工业自动化软件系统技术

田彦明

摘要：对于工业自动化系统来说，其关键技术是工业网络，而在自动化领域，软件技术与IT的联系最为紧密，所以，其发展也是最为快捷。20年前自动化软件面世，与最开始相比较，其内涵和外延都已扩展，所以当我们展望未来，对其发展趋势的展望也是一个仁者见仁、智者见智的话题，究竟是“对”还是“错”，在若干年以后才能得以证明。

关键词：工业；自动化；软件系统；优化控制

前 言

近年来，传统自动化技术与计算机技术加快了其进程，IT技术快速进入工业自动化系统的各个层面，并改变了自动化系统长期以来不能与IT技术同步增长的局面。基于Internet技术的IT包括：WindowsPC、WebTechnology、Ethernet、Security等技术，其中的任何一项都会推动工业自动化系统新的发展。美国一家电气公司顺应市场，抓住机遇，不断创新，推出了IT动力自动化系统，从而推动了工业自动化系统的快速发展。

一、自动化软件发展历史

从20世纪80年代初期诞生至今，自动化软件已经有了20年的发展历史：：80年代的组态软件，像Onspec、Paragon500等早期的FIX等都运行在磁盘操作系统（DOS）环境下，图形界面的功能不是很强，软件中包含着大量的控制算法，这是因为DOS具有很好的实时性；90年代，随着微软的Windows3.0风靡全球，以国外某家公司为代表的人机界面软件开创了Windows下运行工控软件的先河。

1.工业自动化软件的网络化

由于工业自动化软件间的信息交互越来越多，需要在单台机器上实现对多台机器上的软件系统进行集中远程管理的功能，因此网络化的管理也是自动化软件的发展方向。更随着网络的多样性与数据的分散的性质，工业自动化软件正朝着信息总线的方向发展，信息总线的方式改变了过去需要将数据集中采集和处理的观念，类似于在数据监控层上铺设一条信息总线，再由各个子系统链接在该信息总线上，这样就能够实现各个系统间的相互通讯，实现了监控系统的全分布。

2.从集中自动化到分布式自动化

传统的工业自动化系统都采用具有集中运算能力的中央控制器，按照传统的软件技术，软件程序是面向过程的，编制面向过程的程序十分复杂，需要做大量程序编制的开发工作；同时，微软公司的Windows平台也提供了COM/DCOM技术，为实现分布式自动化提供了技术基础。COM提供了一种软件架构，它是可复用的二进制软件组件，它们之间可以相互通信并共享数据。一个完整的应用软件可以用这些组件适当地组合而成。DCOM可以使COM组件分布在不同的计算机上，并通过网络相互连接，相互交换数据，就像在本地一样。二、自动化软件全球及国内市场发展状况

从最近几年的发展来看，工业自动化软件技术的很多发面都有了不错的发展，而其中系统开发环境和系统构架方面也特别受到关注。集成开发环境通过应用组件，可实现工程重用的组件对象体系结构可以显著地提高生产力。组件对象模型有利于开发代表工厂设备的可重用的应用对象。而其自动化软件在国内市场可细分为高端和中低端。高端市场基本上由国外品牌的软件占有，像一些国家级的大项目、大型企业的主生产线控制等，高端市场的特点是装机量小，但单机销售额大，目前国外品牌的软件年装机量没有一家能超过1000套。中低端市场基本由国产软件占有，亚控的组态王独占鳌头，占据了60%以上的份额，年装机量5000套左右，但单机销售额只有国外品牌的1/10～1/2。

三、自动化软件的发展趋势

在自动化软件赖以普及发展的诸多因素中，有技术层面的，也有商业层面的，但制造业的需求是决定性的。制造业的发展，带来了对自动化软件需求的提升；也决定了自动化软件将由过去单纯的组态监控功能，向着更高和更广的层面发展。只有满足需求的产品才有生存的空间，这是永恒不变的规律。自动化软件亦是如此。所以，未来自动化软件的发展将主要表现为以下一系列特征：

1.技术性信息

自动化软件正慢慢成为协作生产制造过程中不同阶段的核心系统，无论是用户还是硬件供应商都将自动化软件作为全厂范围内信息收集和集成的工具，这就要求自动化软件大量采用“标准化技术”，如OPC、DDE、ActiveX控件、COM/DCOM等，这样使得自动化软件演变成软件平台，在软件功能不能满足用户特殊需要时，用户可以根据自己的需要进行二次开发。比如组态王6.0中提供了4个开发工具包，就是使用户可以进行二次开发。自动化软件采用标准化技术还便于将局部的功能进行互连。在全厂范围内，不同厂家的自动化软件也可以实现互连。

2.构造信息化的平台

ERP是国内炙手可热的话题，但目前的ERP主要应用在商业企业的财务、销售、物流等方面。在国内外的企业生产中，还没有多少企业能够将生产信息和ERP系统整合到一起，使生产效率和市场效益最大化，也就是说在工业现场和ERP之间存在着鸿沟，如何使实时历史数据能够进入企业信息管理系统，是现代信息工厂迫在眉睫的需求。随着大型数据库技术的日益成熟，全球主要的自动化厂商已发展了相关平台，使自动化软件向着生产制造和管理的信息系统的方向发展。自动化软件已经成为构造全厂信息平台的承上启下的重要组成部分。

在未来企业的信息化进程中，自动化软件将成为中间件，因为自动化软件厂商在既了解企业工艺、控制、生产制造需求，又能完成现场历史数据的记录、存储及为ERP提供生产实时数据方面有着得天独厚的优势。

3.成为全球供应商

WTO给国内商家带来巨大的改变，因为国门对外打开，这样国外的市场对国内的自动化厂商也打开了。因为目前中国的市场份额只占全球的3%，所以成为全球自动化软件供应商对于国内自动化软件公司的发展至关重要。另外，国内越来越多的系统集成商和设备制造商在未来可能成为世界级的公司，他们的产品向全球销售时，他们更需要世界级的软件厂商向他们提供产品和服务，国内不少组态王的用户已向亚控购买了英文版即证明了这种趋势的发展，亚控将发展远景鎖定为未来5年成为世界级的自动化软件服务商就是基于这一原因。

四、结束语

工业自动化软件技术正朝着智能化的方向发展，网络化和集成化方向也随之快速发展，在网络环境下运行复杂的系统，在网上实现复杂系统的优化控制与管理已是指日可待。尽管现如今工业自动化系统已经变复杂，对自动化软件系统的要求也越来越高，但是工业自动化系统软件技术正在快速发展，未来会用更先进的技术去解决复杂的问题，并成为实现管理的扁平化的强大后援团，激励人们去解决面对到的一个又一个的技术难题。

参考文献：

[1]阳宪惠.现场总线技术及其应用.北京：清华大学出版社，1999.110～132

[2]北京昆仑通态自动化软件科技有限公司.MCGS用户手册.2003.

[3]北京昆仑通态自动化软件科技有限公司.MCGS参考手册.2003.