1.3 组态软件的构成与使用步骤

1.3.1 组态软件的系统构成

从总体结构上看，组态软件一般由系统开发环境（或称为组态环境）与系统运行环境两大部分组成。系统开发环境和系统运行环境之间的纽带是实时数据库，三者之间的关系如图1-1所示。

1．系统开发环境

它是自动化工程设计工程师为实施其控制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成的工作环境。通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供系统运行环境运行时使用。

系统开发环境由若干个组态程序组成，如图形界面组态程序、实时数据库组态程序等。

2．系统运行环境

在系统运行环境下，目标应用程序被装入计算机内存并投入实时运行。系统运行环境由若干个运行程序组成，如图形界面运行程序、实时数据库运行程序等。

组态软件支持在线组态技术，即在不退出系统运行环境的情况下可以直接进入组态环境并修改组态，使修改后的组态直接生效。

自动化工程设计工程师最先接触的一定是系统开发环境，通过一定工作量的系统组态和调试，最终将目标应用程序在系统运行环境中投入实时运行，完成一个工程项目。

一般工程应用必须有一套开发环境，也可以有多套运行环境。在本书的实例中，为了方便起见，将开发环境和运行环境放在一起，通过菜单限制编辑修改功能，从而实现运行环境。

一套好的组态软件应该能够为用户提供快速构建自己的计算机控制系统的手段。例如，对输入信号进行处理的各种模块、各种常见的控制算法模块、构造人机界面的各种图形要素、使用户能够方便地进行二次开发的平台或环境等。如果是通用的组态软件，还应当提供各类工控设备的驱动程序和常见的通信协议。

1.3.2 组态软件的使用步骤

组态软件通过I/O驱动程序从现场I/O设备获得实时数据，对数据进行必要的加工后，一方面以图形方式直观地显示在计算机屏幕上，另一方面按照组态要求和操作人员的指令将控制数据送给I/O设备，对执行机构实施控制或调整控制参数。在具体的工程应用中，必须经过完整、详细的组态设计，组态软件才能够正常工作。

下面列出组态软件的使用步骤。

1）将所有I/O点的参数收集齐全，并填写表格，以备在控制组态软件和控制、检测设备上组态时使用。

2）搞清楚所使用的I/O设备的生产商、种类、型号，使用的通信接口类型，采用的通信协议，以便在定义I/O设备时能够准确选择。

3）将所有I/O点的I/O标识收集齐全，并填写表格。I/O标识是唯一的确定一个I/O点的关键字，组态软件通过向I/O设备发出I/O标识来请求对应的数据。在大多数情况下，I/O标识是I/O点的地址或位号名称。

4）根据工艺过程绘制画面草图、设计画面结构。

5）按照上述第1）步统计出的表格建立实时数据库，正确组态各种变量参数。

6）根据上述第1）步和第3）步的统计结果，在实时数据库中建立实时数据库变量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接。

7）根据上述第4）步的画面草图和画面结构，组态每一幅静态的操作画面。

8）为操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定动画属性和幅度。

9）对组态内容进行分段和总体调试。

10）系统投入运行。

在一个自动控制系统中，投入运行的控制组态软件是系统的数据收集处理中心、远程监视中心和数据转发中心，处于运行状态的控制组态软件与各种控制、检测设备（如PLC、智能仪表、DCS等）共同构成快速响应的控制中心。控制方案和算法一般在设备上组态并执行，也可以在PC上组态，然后下装到设备中执行，这是根据设备的具体要求而定的。

监控组态软件投入运行后，操作人员可以在它的支持下完成以下6项任务。

1）查看生产现场的实时数据及流程画面。

2）自动打印各种实时/历史生产报表。

3）自由浏览各个实时/历史趋势画面。

4）及时得到并处理各种过程报警和系统报警。

5）在需要时，人为干预生产过程，修改生产过程参数和状态。

6）与管理部门的计算机联网，为管理部门提供生产实时数据。