組態軟件的春天

　　《國內外機電一體化技術》（以下簡稱《國》）雜志就目前組態軟件市場技術的發展趨勢，采訪了北京三維力控科技有限公司（以下簡稱力控科技）副總經理田曉亮先生。

　　《國》：大多數組態軟件提供多種數據采集程序，用戶可以進行配置。然而，在這種情況下，驅動程序只能由組態軟件開發商提供，或者由用戶按照某種組態軟件的接口規范編寫，這為用戶提出了過高的要求。OPC規范似乎解決了這個問題，您對此有什么看法？請進一步談一談組態軟件的開放性。

　　力控科技：監控組態軟件和控制設備及“第三方系統”的通訊不單純是個數據采集的問題，而是要求軟件的實時數據庫結構要能夠完整的描述工廠數據模型的基礎下才能建立起完整的數據交互模式與數據通訊，同時由于軟件在通訊中不但要考慮系統的控制網絡、設備及數據模型、系統容災與安全等因素，而且要考慮項目中與多種開發工具集成的多樣性，因此軟件的通訊程序與開放接口必不可少，OPC規范做為一個企業軟件架構的一個全新方向推出以來，得到了廣泛的推廣，該規范較系統的描述了通訊中的實時、歷史、報警及事件等的基礎需求，同時為工業網與企業網也架設了“橋梁”，但該技術也有自身的局限性，該規范早期是以Microsoft為重要核心，以COM原始基礎，因此OPC在分布式應用實踐中帶來了諸多的配置麻煩和使用詬病，并且該規范早期無法做到與系統平臺的無關性。而新推出的OPC UA統一架構的標準仍然有待在實踐中不斷優化和完善，同時由于工廠信息化集成項目的復雜性，在實際操作中OPC規范只能在一定程度上解決數據模型交互的問題，面對復雜的的數據交互模式，仍然無法完全取代各廠家自有的擴展接口及通訊程序的便利性，所以OPC規范與各廠家自有的擴展接口及通訊程序仍然是一個長期共存的局面，互不可缺。

　　《國》：隨著管理信息系統和計算機集成制造系統的普及，生產現場數據的應用已經不僅僅局限于數據采集和監控。在生產制造過程中，需要現場的大量數據進行流程分析和過程控制，以實現對生產流程的調整和優化。如何處理組態軟件與管理信息系統或領導信息系統的集成？

　　力控科技：由于監控組態軟件與其它第三方信息化軟件存在著不同操作系統與不同開發工具開發的產品的集成問題，因此軟件最重要的還是工程模型的描述，一個監控組態軟件的數據庫結構要能合理的描述工廠數據模型，提供的接口能夠能夠適用各種開發工具來調用供出來，這樣才方便與管理信息系統或領導信息系統進行集成、比如軟件的數據庫要支持開放的C、C++、COM、OPC、ODBC、OLEDB等數據交互接口，同時需要支持以.NET、java等開發工具在軟件平臺可以基于web service技術進行集成，這樣才方便提供整體解決方案。

　　《國》：現代企業的生產已經趨向國際化、分布式的生產方式。Internet將是實現分布式生產的基礎。組態軟件能否從原有的局域網運行方式跨越到支持Internet？

　　力控科技：自從Internet出現后，各種監控組態軟件就開始不同程度的支持在Internet的應用，比如力控forcecontrol系列在1998年就已經有web上的應用了，目前的組態軟件在Internet上已經在從早期的簡單的數據通信、監控畫面發布，再到現在支持遠程部署、組態，并且從基礎的架構適應了“e”時代的要求，可以這么說基于Web方式的管理方式已經成為軟件的一種發展趨勢，但由于行業特殊性及安全等原因的要求，在一些特定的行業，還是不允許組態軟件過度的開放，因此需要監控組態軟件在產品系統結構上設計要做到開放性與安全性進行有機的統一。

　　《國》：由于早期的控制系統是封閉的，安全性問題不是很突出，這樣以往的工控軟件設計時很少考慮到安全性需求。隨著網絡的發展，如何解決這個問題？

　　力控科技：由于目前的安全技術，無論防火墻、UTM等防護系統都不能保證攻擊的一定阻斷，入侵檢測等監控系統也不能保證入侵行為完全捕獲，所以最安全的方式就是物理的分開。三維力控新設計的具備國家專利的隔離型網關pSafetyLink可以解決網絡安全性類問題， pSafetyLink是種專為工業網絡應用設計的防護設施，用于解決工業SCADA控制網絡如何安全接入信息網絡（外網）的問題。該網關在保證以特定規約傳輸的情況下可以完成生產網絡到信息網絡的隔離作用。它與防火墻等網絡安全設備本質不同的地方是它阻斷網絡的直接連接，只完成特定工業應用數據的交換。由于沒有了網絡的連接，攻擊就沒有了載體，如同網絡的“物理隔離”。

　　《國》：隨著以工業PC為核心的自動控制集成系統技術的日趨完善和工程技術人員的使用組態軟件水平的不斷提高，用戶對組態軟件的要求已不像過去那樣主要側重于畫面，而是要考慮一些實質性的應用功能，如軟件PLC，先進過程控制策略等。組態軟件的控制功能將如何發展？

　　力控科技:監控組態軟件平臺做為監控管理級軟件可以用于基于PC控制和先進優化控制的補充，基于組態軟件平臺疊加的“軟PLC”的PC控制與PLC的控制系統形成了有益的補充和互補，但隨著監控組態軟件平臺的網絡化和分布式應用不斷的發展，以優化控制、調度指揮、數據挖掘、決策支持為特征的高端應用，是自動控制系統價值挖掘的主要方向，也是自動化程度達到一定程度后的必然趨勢，基于監控組態軟件平臺先進過程控制策略軟件會有良好的發展空間。

　　面向未來，工業自動化市場必然普及自動化程度到提高自動控制系統的控制質量，因此在國內無論是先進控制還是優化控制，都是充分發揮控制系統潛力、獲得最優控制效果的最有效手段。目前大工業的DCS控制設備多數只發揮著單回路控制的效果。優化控制的核心技術存在于工藝知識中，優化控制也曾一度是國外工藝專利保有者、DCS供應商、裝置總包商和專業軟件商的專利，軟件成果高度依賴于計算機操作系統和DCS廠家、型號，軟件成果可移植性極差，只有將工藝的改進與優化結合信息集成技術才能使優化控制才能夠發揮作用。將成熟的優化控制的理論在實踐中做到可移植與平臺無關性。

　　《國》：目前組態軟件在中國的發展和應用情況如何？國內自主開發的軟件在面臨眾多國際知名軟件的沖擊下表現情況如何？

　　力控科技：國產監控組態軟件軟件在多年的實踐應用與行業拓展中，在市場上已經占據一席之地，并且相關的運做團隊及開發實力不斷壯大，比如三維力控的北京公司經過多年的發展的整個團隊已經超過百人，具備了沖擊同類國外同產品的綜合實力，國產軟件面臨國外軟件的沖擊下有幾個明顯的競爭優勢：

　　1、 在中高端的行業深入應用及系統拓展上比國外同類軟件有很大的集成優勢，相應的產品架構及服務體系非常適合中國國情。

　　2、 在國內中低端市場與進口軟件相比有著明顯的性能價格比優勢；

　　3、 產品適合民族自動化軟硬產業升級和配套。

　　《國》：在您看來一款好的組態軟件應該具備哪些條件？請簡單談一談組態軟件未來的發展情況。

　　力控科技：一款好的監控組態軟件平臺設計要具備以下特征：

　　方便的集成構架：目前企業信息化的規模擴大，SOA架構的推出，因此要求企業信息化的相關軟、硬件產品有高強度的“集成”能力，產品要任意伸縮的構架、立體的、模型化實時數據庫結構對監控組態軟件是非常關鍵的，它可以有效的對生產實時、歷史、統計、報警數據進行管理。

　　具備面向“服務模式”的可視化系統：目前的地理信息系統、視頻監控系統、虛擬顯示技術、三維圖像技術、GDI+技術紛紛要與SCADA系統集成在一起，如力控新推出的eForcecon就支持與“第三方系統”如GIS、虛擬現實、多媒體、視頻、ERP等系統進行嵌套、無縫連接與集成，提供整體“打包”方案。

　　可靠的冗余與容錯技術：產品的系統架構設計要從分布式布局、動態負載均衡、故障隔離、快速維護、自診斷與自恢復技術、冗余與容錯、可靠的工業通訊等多方面進行設計，這樣才能保證系統充分的安全，力控的分布式實時數據庫技術有效的保證了系統的穩定性與擴展性。

　　組態軟件未來的發展有幾點需要重視：

　　1、 產品模型：自身的產品架構模型、數據模型、可視化模型是否能適應信息化的需要最為關鍵，也是產品生命力的所在。

　　2、 集成：IT業自身的特點要求產品能夠不斷的將新的軟件技術進行快速集成最為重要，這樣方便提供系統整體解決方案，將傳統的HMI/scada功能與MES、ERP等層面的功能揉為一體。

　　3、 可視化：除了產品本身需要引進最新的強大的矢量圖形覽技術外，還要具備將GIS、虛擬現實、多媒體、視頻等技術融入到HMI/SCADA平臺軟件中。

　　4、 開發工具的選擇：因為監控組態軟件的穩定是產品的關鍵性因素，因此在目前的技術條件下，產品的分布式服務內核采用C++工具進行構建是首推，其它開發工具都存在影響運行效率的弊端，實際應用中，各種開發工具的混合集成開發是產品的發展趨勢，這樣可以方便的適應未來軟件新技術的不斷融合。