基于组态软件的工业环境监控的应用界面设计(4)
随着个人电脑的快速普及和性能的快速提升，基于个人电脑的监控系统（PC Based）的应用也日益广泛，其典型代表是组态软件（SCADA Supervisory Control And Data Acquisition）的出现。
二十世纪八十年代，伴随着计算机的发展，出现了最早的组态软件，至今已经涌现了相当数量的组态软件产品：iFix，InTouch，Wincc等，国内也出现了性价比很高的软件：组态王、紫金桥等。从最初的Dos环境，到Windows，从简单的监控到各种复杂的控制，组态软件功能日益强大。以笔者熟悉的紫金桥组态软件为例（其他组态软件可能稍有区别，具体可参见各软件的说明），组态软件的架构如下：
图2.2 组态软件架构
现场设备通过各种I/O接口，将数据传送到实时数据库，实时数据库将其处理后通过人机界面（View）显示给用户，用户也可以将操作命令下置给实时数据库，进而通过数据库下置到现场设备中。在这种架构中相对于用户，其不必了解实时数据库是如何和不同的现场设备进行通讯的，只需通过人机界面进行相关的设定就行了，在这里组态软件起到了操作平台的作用，屏蔽了用户和现场设备的直接关联，相当于计算机中“操作系统”，用户操作电脑，无需关心底层显卡的工作机制，硬盘的具体读写，只需和操作系统进行对话即可。
组态软件本身也可以依据用户的要求通过脚本或者在界面上的一些设定自动的控制现场设备的运行。也可以将多套组态软件组合成一个分布式的网络构架，先将现场数据采集到单套组态软件中，此时该组态软件一方面依据需求可以监控本地的设备，另一方面起到采集服务器的作用，可以将数据传送到充当服务器的组态软件或实时数据库中，做进一步的汇总处理，具体构架图如图2.3所示：
图2.3 组态软件网络构架
相对于PLC控制和DCS系统，组态软件的这种架构决定其具有的天然优势：
1. 高度开放的接口相对于各个硬件厂家所推的监控软件而言，第三方的组态软件则开放得多。无论是怎样的现场总线，还是OPC，或者是自定义的通讯格式，只要能确定通讯协议，都可以通过增加相应的驱动，关联该设备，进而监测控制。这样，用户就拥有了最大的选择余地，几乎可以任意的选择各家硬件产品来组合成自己所需的控制系统；这样就构成了以组态软件为控制核心的监控系统。
2. 快速的界面设定通过组态软件可以轻松的绘制各种人机界面，简单的几个操作和设定就可以实现最常用的历史曲线、报表、报警、各种动画等，相比较高级的编程工具VB、VC容易了很多。
3. 自由的组网方式围绕着组态软件，可以根据工程需要，轻松构建所需的网络，实现真正的分布式结构，网络间的传输介质也多种多样。
4.低成本一方面，组态软件通常可以运行在Windows环境下，一台PC机，或者工控机都可以运行组态软件，无论是组态软件本身，还是整体控制系统，其成本都相对较低。
5.较高的开发效率由于组态软件本身是个半成品，很多底层的通讯控制等操作都已被封装起来，所以用户在此平台上做进一步开发就轻松很多，可以节省大量时间，进一步降低了成本。
6. 应用范围广泛无论是用于工厂的整体监控，还是配套现场设备，组态软件的使用环境可大可小，多套组态软件可以形成低成本分布式的监控系统，而单套软件也可以单独配套现场设备，起到上位机的作用，可以记录历史数据，提供美观的人机界面，提升了产品的科技含量，形成软硬一体的解决方案。
7.多样的数据接口组态软件可以将采集的历史数据保存到本地或者远程服务器上的实时数据库中，也可以将原始数据或者统计值等数据保存到各种关系数据库中，比如Oracle、 SQL sever 等。通过组态软件的数据平台，现场数据可以轻松传到更高一层的软件系统中，比如ERP系统等，方便了用户的操作和管理。