发布时间 : 星期三 文章组态软件在电力系统中的研究和应用更新完毕开始阅读6fcee53a2af90242a895e5dd
武汉科技大学高职生毕业设计(论文)
等各项功能。
目前，常见的监控组态软件有美国Wonderware公司的Intouch\\Intellution公司的FIX系统、德国Simens公司的WinCC等，国内主要有昆仑公司的MCGS、亚控公司的KingView组态王、三维公司的力控等组态软件。所有的这些组态软件都能完成类似的功能如几几乎所有运行于32位Windows平台的组态软件都采用类似资源浏览器的窗口结构，并且对工业控制系统中的各种资源（设备、标签量、画面、控制流程等）进行配置和编辑，都提供多种数据设备驱动程序，都使用脚本语言提供二次开发的功能等等。但各种组态软件提供实现这些功能的方法并不相同，这些不同之处以及计算机技术发展的趋势可以反映出组态软件未来发展的方向[4]。
自2000年以来，国内监控组态软件产品、技术、市场都取得了飞快的发展，应用领域日益拓展，用户和应用工程师数量不断增多，充分体现了“工业技术民用化”的发展趋势。组态软件将会向着集成化、定制化、纵向、横向发展[5]。
1.3本论文的基本内容和章节安排
学习期间仔细研究了组态软件在电力系统的研究和应用，知道了什么是组态软件、组态软件的发展、组态软件的作用等。具体来说，本文完成的工作主要有：
（1）电力系统的发展概况和组态软件在电力系统的研究背景 （2）组态软件介绍
（3）应用组态软件在电力系统中构建一个监控系统 （4）结论以及展望
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2组态软件
组态软件是工业控制应用软件的开发平台，它提供了一个良好开发环境，如：提供了许多绘图元素、控件、报表格式、报警方式等，使开发人员不必把精力集中在绘制人机界面上，而专心考虑如何实现系统的功能，使开发工作变得轻松容易、简单高效。
目前我国引进的组态软件有：美国的FIX32、iFIX，德国的WinCC等。国产的组态软件有组态王、开物、世纪星、力控、FameView、MCGS等，其中亚控公司开发的组态王是一个非常优秀的软件[6]。
2.1组态的含义
组态可以理解为工业控制中的图形界面操作系统，一方面连接现场设备，将采集的现场数据存储，另一方面通过动画、曲线等方式将现场数据以动态体现在图形界面，操作图形界面即可控制现场设备.
换句话说，组态软件可以理解为在现场设备和操作人员中间增加了一个层，使操作更方便，具有一定的自动控制功能。
组态软件本身不是监控系统，它是用来设计实施监控系统的软件，只是将监控系统中通用的内容封装起来，以各种直观的方式提供给用户使用，用户通过使用组态软件可以轻松的实现各种监控系统。从这个意义上讲，组态软件本身是一个半成品，但是将最复杂的底层操作封装起来，使用户能在此基础之上，进一步组织，进而实现实际的监控系统。
所谓“组态”，“组”似乎可以理解为进一步组织，设计，使用组态软件提供的底层操作，是动作；“态”似乎可以理解为组织中使用的各种功能、命令，是“组”的动作对象。只有经过“组态”后的组态软件才是可实施的监控软件[7-8]。
现在举个具体的例子，现场加了一块压力控制表，操作工要在控制画面看到这个表的测量值，根据需要给出设定值，调节阀位，除了硬件的连接，你在工程师站上要做的工作就是组态过程。包括定义I/O模件，量程，单位，正反作用等
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等，还要完成控制图，定义输入输出的点地址，还有细目中的相关条目。如果不涉及联锁，控制部分的就完成了可以下装了。操作画面部分，要根据要求画上表，阀就可以完成了，我们经常要加报警的变色条件，重要的位号还要加到趋势组中。基本组态就是这些[9]。当然如果有逻辑控制就会复杂些。
DCS或者PLC的组态要完成的任务:
在DCS或PLC完成订货以后，那么该控制系统的软、硬件的配置方案就确定了，然后供货商会将硬件组装在控制机柜内（控制器、I/O卡件、通讯模块、电源模块等，包括柜内所有的通讯、连接电缆成套附件），这时候利用DCS或PLC厂家提供的软件平台，通过控制逻辑、过程I/O数据表、工艺流程图等，对被控对象的应用软件的进行编制，在上位机的显示画面做出动态流程图，并通过对控制器的控制策略的软件编制，完成整套工艺的控制，这个过程我们把它叫做组态。
2.2组态软件的介绍
2.2.1组态与组态软件
“组态”来自英文单词configuration，有对计算机控制系统像搭积木块一样进行组合、配置的含义。由于不同的用户对计算机监控系统的要求差别很大，如人机界面的设计和系统硬件的配置等都不会相同，而开发商又不能为每一个用户专门开发监控系统，所以就预先研制了一个软件平台，让这个软件平台中含有制作人机界面时常用的元件图形库，含有一般控制系统中常用的板卡、智能仪表、智能模块、PLC等硬件设备的驱动程序库等[10]。然后，由用户在这个软件平台上进行二次开发。这个二次开发的过程就称为组态，相应的开发平台称为组态软件。整个配置过程都是简单的填写表格、回答对话框和利用图库，基本不需要编程或只进行少量的编程。
2.2.2组态软件的种类
组态软件是20世纪80年代中期随着集散系统DCS（distributed control system）的诞生而出现的，当时集散系统的厂商只将本公司生产的控制设备（如板卡、智能仪表、智能模块等）的图形和驱动程序集中在一起制作成库，供用户
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设计时选用，这样的组态软件是依赖于硬件的，不同的集散系统厂商开发的组态软件只能适用于本公司生产的硬件设备，不可互相替代。直到现在仍有一些这样的组态软件在流行，如美国A-B（Allen-Bradley）公司的RSView32、德国西门子公司的WinCC等就是这种专用组态软件。随着PC机可靠性的不断提高和在工控领域的普及发展，以及世界上许多工控厂商主动公开通信协议，加入基于工业PC机的控制行列，于是又诞生了一些通用组态软件[11]。目前世界上流行的组态软件有几十种，我国的通用组态软件开发也有近20年的历史，目前国内较大的组态软件开发公司和产品有北京亚控公司的组态王Kingview、北京三维力控公司的PCAUTO、北京昆仑通态公司的MCGS等[12]。
2.2.3组态软件的特点
从美国Wonderware公司1987年推出的世界上第一个商品化监控组态软件InTouch开始，由一花独秀到今天的组态软件开发百家争鸣，目不暇接，仅仅20年时间工业控制领域就发生了巨大的变化，组态控制技术诞生标志着工业控制技术发展到了一个成熟的阶段。在此期间各家公司之间互相借鉴、互相学习、取长补短，使组态软件的功能趋于同化，归纳起来各个组态软件的共同特点有：
（1）实时性与多任务。例如，数据采集与处理、显示与输出、存储与检索、人机对话与实时通信等多个任务要在同一台计算机上进行。
（2）可靠性与系统冗余。各组态软件都提供了一套比较完善的安全机制，如界面上所有可操作的东西都具有安全级别和操作权限，防止误操作和非法操作。具有故障诊断和处理功能，一些组态软件还具有热备体系支持网络冗余。
（3）通用化与行业化。在开发通用版本的同时，各家公司也十分注重根据不同行业的特点开发不同领域的专业版本，如石油版、电力版、嵌入式系统版等。
（4）标准通信与接口开放。采用标准通信技术与外部设备接口，如ODBC、OPC、DDE数据交换技术。
（5）可扩展性与二次开发。当用户的企业发展壮大，原有的计算机控制规模需要扩大时，组态软件具有方便的、像搭接积木一样灵活的扩展能力。
（6）网络控制与远程控制。目前组态软件已不局限于早期的单机版，具有
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