一
、背景 

   自2000年以來


，國內監控組態軟件產品
、技術
、市場都取得了飛快的發展

，應用領域日益拓展，用戶和應用工程師數量不斷增多。充分體現了“工業技術民用化”的發展趨勢。 

   jiankongzutairuanjianshigongyeyingyongruanjiandezhongyaozuchengbufen，qifazhanshoudaohenduoyinsudezhiyue，guigenjiedi，shiyingyongdedaidongduiqifazhanqizhezuiweiguanjiandetuidongzuoyong。 

   guanyuxinjishudebuduanyongxianhekuaisufazhanduijiankongzutairuanjianhuichanshenghezhongyingxiang
，yourenrenweisuizhejishudefazhan
，tongyongzutairuanjianhuituichushichang，liruyoudezidonghuazhuangzhizhijieneiqian“WebServer”實時畫麵供中控室操作人員訪問。 

   作(zuo)者(zhe)並(bing)不(bu)這(zhe)樣(yang)認(ren)為(wei)。用(yong)戶(hu)要(yao)求(qiu)的(de)多(duo)樣(yang)化(hua)
，決(jue)定(ding)了(le)不(bu)可(ke)能(neng)有(you)哪(na)一(yi)種(zhong)產(chan)品(pin)囊(nang)括(kuo)全(quan)部(bu)用(yong)戶(hu)的(de)所(suo)有(you)的(de)畫(hua)麵(mian)要(yao)求(qiu)，最(zui)終(zhong)用(yong)戶(hu)對(dui)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)的(de)需(xu)求(qiu)不(bu)可(ke)能(neng)固(gu)定(ding)為(wei)單(dan)一(yi)的(de)模(mo)式(shi)，因(yin)此(ci)最(zui)終(zhong)用(yong)戶(hu)的(de)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)是(shi)始(shi)終(zhong)需(xu)要(yao)“組態”和“定製”的。這就是監控組態軟件不可能退出市場的主要原因，因為需求是存在且不斷增長的。 

   監控組態軟件是在信息化社會的大背景下
，隨著工業IT技術的不斷發展而誕生、發展起來的。在整個工業自動化軟件大家庭中，監控組態軟件屬於基礎型工具平台。監控組態軟件給工業自動化、信息化、及社會信息化帶來的影響是深遠的，它帶動著整個社會生產、shenghuofangshidebianhua，zhezhongbianhuarengzaijixufazhan。yincizutairuanjianzuoweixinshengshiwushangchuyugaosufazhanshiqi，muqianhaimeiyouzhuanmendeyanjiujigoujiutadelilunyushijianjinxingyanjiu
、總結和探討，更沒有形成獨立
、專門的理論研究機構。
 
   近5年來，一些與監控組態軟件密切相關的技術如OPC
、OPC-XML、現場總線等技術也取得了飛速的發展，是監控組態軟件發展的有力支撐。 

二、監控組態軟件的最新發展情況 

   2．1監控組態軟件日益成為自動化硬件廠商爭奪的重點 

   整個自動化係統中，軟件所占比重逐漸提高，雖然組態軟件隻是其中一部分，但因其滲透能力強、擴展性強，近年來蠶食了很多專用軟件的市場。因此，監控組態軟件具有很高的產業關聯度
，是自動化係統進入高端應用

、擴大市場占有率的重要橋梁。在這種思路的驅使下，西門子的WinCC在市場上取得巨大成功。目前，國際知名的工業自動化廠商如Rockwell、GEFanuc
、Honeywell
、西門子、ABB、施耐德
、英維思等均開發了自己的組態軟件。 

   監控組態軟件在DCS操作站軟件中所占比重日益提高。 

   繼FOXBORO之後，Eurotherm(歐陸)、DeltaV
、PCS7等DCS係統紛紛使用通用監控組態軟件作為操作站。同時，國內的DCS廠家也開始嚐試使用監控組態軟件作為操作站。以力控科技為代表的ForceControl國產組態軟件在這方麵也取得了良好的業績。 

   在大學和科研機構
，越來越多的人開始從事監控組態軟件的相關技術研究。 

   congguoneizidonghuaxingyexueshuqikanlaikan，yizutairuanjianjiyuqimiqiexiangguandexinjishuweihexindeyanjiuketichengshangshengqushi，zhongduoyanjiurenyuandecunzai，shizutairuanjianjishufazhanjichuangxindezhongyaohuoyueyinsu，yeyidingnenggoujileihenduojishuchengguo。wulunshijishuchengguohaishiyanjiurenyuan，douhuizunxunjinzitadeguilv，youjichuxianggaoduanxingchengguodu。zhexieyanjiurenyuanhetamendeyanjiuchengguoweijiankongzutairuanjianchangshangkaifaxinchanpintigongleyouyidejingyanjiejian，bingkaituotamendesilu。jiyuLinux的de監jian控kong組zu態tai軟ruan件jian及ji相xiang關guan技ji術shu正zheng在zai迅xun速su發fa展zhan之zhi中zhong，以yi力li控kong科ke技ji為wei代dai表biao的de廠chang商shang相xiang繼ji推tui出chu成cheng熟shu的de商shang品pin，對dui組zu態tai軟ruan件jian業ye的de格ge局ju將jiang產chan生sheng深shen遠yuan的de影ying響xiang。 

   2．2集成化、定製化 

   從軟件規模上看
，大多數監控組態軟件的代碼規模超過100萬行，已經不屬於小型軟件的範疇了。從其功能來看，數據的加工與處理

、數據管理、統計分析等功能越來越強。 

   監控組態軟件作為通用軟件平台，具有很大的使用靈活性。但實際上很多用戶需要“傻瓜”式的應用軟件，即需要很少的定製工作量即可完成工程應用。為了既照顧“通用”又兼顧“專用”，監控組態軟件拓展了大量的組件
，用於完成特定的功能，如批次管理
、事故追憶
、溫控曲線、油井示功圖組件、協議轉發組件、ODBCRouter、ADO曲線、專家報表、萬能報表組件、事件管理、GPRS透明傳輸組件等。 

   2．3縱向：功能向上、向下延伸 

   組態軟件處於監控係統的中間位置，向上、向下均具有比較完整的接口

，因此對上、下應用係統的滲透能力也是組態軟件的一種本能，具體表現為： 

   向上 

   其管理功能日漸強大
，在實時數據庫及其管理係統的配合下，具有部分MIS、MES或調度功能。尤以報警管理與檢索、曆史數據檢索
、操作日誌管理
、複雜報表等功能較為常見。 

   向下 

   日益具備網絡管理（或節點管理）功能：在安裝有同一種組態軟件的不同節點上
，在設定完地址或計算機名稱後，互相間能夠自動訪問對方的數據庫。組態軟件的這一功能，與OPC規範以及IEC61850規約
、BACNet等現場總線的功能類似，反映出其網絡管理能力日趨完善的發展趨勢。
 
   軟PLC、嵌入式控製等功能：除組態軟件直接配備軟PLC組件外，軟PLC組件還作為單獨產品與硬件一起配套銷售，構成PAC控製器。這類軟PLC組件一般都可運行於嵌入式Linux操作係統。 

   OPC服務軟件：OPC標準簡化了不同工業自動化設備之間的互聯通訊


，無論在國際上還是國外，都已成為廣泛認可的互聯標準。而組態軟件同時具備OPCServer和OPCClient功能

，如果將組態軟件豐富的設備驅動程序根據用戶需要打包為OPCServe單獨銷售，則既豐富了軟件產品種類又滿足了用戶的這方麵需求，加拿大的Matrikon公司即以開發、銷售各種OPCServer軟件為主要業務，已經成為該領域的領導者。監控組態軟件廠商擁有大量的設備驅動程序，因此開展OPCSever軟件的定製開發具有得天獨厚的優勢，三維力控的Multi-OPCServer產品即屬此類。 

   工業通信協議網關：它是一種特殊的Gateway
，屬工業自動化領域的數據鏈產品。OPC標準適合計算機與工業I/O設備或桌麵軟件之間的數據通訊，而工業通信協議網關適合在不同的工業I/O設備之間
、計算機與I/O設備之間需要進行網段隔離、無人值守、數據保密性強等應用場合的協議轉換。市場上有專門從事工業通訊協議網關產品開發、銷售的廠商，如Woodhead
、prolinx等
，但是組態軟件廠商將其豐富的I/O驅動程序擴展一個協議轉發模塊就變成了通訊網關
，開發工作的風險和成本極小。Multi_OPCServer和通訊網關pFieldComm都是力控ForceControl組態軟件的衍生產品。 

   2．4橫向：監控
、管理範圍及應用領域擴大 

   隻要同時涉及實時數據通訊（無論是雙向還是單向）、實時動態圖形界麵顯示、必要的數據處理、曆史數據存儲及顯示，就存在對組態軟件的潛在需求。 

   除了大家熟知的工業自動化領域
，近幾年以下領域已經成為監控組態軟件的新增長點： 
   設備管理或資產管理（PAM，PlantAssetManagement）。此類軟件的代表是艾默生公司的設備管理軟件AMS。據ARC機構預測，到2009年全球PAM的業務量將達到19億美元。PAM所包含的範圍很廣，其共同點是實時采集設備的運行狀態，累積設備的各種參數（如運行時間
、檢修次數

、負荷曲線等），及時發現設備隱患、預測設備壽命

，提供設備檢修建議，對設備進行實時綜合診斷。 

   先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)或(huo)優(you)化(hua)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。在(zai)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)獲(huo)得(de)普(pu)及(ji)以(yi)後(hou)
，為(wei)提(ti)高(gao)控(kong)製(zhi)質(zhi)量(liang)和(he)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)，很(hen)多(duo)用(yong)戶(hu)開(kai)始(shi)引(yin)進(jin)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)或(huo)優(you)化(hua)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)包(bao)括(kuo)自(zi)適(shi)應(ying)控(kong)製(zhi)、（多變量）預估控製、無模型控製器
、魯棒控製、智能控製（專家係統、模糊控製、神經網絡等）、其他依據新控製理論而編寫的控製軟件等。這些控製軟件的常項是控製算法
，使用監控組態軟件主要解決控製軟件的人機界麵
、與控製設備的實時數據通訊等問題。 

   gongyefangzhenxitong。fangzhenruanjianweiyonghucaozuomoniduixiangtigongleyushiwujihuxiangtongdehuanjing。fangzhenruanjianbudanjieshenglejudadepeixunchengbenkaixiao
，haitigongleshiwuxitongsuobujubeidezhinengtexing。fangzhenxitongdekaifashangzhuanchangyufangzhenmokuaidesuanfa
，zaishishidongtaituxingxianshi、實時數據通訊方麵不一定有優勢，力控®監控組態軟件與仿真軟件間通過高速數據接口聯為一體
，在教學、科研仿真應用中應用越來越廣泛。 

   dianwangxitongxinxihuajianshe。dianlizidonghuashijiankongzutairuanjiandeyigezhongyaoyingyonglingyu，dianlishiguojiadejichuxingye
，qixinxihuajiansheshiduocengcide，youcijuedingleduizutairuanjiandeduocengcixuqiu。 

   智能建築：物業管理的主要需求是能源管理（節能）heanquanguanli，zheyiguanlimoshiyaoqiujianzhuwuzhinengshebeibixulianwang
，shouxianyouxiaodijiejuexinxigudaowenti
，jianshaorenlixiaohao，tigaoyingjifanyingsuduheshebeiyuqishouming，zhinengjianzhuxingyezainengyuanjiliang、變配電、安防&門禁、消防係統係統聯入IBMS服務器方麵需求旺盛。 

   公共安全監控與管理：公共安全的隱患可造成突發事件應急失當，容易造成城市公共設施癱瘓、人員群死群傷等惡性災難。公共安全監控包括： 

   人防（車站
、廣場）等市政工程有毒氣體濃度監控及火災報警。 

   水文監測：包括水位、雨量、閘位、大壩的實時監控。 

   重大建築物（如橋梁等）健康狀態監控：及時發現隱患
，預報事故的發生。 

   機房動力環境監控：在電信、鐵路、銀行、證券、海(hai)關(guan)等(deng)行(xing)業(ye)以(yi)及(ji)國(guo)家(jia)重(zhong)要(yao)的(de)機(ji)關(guan)部(bu)門(men)，計(ji)算(suan)機(ji)服(fu)務(wu)器(qi)的(de)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)是(shi)業(ye)務(wu)和(he)行(xing)政(zheng)正(zheng)常(chang)進(jin)行(xing)的(de)必(bi)要(yao)條(tiao)件(jian)，因(yin)此(ci)存(cun)放(fang)計(ji)算(suan)機(ji)服(fu)務(wu)器(qi)的(de)機(ji)房(fang)重(zhong)地(di)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)監(jian)控(kong)的(de)重(zhong)點(dian)

，監(jian)控(kong)的(de)內(nei)容(rong)包(bao)括(kuo)：UPS工作參數及狀態、電池組的工作參數及狀態、空調機組的運行狀態及參數、漏水監測、發電機組監測、環境溫濕度監測、環境可燃氣體濃度監測、門禁係統監測等。 

   城市危險源實時監測：對存放危險源的場所、危險源行蹤的監測。避免放射性物質和劇毒物質失控地流通。國土資源立體汙染監控：對土壤
、大氣中與農業生產有關的汙染物含量進行實時監測，建立立體式實時監測網絡。 

   城市管網係統實時監控及調度：包括供水管網、燃氣管網、供熱管網等的監控。

  三
、與組態軟件密切相關的應用、市場環境變化情況 

   組態軟件已經成為工業自動化係統的必要組成部分，即“基本單元”或“基本元件”，因此吸引了大型自動化公司紛紛投資開發自有知識產權的組態軟件，以期依靠強大的市場產生大批量的銷售，從中獲取利潤。 

   目前在國內外市場占有率較高的監控組態軟件分別是GEFanuc的iFix
、Wonderware的Intouch
、西門子WinCC

、Citech和LabView等。中國大陸廠商以力控、亞控等為主，除此外尚有5-10個廠商從事監控組態軟件業務。 

   3.1在國內市場上
，高端市場仍被國外產品壟斷。國內產品已經開始搶占一些高端市場
，並且所占比例在逐漸增長。 

   (1)組態軟件產品本身的變化 

   作為通用型工具軟件，組態軟件在自動化係統中始終處於“承上啟下”的de地di位wei。用yong戶hu在zai涉she及ji工gong業ye信xin息xi化hua的de項xiang目mu中zhong
，如ru果guo涉she及ji到dao實shi時shi數shu據ju采cai集ji，首shou先xian會hui考kao慮lv試shi用yong組zu態tai軟ruan件jian。正zheng因yin如ru此ci
，組zu態tai軟ruan件jian幾ji乎hu應ying用yong於yu所suo有you的de工gong業ye信xin息xi化hua項xiang目mu當dang中zhong。應ying用yong的de多duo樣yang性xing，給gei組zu態tai軟ruan件jian的de性xing能neng指zhi標biao、使用方式、jiekoufangshidoutichulehenduoxindeyaoqiu，yecunzaiyixietiaozhan。zhexiexuqiuduizutairuanjianxitongjiegoudailaidechongjishijudade，duizutairuanjiandefazhanqidaoguanjiandecujinzuoyong。 

   功能變遷：仍以人機界麵為主，數據采集


、曆史數據庫
、報警管理、操作日誌管理
、權限管理
、數據通訊轉發成為其基礎功能；功能組件呈分化、集成化
、功能細分的發展趨勢，以適應不同行業
、不同用戶層次的多方麵需求。 

   新技術的采用：組態軟件的IT化趨勢明顯
，大量的最新計算技術、通訊技術、多媒體技術被用來提高其性能，擴充其功能。 

   注重效率：實際上，有的“組態”工作非常繁瑣，用戶希望通過模板快速生成自己的項目應用。圖形模板、數據庫模板

、設備模板可以讓用戶以“複製”方式快速生成目標程序。 

   組態軟件注重數據處理能力和數據吞吐能力的提高：組態軟件除了常規的實時數據通訊、人機界麵功能外，1萬點以上的實時數據曆史存儲與檢索、100個以上C/S或B/S客戶端對曆史數據庫係統的並發訪問
，對組態軟件的性能都是嚴峻的考驗。隨著應用深度的提高
，這種要求會變得越來越普遍。 

   與控製係統硬件捆綁：組態軟件與自動控製設備實現無縫集成，為硬件“量身定做”。zhebiaomingzutairuanjiandeshentounenglizhujianjiaqiang，zidonghuaxitongconglaijiulibukairuanjiandezhichi，erzhengtijiejuefanganliyuyingjianchanpindexiaoshou，yeliyuchangshangkongzhixiaoshoujiage。 

   例如力控®的DCS專用版，與國內外很多DCS係統實現了捆綁。

   (2)組態軟件其他應用環境的變化 
   造成組態軟件需求增長的另外一個原因是
，傳感器
、數據采集裝置

、控製器的智能化程度越來越高，實時數據瀏覽和管理的需求日益高漲

，有的用戶甚至要求在自己的辦公室裏監督定貨的製造過程。 

   類似OPC這樣的組織的出現

，以及現場總線、尤其是工業以太網的快速發展
，大大簡化了異種設備間互連

、開發I/O設備驅動軟件的工作量。I/O驅動軟件也逐漸會朝標準化的方向發展。通過近十年的發展，以力控科技等為代表的國內監控組態軟件，在技術、市場、服務方麵已趨於成熟
，形成了比較雄厚的市場和技術積累
，具備了與國外對手抗衡的本錢。

   新技術的出現，會淘汰一批墨守陳規
、不思進取的廠商。那些以用戶需求為為中心、勇於創新，采用新技術不斷滿足用戶日益增長的潛在需求的廠商會逐漸在市場上取得主動，成為組態軟件及相關工業IT產品市場的主導者。 

   發展潛力：雖(sui)然(ran)組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)的(de)市(shi)場(chang)潛(qian)力(li)巨(ju)大(da)，但(dan)是(shi)要(yao)想(xiang)得(de)到(dao)這(zhe)個(ge)市(shi)場(chang)卻(que)並(bing)非(fei)容(rong)易(yi)。一(yi)方(fang)麵(mian)，用(yong)戶(hu)對(dui)組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)的(de)要(yao)求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)
，用(yong)戶(hu)的(de)應(ying)用(yong)水(shui)平(ping)也(ye)在(zai)同(tong)步(bu)提(ti)高(gao)

，相(xiang)應(ying)地(di)對(dui)軟(ruan)件(jian)的(de)品(pin)質(zhi)要(yao)求(qiu)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)；另一方麵，組態軟件廠商應該前瞻性地研發具有潛在需求的新功能、新產品。因此市場巨大並不代表所有從事組態軟件開發的廠商都有均等的機會，機會永遠屬於少數優秀廠商。

   3.2為適應新需求未來監控組態軟件的分布式體係結構 

   前麵已經介紹，監控組態軟件的規模都在100萬(wan)行(xing)以(yi)上(shang)
，這(zhe)樣(yang)龐(pang)大(da)的(de)軟(ruan)件(jian)係(xi)統(tong)在(zai)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)上(shang)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)分(fen)布(bu)式(shi)結(jie)構(gou)。分(fen)布(bu)式(shi)係(xi)統(tong)並(bing)不(bu)是(shi)監(jian)控(kong)組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)的(de)專(zhuan)利(li)，目(mu)前(qian)很(hen)多(duo)大(da)型(xing)軟(ruan)件(jian)係(xi)統(tong)都(dou)是(shi)分(fen)布(bu)式(shi)係(xi)統(tong)。 

   在組態軟件中，重新提起“分布式”這個老話題是必要的
，因為規模大於5000diandeyingyongjihulibukaifenbushiyingyongdexuqiu。haixuyaoqiangtiao，bushiyinweizutairuanjianqueshaofenbushijiegoudechanpin，ershiqueshaozhenzhengjingdeqifenbushiyingyongkaoyandechanpin。 

   3.3目前國內監控組態軟件產業發展中存在的問題 

   軟(ruan)件(jian)是(shi)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin)與(yu)靈(ling)魂(hun)，組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)又(you)具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)滲(shen)透(tou)能(neng)力(li)和(he)產(chan)業(ye)關(guan)聯(lian)度(du)。不(bu)管(guan)從(cong)橫(heng)向(xiang)還(hai)是(shi)縱(zong)向(xiang)看(kan)
，一(yi)個(ge)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)中(zhong)，組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)日(ri)益(yi)滲(shen)透(tou)到(dao)每(mei)個(ge)角(jiao)落(luo)，占(zhan)據(ju)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)份(fen)額(e)。組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)地(di)體(ti)現(xian)著(zhe)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)價(jia)值(zhi)。 

   suiranruanjianshizidonghuaxitongdehexinyuling
，danshizutairuanjianhaiyuanweichengdanqizheyijiaose。zutairuanjiandeneihanhewaiyanzaibuduanbianhua
，qizaizidonghuaxitongzhongsuobanyandejiaosehuizhujianjiejinzheyibiaozhun。 

   下圖是一個典型的自動化係統軟件構成示意圖，深色部分是ForceControl6.0所覆蓋到的範圍，可以看出
，力控ForceControl軟件正在努力覆蓋自動化軟件更多的範疇。
 
   suoyi
，zaizidonghuaxitongzhongguoneijiankongzutairuanjianchangshangchengzaizheminzugongyezidonghuachanyedeweilaixiwangyuhexinjingzhengli。jiankongzutairuanjianchangshangyaoxiangchengdanqizheyangdezhongren
，bixuzaishangtusuoshigegecengcideruanjianshangyongyouzijidehexinjingzhengnengli

，quelizaishichangshangdezugoufayanquanhezhudongdiwei。zhongguodehuaweigongsiweiwomenshulilebangyang，zhiyaozaihouxujishuchuangxin、延長軟件產品線上能夠滿足用戶日益增長的各種需求，並保持原創性創新的長盛不衰，中國的工業自動化軟件產業也一定會創造出工業IT界的華為奇跡。