組態(tài)軟件的簡(jiǎn)介及結(jié)構(gòu)劃分標(biāo)準(zhǔn)

在組態(tài)軟件中，通過組態(tài)生成的一個(gè)目標(biāo)應(yīng)用項(xiàng)目在計(jì)算機(jī)硬盤中占據(jù)唯一的物理空間（邏輯空間），可以用唯一的一個(gè)名稱來標(biāo)識(shí)，就被稱為一個(gè)應(yīng)用程序。在同一計(jì)算機(jī)中可以存儲(chǔ)多個(gè)應(yīng)用程序，組態(tài)軟件通過應(yīng)用程序的名稱來訪問其組態(tài)內(nèi)容，打開其組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行修改或?qū)⑵鋺?yīng)用程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。

組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分有多種標(biāo)準(zhǔn)，這里以使用軟件的工作階段和軟件體系的成員構(gòu)成兩種標(biāo)準(zhǔn)討論其體系結(jié)構(gòu)。

一、組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分

1.以使用軟件的工作階段劃分

也可以說是按照系統(tǒng)環(huán)境劃分，從總體上講，組態(tài)軟件是由兩大部分構(gòu)成的：

系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境：是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師為實(shí)施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進(jìn)行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng),供系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。

系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境由若干個(gè)組態(tài)程序組成，如圖形界面組態(tài)程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)程序等。

系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，目標(biāo)應(yīng)用程序被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境由若干個(gè)運(yùn)行程序組成，如圖形界面運(yùn)行程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行程序等。

組態(tài)軟件支持在線組態(tài)技術(shù)，即在不退出系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的情況下可以直接進(jìn)入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài)，使修改后的組態(tài)直接生效。

自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師最先接觸的一定是系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，通過一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試，最終將目標(biāo)應(yīng)用程序在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境投入實(shí)時(shí)運(yùn)行，完成一個(gè)工程項(xiàng)目。

2. 按照成員構(gòu)成劃分

組態(tài)軟件因?yàn)槠涔δ軓?qiáng)大，而每個(gè)功能相對(duì)來說又具有一定的獨(dú)立性，因此其組成形式是一個(gè)集成軟件平臺(tái)，由若干程序組件構(gòu)成。

其中必備的典型組件包括：

應(yīng)用程序管理器

應(yīng)用程序管理器是提供應(yīng)用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應(yīng)用等功能的專用管理工具。在自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師應(yīng)用組態(tài)軟件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到下面一些煩惱：經(jīng)常要進(jìn)行組態(tài)數(shù)據(jù)的備份；經(jīng)常需要引用以往成功應(yīng)用項(xiàng)目中的部分組態(tài)成果（如畫面）；經(jīng)常需要迅速了解計(jì)算機(jī)中保存了哪些應(yīng)用項(xiàng)目。雖然這些要求可以用手工方式實(shí)現(xiàn)，但效率低下，極易出錯(cuò)。有了應(yīng)用程序管理器的支持，這些操作將變得非常簡(jiǎn)單。

圖形界面開發(fā)程序

是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師為實(shí)施其控制方案，在圖形編輯工具的支持下進(jìn)行圖形系統(tǒng)生成工作所依賴的開發(fā)環(huán)境。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng),供圖形運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。

圖形界面運(yùn)行程序

在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)被圖形界面運(yùn)行程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序
有的組態(tài)軟件只在圖形開發(fā)環(huán)境中增加了簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理功能，因而不具備完整的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。目前比較先進(jìn)的組態(tài)軟件都有獨(dú)立的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組件，以提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，增強(qiáng)處理能力。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序是建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的組態(tài)工具，可以定義實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)類型及相關(guān)的各種參數(shù)。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序

在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，目標(biāo)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)被實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)。歷史數(shù)據(jù)的查詢、檢索、報(bào)警的管理都是在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序中完成的。

I/O驅(qū)動(dòng)程序

是組態(tài)軟件中必不可少的組成部分，用于和I/O設(shè)備通訊，互相交換數(shù)據(jù)，DDE和OPC Client是兩個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)I/O驅(qū)動(dòng)程序，用來和支持DDE標(biāo)準(zhǔn)和OPC標(biāo)準(zhǔn)的I/O設(shè)備通訊。多數(shù)組態(tài)軟件的DDE驅(qū)動(dòng)程序被整合在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)或圖形系統(tǒng)中，而OPC Client則多數(shù)單獨(dú)存在。

擴(kuò)展可選組件包括：

通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）組態(tài)程序

通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口組件用來完成組態(tài)軟件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與通用數(shù)據(jù)庫(kù)（如Oracle、Sybase、Foxpro、DB2、Infomix、SQL Server等）的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換，通用數(shù)據(jù)庫(kù)既可以讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可以讀取歷史數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)也可以從通用數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)地讀入數(shù)據(jù)。通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）組態(tài)環(huán)境用于指定要交換的通用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、字段名稱及屬性、時(shí)間區(qū)段、采樣周期、字段與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系等。

通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口（ODBC接口）運(yùn)行程序

已組態(tài)的通用數(shù)據(jù)庫(kù)連接被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，按照預(yù)先指定的采樣周期，對(duì)規(guī)定時(shí)間區(qū)段按照組態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)建立起通用數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)間的數(shù)據(jù)連接。

策略（控制方案）編輯組態(tài)程序

策略編輯/生成組件

是以PC為中心實(shí)現(xiàn)低成本監(jiān)控的核心軟件，具有很強(qiáng)的邏輯、算術(shù)運(yùn)算能力和豐富的控制算法。策略編輯/生成組件以IEC-1131-3標(biāo)準(zhǔn)為使用者提供標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境，共有4種編程方式：梯形圖、結(jié)構(gòu)化編程語言、指令助記符、模塊化功能塊。使用者一般都習(xí)慣于使用模塊化功能塊，根據(jù)控制方案進(jìn)行組態(tài)，結(jié)束后系統(tǒng)將保存組態(tài)內(nèi)容并對(duì)組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行語法檢查、編譯。

編譯生成的目標(biāo)策略代碼即可以與圖形界面同在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，也可以下裝（Download）到目標(biāo)設(shè)備（如PC/104、Windows CE系統(tǒng)等PC-Based設(shè)備）上運(yùn)行。

策略運(yùn)行程序

組態(tài)的策略目標(biāo)系統(tǒng)被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)，同時(shí)完成與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)交換。

實(shí)用通訊程序組件

實(shí)用通訊程序極大地增強(qiáng)了組態(tài)軟件的功能，可以實(shí)現(xiàn)與第三方程序的數(shù)據(jù)交換，是組態(tài)軟件價(jià)值的主要表現(xiàn)之一。通訊實(shí)用程序具有以下功能：

1.可以實(shí)現(xiàn)操作站的雙機(jī)冗余熱備用；
2.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程訪問和傳送；
3.通訊實(shí)用程序可以使用以太網(wǎng)、RS485、RS232、PSTN等多種通訊介質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)其功能。實(shí)用通訊程序組件可以劃分為Server和Client兩種類型，Server是數(shù)據(jù)提供方，Client是數(shù)據(jù)訪問方，一但Server和Client建立起了連接，二者間就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。