外，提提高的软件开开发功能可以以大幅度降低低用在创建、更更改和部署应应用程序上的的时间和精力力。在运行生产率方方面的功能增增强包括:提提示条;鼠标标控制;先进进的报警分析析;运行期间间的语言切换换。提示条, 9.5版版本为操作员员提供指导从从而帮助工厂厂人员更快速速地理解他们们正在查看的的应用程序的的信息。鼠标标控制，这些些新的控制为为那些使用鼠鼠标访问他们

24、们的应用程序序的人员提供供额外的功能能。先进的报报警分析工具具,内建在IInToucch软件中，这这些功能可以以使报警信息息的分析更加加快速和完整整。运行期间间的语言切换换,用户在运运行期间可以以动态地切换换语言。工程生产率提高高方面的增强强包括:在智智能符号技术术下的新的开开发图形移动动及缩放和人人工的图形定定位功能;内内建的简单的的I/O冗余余配置;额外外的键盘选择择;缺省的字字体设置。在在智能符号技技术下的新开开发，这些新新的增强可以以更快速地创创建和额外地地定制基于图图形的模板。内内建的简单II/O冗余配配置，这个功功能允许快速速地配置第二二个通讯服务务器，使I/O无法连接接到第一个服

25、服务器时能够够自动切换。移移动及缩放和和人工图形定定位功能，图图形的细节可可通过轻松点点击和“橡皮皮筋”缩放选选项、人工图图形定位以及及移动功能。额额外的键盘选选项，9.55版本包括一一个新的“区区域”键盘，可可以使用户用用当地的语言言的相关字符符查看他们的的键盘，同时时有一个新的的选项允许调调整屏幕上的的键盘尺寸。缺缺省的字体设设置，用户可可以即时改变变缺省字体，然然后在整个应应用程序应用用这种新的和和True Type字字体。InTouchh9.5软件件为应用程序序的用户和开开发人员提供供大量新的功功能，同时可可以得到开发发生产率和性性能方面的显显著提高。提提示条，当一一个用户鼠标标滑过一

26、个应应用中包含有有提示条的对对象时、围绕绕该对象形成成一个光环，让让用户知道他他们可以访问问有关这个对对象的更多的的信息。提示示条可以提供供静态的信息息，例如该按按钮控制什么么、或者一个个动态的快照照信息，例如如槽罐液位。静静态和动态的的提示条对于于在一个窗口口中流畅地显显示大量的图图形都是非常常有用的，同同时非常方便便地让操作员员了解到屏幕幕上有关对象象的额外信息息。鼠标控制制，新的先进进的鼠标控制制可以使用户户针对不同的的鼠标点击选选项添加功能能。这大大扩扩展了用户可可以获得的有有关一个对象象的信息量，同同时无需占用用有价值的屏屏幕空间。先先进的报警分分析工具，IInToucch9.5 H

27、MI新的的先进的报警警分析工具可可以使用户:方便地在帕帕累托图中分分析报警;在在导航树中查查看有组织的的报警;更快快地查询报警警;配置两个个节点的报警警热备份;可可以按照标记记进行排序配配置“无数据据”信息;命命名数据库。这这些先进的报报警功能可以以大大帮助和和显著提高运运行的生产率率。运行期间的语言言切换，语言言障碍可以使使工厂人员完完全地理解应应用信息变得得困难。然而而，InToouch9.5 HMII的新的运行行期间语言切切换功能可以以使用户在运运行的时候切切换语言显示示。例如，如如果显示的主主要文本是美美国英语，在在运行的时候候操作员可以以点击按钮看看到另外一种种语言的信息息，比如日语

28、语、西班牙语语或者英式英英语。这样一一来，标准的的应用可以由由以下的人员员进行访问: 掌握不同同语言的多个个操作员，多多国家的多工工厂的人员同同时进行访问问;全球的开开发人员现在在都可以用他他们的母语来来进行故障排排查。内建的的简单I/OO冗余切换简简单配置的 I/O冗余余切换功能可可以在第一个个服务器需要要维护或者无无法使用时，非非常方便地配配置一个备份份的通讯服务务器。这样，工工厂人员可以以:消除与通通讯服务器有有关的单点故故障;对第一一个服务器实实施常规的维维护。此外，简简单配置的II/O冗余切切换功能提高高了实时信息息的可靠性和和依赖性。智智能符号增强强，InToouch9.5软件中智

29、智能符号的新新的增强可以以使用户:调调整模板大小小并在整个应应用中自动应应用这些变更更;在窗口内内将显示的图图形直接地创创建成智能符符号;区分智智能符号和常常规的图形，更更新的智能符符号功能可以以大大地降低低应用创建、更更改和部署的的时间和精力力。移动缩放放/人工的图图形定位，应应用程序的开开发人员可以以凭借InTTouch软软件的WinndowMaakerTMM图形编辑程程序中这个新新的轻松点击击的移动/缩缩放功能来突突出需要精确确细节的区域域，并同时查查看整个图形形窗口。他们们在屏幕上制制作图形时还还可以使用窗窗口坐标，这这可以在精力力大大降低的的同时实现精精确图形的应应用程序开发发。额外

30、的键键盘选项，除除了标准的IInToucch键盘以外外，InToouch9.5软件还包包括两个新的的屏幕键盘。开开发人员可以以使用新的MMicrossoft WWindowws键盘，它它可以是区区域键盘因因而可以使国国际用户用他他们的母语查查看含有所有有文字和字符符的屏幕键盘盘。开发人员员还可以使用用新的InTTouch键键盘来调整屏屏幕上键盘大大小。这两个个新的键盘以以最适合用户户环境的方式式在应用中交交互实施。缺缺省字体设置置，开发人员员可以即时地地改变缺省的的字体从而在在整个应用中中的按钮和文文本中应用新新的和Truue Typpe类型的字字体。额外的的功能，密码码域的支持，安安全已被更

31、新新和增强，从从而开发人员员可以限制不不希望的信息息访问。密码码可以被加密密，从而可以以降低在客户户端和服务器器计算机之间间的网络拦截截的机会。这这个功能使用用户获得未授授权的访问的的可能性降到到最小。密码码的字符还可可以被回显以以便可以确认认字符输入。HHotlinnk增强，具具有动画功能能的图形和AActiveeX控件可以以显示一个围围绕对象的“晕晕轮”，它可可以按照对象象的形状进行行显示。通过过这个晕轮和和按照对象的的形状显示功功能可以使开开发人员将动动画添加到复复杂对象的不不同的部分。用用户只需用鼠鼠标滑过对象象直到选择他他们需要的部部分，然后点点开它展开更更多的信息。更更新的Winn

32、dows XP外观，按按钮、复选框框、单选框和和栏标题等已已经更新到新新的用户友好好的Winddows XXP外观。IInToucch9.5软软件可显著提提高运行效率率和明显地提提高工程生产产率。3 工业自动动化软件技术术的发展 目目前在国外，很很多发达国家家及有些发展展中国家普遍遍采用美国WWonderrware工工业自动化软软件套件技术术，根据用户户需求构建系系统，实现对对复杂工业大大系统的控制制与管理。例例如，在200世纪90年年代印度最大大的TISCCO钢铁公司司采用美国WWonderrware工工业自动化软软件系统套件件技术实现了了直接与ERRP通信，从从Interrnet上直直接接

33、受用户户订单后，通通过生产执行行系统(MEES)把总公公司和职能部部门、分厂、车车间直至各条条生产线都采采用统一的控控制、数据和和信息平台纳纳入管理，系系统开发周期期短，系统开开发和运行、维维护成本低，由由于软件组件件套件技术可可方便地实现现系统的无缝缝集成，可靠靠性高，实现现了从接受订订单、原材料料订购、产品品生产、直至至把产品运送送到用户手中中的全公司统统一的自动化化监控与信息息化管理，效效率极高。美美国Wondderwarre公司的软软件套装组件件系统是工业业界第一个集集成的工业自自动化软件包包Factoory Suuite,它它从根本上改改变了人们的的传统观念以以及在制造行行业存在了多

34、多年的从上到到下的信息流流模式。除了了上述核心组组件外，还有有Indusstriall SQL数数据分析工具具，SCADDAlarmm企业级的电电话/报警系系统等等。总总之Wondderwarre的Facctory Suitee是套装的软软件组件系统统，可以根据据需要选配组组件模块使系系统实现无缝缝集成，给企企业信息化提提供了完整的的解决方案。如如在钢铁行业业中，采用美美国Wondderwarre的I/OO Seveer技术和IInSQL Serveer技术，建建立统一的控控制、数据、信信息平台，效效果极好，可可实施建立产产品流转动态态跟踪系统实实现从原材料料到成品的全全线动态跟踪踪，建立生产

35、产信息动态管管理系统，实实现生产计划划、生产调度度、库房(包包括原料、半半成品库、热热处理、成品品库)管理、生生产作业和过过程管理、合合同管理、质质量管理、工工艺规程在线线指导子系统统、生产信息息动态查询、统统计、分析管管理等，由于于管理与控制制都是动态实实现、没有最最先进的软件件技术支撑和和可以无缝集集成的软件套套件组件搭建建系统，很难难想象研发工工作量有多大大，成功率有有多高，真正正意义上的CCIMS系统统能否实现。近年来工业自动动化软件技术术在多个方面面都有了长足足的发展，其其中特别值得得关注的是系系统开发环境境和系统构架架方面的新进进展。集成开开发环境(IIDE)通过过应用组件实实现工

36、程重用用，Induustriaal Appplicattion SServerr的组件对象象体系结构可可以显著地提提高生产力。组组件对象模型型有利于开发发代表工厂设设备的可重用用的应用对象象。在FacctorySSuite IDE内部部建立的应用用对象包含与与自动化设备备有关的所有有必要的元素素，例如历史史参数、标记记、报警与事事件、文档、脚脚本、安全和和通信参数。可可以建立、复复制和部署一一个可重用组组件的模板库库，提高快速速应用软件开开发能力。每每个组件模板板支架变化传传播特性，因因此，一个元元素的改变可可以自动地被被传播到所有有受影响的组组件或选择的的组件，节省省了宝贵的工工程时间和成成

37、本。工厂模模型体系结构构用户可以把把预先设计的的应用对象变变成利用最佳佳惯例和公司司的工程标准准的模板。获获得灵活的应应用对象可以以包含代表物物理工厂设备备监控自动化化策略或更高高级别的生产产策略的知识识和应用代码码。模板库可可以把应用工工程变成一个个装配过程，而而不是一种程程序编制工作作，因而可以以显著提高不不同项目的生生产率。IDDE是一个多多开发者环境境，它支持公公司利用他们们的工程资源源，在一个项项目上分配多多名工程师。IIDE通过利利用高效率的的注册/注销销过程支持多多开发人员，它它为每个应用用程序组件提提供了一种历历史记录审核核跟踪机制，包包括用户标识识符、时期与与时间戳、以以及关

38、于变化化的详细的摘摘要信息。由由于应用配置置信息保存在在一个核心项项目库(SQQL Serrver数据据库)中，因因此可以对整整个应用进行行版本控制。注注册/注销过过程允许工程程师在旅行或或者离开现场场时随身携带带组件，为他他们提供了最最大的灵活性性。 IAS(Inndustrrial AAppliccationn Servver)将工工业自动化应应用程序的开开发设计生产产力与可伸缩缩性带入了一一个新纪元。它它提供了全新新的一层实时时数据获取、报报警与事件管管理、数据处处理服务及协协作开发功能能，这些功能能从最底层开开始就是针对对用于工业自自动化应用程程序而设计的的。IAS是是简化分布式式自动

39、化应用用程序开发、部部署、维护及及管理的一种种基础架构，它它是建立在IInvenssys的 AArchesstrATMM架构基础上上的新软件组组件。全面的的 ArchhestrAA工厂自动化化与信息架构构从一开始就就设计为利用用最新软件技技术延长传统统系统的使用用寿命。不管管自动化应用用程序是用在在离散制造业业、生产工厂厂、远程 SSCADA操操作、公共事事业，还是用用在这些运营营类型的任何何组合中，AArchesstrA架构构均能将其涵涵盖在内。IIAS建立在在ArcheestrA架架构上，明显显的优势在于于:分布式点点到点架构;一个全球联联网的域名空空间;集成化化历史、脚本本、报警及安安全

40、机制;直直观的多用户户开发环境;基于组件的的工厂与应用用模型;符合合21 CFFR Parrt 11规规范要求;对对用户而言可可显著降低工工程成本;降降低拥有成本本;响应迅速速、能适应成成长需要;坚坚定不移的开开放性。它为为简化分布式式自动化应用用的开发、部部署、维护与与管理提供了了基础。IAAS提供了新新一级的实时时数据获取、报报警与事件管管理、数据操操作服务、以以及协作工程程能力，这些些能力从一开开始就是专门门为工业自动动化应用设计计的，使制造造厂家、OEEM和系统集集成商(SII)能够显著著降低自动化化系统的工程程、购买和维维护费用，同同时，用户可可以灵活建造造自动化系统统,增强了对对新

41、的需求的的响应能力。IIAS是建立立在Inveensys 的ArchhestrAA 体系结构构之上的一个个强大的新应应用平台。综综合性的ArrchesttrA 工厂厂自动化与信信息体系结构构从一开始就就被设计为利利用最新的软软件技术延长长传统系统的的寿命。不论论是装配制造造厂、制炼厂厂、远程SCCADA运转转、公用事业业或者这些业业务营运类型型的任何组合合中的自动化化应用，以AArchesstrA为基基础的体系结结构都能够胜胜任。从系统层次考虑虑，最近的工工业自动化软软件系统正利利用先进的软软件技术朝着着集成化、网网络化、平台台化、综合管管理等方向发发展。(1) 工业自自动化软件的的集成化以前

42、前的工业自动动化软件已经经考虑到对设设备和多系统统的集成观点点，但是集成成的范围往往往集中在对局局部系统或分分厂系统，而而没有考虑更更大范围的集集成，而新的的自动化软件件系统已经考考虑到大范围围、区域性以以及全厂级的的系统集成，提提供总体的集集成解决方案案。(2) 工业自自动化软件的的网络化随着着数据的分散散性以及网络络的多样性，工工业自动化软软件系统的信信息正朝着信信息总线的方方向发展，信信息总线的方方式改变了过过去需要将数数据集中采集集和处理的观观念，相当于于在数据监控控层铺设了一一条信息总线线，各个子系系统只要挂接接在该信息总总线上，就可可以实现各个个系统间的相相互通讯，实实现了全分布布

43、的监控系统统。比如基于于Wondeerwaree FacttorySuuiteA22构建的监控控系统，就是是通过在整个个系统中部署署在每台电脑脑中的Plaatformm进行信息交交互。由于工工业自动化软软件间的信息息交互越来越越多，需要在在单台机器上上实现对多台台机器上的软软件系统进行行集中远程管管理的功能，因因此网络化的的管理也是自自动化软件的的发展方向。目目前多家国内内外的工业自自动化软件企企业就实现了了网络管理，比比如Wondderwarre公司基于于微软管理控控制台(MMMC)技术的的系统管理控控制台SMCC(Systtem Maanagemment CConsolle)就可以以实现对

44、数据据采集软件、日日志文件、部部署的对象等等实现集中的的远程管理。(3) 工业自自动化软件中中面向对象技技术的应用面面向对象方法法包括封装性性、继承性、多多态性等特点点,这些特点点使面向对象象方法在软件件领域得到迅迅速的发展，在在工业自动化化领域，很多多控制对象同同样具有面向向对象技术中中的“对象”属属性，也引起起了人们的注注意，控制工工程师和控制制软件开发人人员也试图将将面向对象的的技术应用到到工业自动化化领域，但目目前基本上仍仍停留在针对对某个控制系系统的软件设设计和控制软软件的软件设设计中，这些些都说明面向向对象的技术术可以应用在在工业自动化化领域，但没没有真正将面面向对象技术术应用到控

45、制制系统的整体体系统设计中中。这就是要要将面向对象象的技术优势势引入到整个个自动化系统统的设计之中中，而不是简简单的停留在在某个具体的的软件设计之之中的。总之之，传统的面面向功能的设设计方法集中中在控制系统统的局部，围围绕某个功能能的实现为主主线，而在嵌嵌入面向对象象技术的自动动化软件平台台Wondeerwaree Induustriaal Appplicattion SServerr上，采用面面向对象思想想设计监控系系统，要充分分发挥面向对对象技术的封封装性、继承承性的优势，同同时采用抽象象对象的方法法来看待整个个监控系统的的组成。Woonder- waree公司推出了了一款嵌入面面向对象技

46、术术的新产品Wondeerwaree Induustriaal Appplicattion SServerr。该产品充充分发挥了面面向对象的技技术优势，提提供了供自动动化工程师选选择使用的多多个基础模板板，将程序中中的面向对象象技术屏蔽掉掉，只需要经经过客户化的的配置以及扩扩展即可以满满足工业自动动化系统的设设计和规划工工作，从而使使工程师从简简单复杂耗时时的程序模块块设计中解放放出来，将主主要的精力集集中在系统控控制模型以及及控制算法上上，大大缩短短了工业自动动化系统的设设计和上线时时间，并提高高了系统的重重用性。(4) 工业自自动化软件系系统的平台化化在工业自动动化软件系统统的发展过程程中

47、，由于涉涉及到多种功功能的实现，因因此在20世世纪80年代代末期和200世纪90年年代，根据模模块功能的区区别，实现了了软件系统的的模块化。而而由于工业自自动化系统设设计的范围及及广度的增加加，需要一个个统一的平台台软件，实现现各个功能的的统一运行。国国内外大的工工业自动化软软件企业都将将自己的模块块化软件统一一运行在自己己的平台之上上，而且该平平台具有高度度的开放性和和扩展性，相相关厂商的产产品就可以在在该平台上进进行开发。(5) 工业自自动化软件系系统的综合管管理化目前各各个工业自动动化软件厂商商不仅是为企企业提供监控控功能软件的的厂商，而且且能根据工业业现场的要求求，提供丰富富的管理软件

48、件，向着工业业自动化解决决方案厂商的的转变。他们们为企业提供供了资产管理理、质量、批批次管理等丰丰富的软件。而而且随着企业业信息化的推推进，目前都都在积极提供供为企业ERRP进行数据据支撑的MEES解决方案案。最明显的的就是不少厂厂商推出了基基于S95标标准的MESS解决方案，比比如Wondderwarre公司的生生产事件模块块PEM(PProducction Eventts Moddule)就就是遵循S995标准的生生产效能跟踪踪管理的解决决方案。在工工业自动化软软件支持的数数据点数、处处理能力以及及可伸缩性或或扩展性等方方面，都有明明显的发展和和提高。厂商商考虑越来越越多的是系统统随时间推

49、移移而增值和延延长项目的生生命周期，从从整体上提高高系统建设的的投资回报率率。4 工业自动动化软件系统统的应用实例例 电厂外围围系统是电厂厂生产和经营营管理的重要要环节，但相相对于机炉控控制而言，其其运行方式比比较简单，基基本都是就地地独立控制。(1) 运行人员投入多，成本太高;(2) 由于位置分散，距离集控室较远，给系统的运行、维护和管理带来许多困难。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基础。下面以笔者在某电厂外围设备集中监控系统中的实施方案为例，介绍应用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。实践证明该方案从设计到实施都取得了良好的效果。 4.1 计算算机实时监控控系统所需监监控的子系统统对象 某实实时监控系统统由下列子系系统对象构成成:(1