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工控组态软件的设计

[摘要]介绍了工业集散控制系统及其组态软件的产生、发展过程，以及它们

在国内外市场上的发展状况。从硬件和软件两个方面讨论了工业控制组态软件的

整体构架情况，并重点介绍了工业控制组态软件的图形界面系统。

[关键词]组态软件面向对象技术图形界面系统

一、引言

集散控制系统DCS（DistributedControlSystem，DCS）是集计算机技术、

控制技术、网络技术和CRT（CrystalRayTube，CRT）显示技术为一体的高新技

术产品，具有控制功能强、操作简便和可靠性高等特点，可以方便地用于工业装

置的生产控制和经营管理，在化工、电力、冶金等流程自动化领域的应用已经十

分普及。近20来，由于微电子技术和计算机技术的飞速发展以及工业自动

化要求的逐步提高，DCS经历了几个阶段的发展过程，结构日臻完善，技术更

加成熟，已经成为生产自动化不可缺少的自控装置。特别是90年代，DCS系统

硬件方面广泛采用技术指标更先进的高档工业PC，有的甚至采用了RISC

（ReducedInstructionSetComputing，RISC）工作站，软件方面引入了通用的商

业化软件包，系统互连方面采用国际标准的通用网络，逐步向信息集成的方向发

展。

二、集散控制系统的总体构架

（一）集散控制系统硬件结构

组态系统的结构具有高开放性、高可靠性等特点。

整个组态硬件系统是一个开放的网络拓扑结构。它可分为以下几个部分：

1．数据信息现场检测设备。组态系统主要通过这些现场远端测控设备获取

现场数据，并通过向这些监控设备发送控制命令来实现对整个系统的控制。

2．前置机。前置机一般选用工业控制计算机。一台前置机可装多块智能卡，

每块卡具有多路异步或同步串行通讯功能。它通过一种或多种通信方式高速轮循

访问数据信息现场检测设备，获取数据信息现场检测设备中的现场数据。通常的

通信线路有：电力线多址数字载波通信、光纤通信、电话线、双绞线、微波通信、

GPRS（GeneralPacketRadioService，GPRS）等。

3．服务器。组态系统服务器一般选用高档PC服务器，必须具有足够的磁

盘空间和较高的信息处理速度。服务器是整个系统的信息处理和存储中心。它从

前置机获取系统的运行数据信息，并将信息保存在本地的数据库中。它响应客户

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机的数据信息请求，根据客户机的请求对原始现场数据做必要的运算加工处理，

将结果送回给相应的客户机。

4．工作站（客户机）。工作站一般为高档PC机或图形工作站。它通过网络

同服务器相连接，接收服务器端数据，并根据用户操作向服务器发送命令。在它

上面运行的主要是组态软件的客户端程序，如组态图形界面、数据报表等程序。

5．打印机。主要提供数据信息报表打印功能。

（二）集散控制系统的组态软件结构

一个组态软件系统由若干个功能模块组成，模块之间的通信以及模块与数据

库之间的通信均通过共享内存数据库和OLEDB（ObjectLinkingandEmbedding

Database，OLEDB）完成。实时数据库是SCADA系统的核心，实现机器内各

应用程序的实时数据交换，通过网络通信程序将实时数据扩展到整个网络。

1．组态软件的特点。组态软件最突出的特点是实时多任务。例如，数据采

集与输出、数据处理与