發布日期：2022-07-20 點擊率：56
作者：九思易自動化軟件 總經理 徐新文
國外的組態軟件自上世紀八十年代中期出現，在八十年代末九十年代初Onspec、Intouch、iFix等開始進入中國。國內的組態軟件從九十年代初開始研發，其中最有代表性的產品有CVS、GOWELL、GH等。雖然這個時期的組態軟件主要是以單機應用為主，而且功能相對簡單，但是已經能夠滿足當時大部分的監控需要。在組態軟件出現之前，同樣的任務是通過編寫程序來實現的，不僅工作效率低下，而且容易出錯；組態軟件的出現和應用，極大地提高了自動化工程師的工作效率和工程的可靠性，使得計算機與信息科技的成果惠及自動控制領域。
上世紀九十年代中期以后，隨著計算機硬件、操作系統、數據庫技術和網絡技術的快速發展，組態軟件也進入了黃金發展時期，其應用范圍越來越廣泛，被認同的程度也越來越高。國內組態軟件在此時開始出現品牌，并逐步取得了部分市場份額，同時形成了一定的知名度和影響力。這個時期的組態軟件仍然是以單機應用為主，但能通過網絡通信實現多臺計算機的分工協作，并可解決中等和稍大規模系統的監控。 從技術上來講，這個時期的組態軟件，無論來自國內或者國外，都是建立在Windows系統編程接口Win32之上的Windows應用程序。
進入二十一世紀以來，組態軟件的應用領域得到前所未有的拓展，逐漸突破傳統的工業自動化領域，滲透到農業、醫療、交通、市政工程、樓宇、環保、新能源、節能降耗等諸多新興領域。監控系統的規模也越來越大，越來越復雜。因此，用戶對組態軟件的要求也就越來越高。如，通過Internet實現遠程工程部署、監控、調試和診斷，利用3G通信網絡實現快速的遠程數據采集；利用無級縮放、3D圖形等技術來更為逼真地再現監控現場；同時，在進行大規模復雜系統的監控時，對系統的穩定性也提出了更嚴格的要求，要最大限度減少由于系統故障引起的停機時間；以及組態軟件要與控制系統具有簡便的連接和互操作性、利用計算機強大的計算處理能力來彌補控制系統的不足、與企業的其它自動化系統以及信息管理系統更為方便地集成等；同時用戶在產品的易用性、擴展性、靈活性、開放性等方面都提出了前所未有的要求。
更廣闊的應用領域，更復雜的監控環境，更高的客戶要求，都向組態軟件提出了前所未有的挑戰。同時，計算機技術、信息技術、網絡技術的發展以及新技術的出現，也為組態軟件應對上述挑戰奠定了堅實的基礎。時代在呼喚新一代組態軟件的誕生。
新一代組態軟件具有以下幾個方面的特點：
1. 以網絡為中心，.NET為技術基礎
目前的自動化監控系統仍是以單個的計算機為中心的，計算機和計算機之間雖然可以通過網絡建立數據通信，但網絡環境下計算機間的數據交換的方式過于單一，無法實現計算機群的有效分工和協作。當自動化系統的數據量達到一定規模，地理位置分布到達到一定范圍后，現有組態軟件的舊的網絡模式已經無法滿足系統的需要。所以，新一代組態軟件不僅要能夠方便地構建可伸縮的網絡分布式系統，通過協作和負荷分布來解決大型監控系統的需要，也要能夠靈活的選擇整體系統的架構，實現復雜的監控系統方案。所以以網絡為中心、以XML、網絡服務為核心，實現網絡化計算機的協同是新一代組態軟件的最重要發展方向。
組態軟件要實現其對復雜網絡系統的監控，客觀上需要一種與復雜化和網絡化應用相適應的IT技術的有力支撐，微軟大力推出的.NET Framework框架平臺就是一個理想的選擇。.NET Framework框架平臺在2002年推向市場，開始是作為Windows XP等操作系統的外掛組件提供的，從Windows Server 2003和Windows Vista開始，.NET平臺即成為操作系統的一部分，在Windows 7中即包含了.NET平臺的最新版本。可見，在微軟未來的操作系統中，.NET平臺將是最重要的組成部分之一，是應用程序的主要編程接口和運行平臺。.NET平臺是把以計算機為中心的計算模式擴充到以網絡為中心的分布式計算、網絡化計算模式的重要一步，將在組態軟件的發展中起到劃時代的意義。
微軟操作平臺發展的三個時代
總之，組態軟件從單機應用，進入簡單的網絡應用，再到徹底的網絡化時代，監控系統的規模在擴大，復雜度在增加，單一計算機或多計算機的簡單通信互連不能滿足生產管理的需要，基于網絡計算和服務的全新分布式分工協作模式和軟件架構是未來發展的必然方向。
自動化軟件的發展趨勢
組態軟件發展的三個階段
2. Internet和遠程自動化的增強
Internet對我們工作和生活的影響程度已經顯而易見，從電子商務到遠程教育，從網絡媒體到網絡社交，Internet以其高效性和便捷性受到人們的普遍歡迎，并已深刻地改變了我們的工作和生活方式。而目前的組態軟件對Internet的利用還十分有限，雖然業內部分組態軟件實現了控制系統的門戶功能，能從遠程對自動化系統進行監視和控制，還遠遠沒有發揮出Internet的優勢。下一代組態軟件將不僅可實現遠程監控外，而且能夠將局域網內實現的功能延伸到Internet上去，打破目前C/S和B/S應用的界限，使二者趨于融合。同時組態軟件不僅可完成信息的瀏覽和監控，而且可以構建跨地區的大型系統，并具有遠程的數據監控、管理、協同、應用部署、診斷、調試等功能。
3. 人機接口的增強
在組態軟件技術不斷成熟，功能不斷豐富的今天，人機接口的友好和美觀也越來越被業界重視。西門子2009年5月推出的Wincc V7.0亞洲版，就將“最大限度地滿足操作簡便性”作為重要特性之一，同時特別強調利用其圖形界面增加的懸浮、磨砂、陰影、透明等效果來創建出最佳用戶界面。這方面國內軟件易控(INSPEC)走在了世界的前列，早在易控2006版本中就提供了豐富的線條和填充樣式、傾斜、旋轉、自動排列對齊、自動縮放、透明等專業的圖形系統特性，在易控的最新版本中，人機接口得到了進一步的增強，提供了上百種圖形填充模式，上千種圖形庫智能圖符和更多更方便的圖形制作方式，使其圖形系統和畫面的精美程度達到相當專業的水準，界面的動畫和操作也非常直觀方便。
新一代組態軟件圖形系統要更加專業，制作的圖形畫面要更為精美，而且要具備更多功能，如畫面是分辨率無關的，具有3D的圖形能力，動畫更為逼真，操作方式更為友好，支持多點觸摸等新的人機交互技術。
4. 編程能力的增強
編程是組態軟件中最重要的功能之一，早期的組態軟件中提供的腳本編程功能都很弱，主要原因是腳本編程所使用的語言是組態軟件廠家自己按照C語言或Basic語言的語法編寫的簡易腳本語言（稱為類似C或BASIC的腳本語言），它們提供可供使用的指令，可訪問的資源都非常有限，所以能夠實現的功能也就非常有限。同時，腳本程序是解釋執行的，執行速度緩慢。非開放性的腳本語言在功能性、穩定性、擴展性、靈活性、易用性等方面都具有極大的局限性。現在主流組態軟件廠商都采用標準的腳本語言，如VBScript、VBA、JavaScript等作為腳本編程的語言，這樣腳本編程在程序能力、開放性和擴展性方面都有很大提升。
最新一代組態軟件的腳本編程能力會進一步增強，編程語言能利用計算機高級語言的強大編程能力，和外部程序功能緊密結合。新一代組態軟件不僅執行速度更快，更穩定，具有錯誤檢查和容錯能力，而且可維護性、開放性、可擴展性和簡單易用性等方面都將有全面提升。
5. 信息化能力增強
對基礎數據的處理是生產制造、工廠管理等信息化建設的基礎。組態軟件在企業信息化環境中處于承上啟下的中間層位置，向下與控制現場互聯，向上與企業管理軟件互通，現代企業的信息化發展，要求組態軟件不僅具有數據顯示和監控功能，而且能夠對系統中的數據進行分析、存儲、統計、匯總，并且能夠對企業其它信息化系統中的數據進行有效整合和綜合利用，以提升自動化系統的決策和管理能力，并提升企業的綜合生產效率。
所以，新一代組態軟件不僅要有強大的信息處理和管理能力，并且要有與其它系統靈活地進行信息交換的手段。
6. 大系統、復雜系統和高可靠性
可靠性是自動化系統的根本，系統的可靠性一般隨著系統的復雜變得脆弱，隨著監控系統規模的擴大，對系統可靠性的要求是前所未有的。
7. 與IT技術的發展差距越來越縮小
組態軟件從誕生之日起就與IT技術的發展息息相關，無論計算機硬件技術的進步，還是軟件技術的革新，最終都會引起自動化控制技術及組態軟件技術的進步和發展，歷史上IT行業的最新技術無一例外地被應用到組態軟件的研發當中。在傳統上，因為自動化系統對可靠性的要求較高，所以自動化系統的軟件技術總是滯后于IT技術，但對新技術引入的時間正在逐漸縮短。時至今日，組態軟件的發展與IT技術的發展已經趨于同步，無論是微軟的.NET開發平臺，還是Microsoft Office的界面風格，或者IT業新興的分布式架構理念，推出之后很快就被追求領先技術的廠家學習采用，并迅速應用到組態軟件的開發過程之中。
8. 開放性和可擴展性提高
組態軟件的發展已經日趨成熟，各廠家為客戶的提供的功能和解決方案也有相當程度的同質化，那么如何滿足客戶日益增加的個性化需求和應用，就成為組態軟件發展中重要的課題。開放性和可擴展性是組態軟件和其它軟件和信息系統進行集成和協調的關鍵，也是整體解決方案的關鍵，可以很大程度上利用外部資源來彌補組態軟件自身功能的不足。比如通過組態軟件和第三方的軟件的無縫集成，插入第三方編寫的設備通信程序、圖形組件和功能組件等，都可顯著提升系統的監控和數據管理等能力，從很大程度上滿足客戶的個性化和超越傳統組態軟件應用范圍的需求。
9. 易用性
二十一世紀是知識和信息爆炸的時代，新技術和新產品日新月異，層出不窮。用戶迫切需要以最少的時間來掌握和應用它們。
結論：
可見，組態軟件經過二十多年的發展，已經成為自動化和信息化建設中的重要分支，逐漸普及和滲透到各種應用領域，用戶也對它提出了越來越高的要求，在技術上需要跟進最新的IT技術以適應網絡時代的發展，在穩定性上需要大幅度的提高以適應大型系統的應用，在提升組態軟件各項功能和性能的基礎上，不斷創新。目前計算機、操作平臺、網絡、通信都進入一個快速發展的新時期，大量新技術的涌現，勢必會讓組態軟件進入一個全新時代。
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