組態軟件是指一些數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境，使用靈活的組態方式，為用戶提供快速構建工業自動控制系統監控功能的、通用層次的軟件工具。組態軟件應該能支持各種工控設備和常見的通信協議，并且通常應提供分布式數據管理和網絡功能。

　　組態軟件指一些數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境，能以靈活多樣的組態方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發界面和簡捷的使用方法，其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O產品，與高可靠的工控計算機和網絡系統結合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統集成。

　　隨著它的快速發展，實時數據庫、實時控制、SCADA、通訊及聯網、開放數據接口、對I/O設備的廣泛支持已經成為它的主要內容，隨著技術的發展，監控組態軟件將會不斷被賦予新的內容。

　　對應于原有的HMI（人機接口軟件，Human Machine Interface）的概念，組態軟件應該是一個使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開發環境。在組態軟件出現之前，工控領域的用戶通過手工或委托第三方編寫HMI應用，開發時間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統，通常是封閉的系統，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進行數據交互，升級和增加功能都受到嚴重的限制。組態軟件的出現，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態軟件的功能，構建一套最適合自己的應用系統。

　　組態軟件是有專業性的。一種組態軟件只能適合某種領域的應用。人機界面生成軟件就叫工控組態軟件。其實在其他行業也有組態的概念，人們只是不這么叫而已。如AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件（PowerPoint）都存在相似的操作，即用軟件提供的工具來形成自己的作品，并以數據文件保存作品，而不是執行程序。組態形成的數據只有其制造工具或其他專用工具才能識別。但是不同之處在于，工業控制中形成的組態結果是用在實時監控的。組態工具的解釋引擎，要根據這些組態結果實時運行。從表面上看，組態工具的運行程序就是執行自己特定的任務。

　　組態軟件開發的步驟

　　1、將所有I/O點的參數收集齊全，并填寫表格，以備在監控組態軟件和PLC上組態時使用。

　　2、搞清楚所使用的I/O設備的生產商、種類、型號、使用的通信接口類型，采用的通信協議，以便在定義I/O設備時做出準確選擇。

　　3、將所有I/O點的I/O標識收集齊全，并填寫表格，I/O標識是唯一地確定一個I/O點的關鍵字，組態軟件通過向I/O設備發出I/O標識來請求其對應的數據。在大多數情況下I/O標識是I/O點的地址或位號名稱。

　　4、根據工藝過程繪制、設計畫面結構和畫面草圖。

　　5、按照第一步統計出的表格，建立實時數據庫，正確組態各種變量參數。

　　6、根據第一步和第二步的統計結果，在實時數據庫中建立實時數據庫變量與I/O點的一一對應關系，即定義數據連接。

　　7、根據第四步的畫面結構和畫面草圖，組態每一幅靜態的操作畫面（主要是繪圖）。

　　8、將操作畫面中的圖形對象與實時數據庫變量建立動畫連接關系，規定動畫屬性和幅度。

　　9、視用戶需求，制作歷史趨勢，報警顯示，以及開發報表系統。之后，還需加上安全權限設置。

　　10、對組態內容進行分段和總體調試，視調試情況對軟件進行相應修改。

　　11、將全部內容調試完成以后，對上位軟件進行最后完善（如：加上開機自動打開監控畫面，禁止從監控畫面推出等），讓系統投入正式（或試）運行。

　　組態軟件的設計實例

　　組態軟件是在工業自動化領域興起的一種新型的軟件開發工具，開發人員通常不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態軟件包中的工具，通過硬件組態（硬件配置）、數據組態、圖形圖像組態等工作即可完成所需應用軟件的開發工作。在過程控制實驗裝置中，要實現鍋爐液位控制，以往采用儀表作為調節器，該儀表通過儀表面板的按鍵來改變參數值，沒有實時數據輸出曲線，故參數調節不方便，且系統的控制精度低。為了改變這種狀況，利用世紀星組態軟件開發了鍋爐液位監控系統，采用計算機采集、處理數據。根據世紀星的鍋爐液位實時曲線輸出，用滑動輸入塊改變參數的值，使系統輸出穩定到設定值，從而提高了工作效率。該系統性能穩定可靠、界面友好、可擴展性強。

　　監控系統的軟件設計過程：

　?。?）本人了解到蒸餾塔煉油系統主要包含兩個塔爐，由甲爐粗煉+乙爐精煉兩道工序構成，采取邊煉邊出成品油的煉油方式，為使兩均在最佳煉油液位煉油，其工作流程如下：

　　（2）確定點組態如下：甲爐液位YW1（模擬輸入）、乙爐液位YW2（模擬輸入）、控制閥門一、二開關INT1（數字輸入）、控制閥門三、四開關OUT1（數字輸入）、控制閥門五開關OUT2（數字輸入）、軟件監控系統開關RUN。

　　（3）創建監控中心后繪制監控圖像如下圖，并對其進行動畫連接。

　　說明：圖中按鈕左鍵單擊實現其對應功能，“開始”——系統開始運行、“停止”——系統停止運行、“實時趨勢曲線”——轉到實時趨勢曲線窗口、“查看歷史報表”——轉到歷史報表窗口、“萬能報表”——轉到萬能報表窗口、“報警記錄”——轉到報警記錄窗口、“歷史趨勢”——轉到歷史趨勢窗口、“計量表”——顯示每次配送車裝載量、甲爐平衡液位游標——調節甲煉油爐最佳煉油液位、乙爐平衡液位游標——調節乙煉油爐最佳煉油液位、爐右上方綠色指示燈——高限液位報警指示。

　?。?）創建實時趨勢曲線窗口如下圖所示：

　　說明：橫軸顯示時間，縱軸顯示兩爐液位值，紅色曲線為甲爐液位，藍色曲線顯示乙爐液位曲線，左鍵單擊“返回”按鈕返回監控中心窗口。

　?。?）創建歷史報表窗口如下圖所示：

　　說明：左鍵單擊“返回”按鈕返回到監控中心窗口。

　?。?）創建萬能報表窗口如下圖所示：

　　說明：“報表時間：”顯示實時時間，“實時值”分別顯示甲乙爐液位值，“數值、-1秒、-2秒、-3秒、-4秒、-5秒、-6秒、-7秒、平均值、合計”分別顯示進入窗口當前、-1秒、-2秒、-3秒、-4秒、-5秒、-6秒和-7秒時甲乙爐的液位值以及它們的平均值和總和，左鍵單擊“返回”按鈕返回監控窗口。

　?。?）創建報警記錄窗口如下圖所示：

　　說明：區域1顯示實時報警情況中，區域2顯示歷史報警記錄情況，區域3顯示各區域實時和歷史報警情況，左鍵單擊“返回”按鈕返回到監控窗口。其中包含全部記錄，有翻頁查看和確認功能。

　?。?）創建歷史趨勢窗口如下圖所示：

　　說明：橫軸顯示實時時間，縱軸顯示甲乙實時趨勢曲線，紅色的為甲爐的，黑色的為乙爐的，左鍵單擊“返回”按鈕返回到監控窗口，拖動上方游標可查看各個時刻坐標值，雙擊窗口還可出現以下趨勢設置窗口：

　　3、設計心得和體會：

　　通過這次組態軟件設計，我掌握了組態軟件進行點組態、制作窗口、進行動畫連接、編寫腳本程序、制作各種報表、制作實時和歷史報警記錄以及調試運行項目等各種組態軟件開發操作。此外通過這次設計使我了解到組態軟件的強大功能以及其在各領域監控系統中的應用。

　　4、個人建議：

　　我個人覺得老師應該減少一些理論課時，增加一些實驗課時，因為這門課程是側重于實際操作方面的。同時希望老師側重調解操作的難點和偏點，因為一些簡單的操作不用老師多講同學也能自學掌握。又或者多給一些用到特殊操作或活用的操作的例子，讓同學模仿學習。