组态软件是一种用于工业自动化领域的软件工具,主要用于构建和运行工业监控系统、数据采集与监控系统(SCADA)等,能够实现对工业设备、生产过程的实时监控、数据采集、控制逻辑配置以及人机交互界面的设计与管理。以下从定义、核心功能、常见分类及具体软件等方面详细介绍:
一、组态软件的核心定义与功能
1. 核心定义
组态软件通过 “组态”(即参数化配置而非代码编写)的方式,将各种工业设备、传感器、控制器等硬件与软件功能模块进行连接和配置,快速搭建满足特定工业需求的监控系统,无需大量底层编程即可实现对工业现场的可视化管理。
2. 主要功能
- 数据采集与处理
- 实时获取 PLC、传感器等设备的数据,进行存储、分析和异常处理。
- 可视化界面设计
- 通过图形化工具绘制工艺流程、设备状态等界面,支持动态显示数据变化。
- 控制逻辑组态
- 配置报警规则、自动控制策略(如 PID 调节)、联动控制等逻辑。
- 通信与集成
- 支持多种工业通信协议(如 Modbus、OPC UA),与不同硬件设备和第三方系统对接。
- 报表与历史数据管理
- 生成生产报表、趋势曲线,存储历史数据用于追溯和分析。
二、组态软件的常见分类
根据应用场景和技术特点,可分为以下几类:
- 通用型组态软件
- 适用于多种工业领域,功能全面,如 Intouch、WinCC、组态王等。
- 行业专用型组态软件
- 针对特定行业优化,如电力行业的 iFIX、石油化工领域的 ForceControl 等。
- 轻量级组态软件
- 功能简洁,适合小型系统或边缘设备,如 MCGS 嵌入版、部分国产轻量级工具。
- 基于 Web 的组态软件
- 支持浏览器访问,便于远程监控,如部分新兴厂商的 Web SCADA 产品(传统组态中较少,近年逐渐发展)。
三、国内外常见的传统组态软件(含新补充)
1. 国内传统组态软件
- 组态王(KingView)
- 北京亚控科技产品,国内市场占有率较高,支持多种硬件协议,界面开发灵活,适合中小型项目,在市政、环保、制造业应用广泛。
- 力控(ForceControl)
- 北京三维力控科技开发,强调分布式架构和跨平台能力,支持复杂工业网络,适用于石油、化工、能源等大型系统。
- MCGS(昆仑通态)
- 北京昆仑通态产品,分为通用版和嵌入版,操作简单,价格亲民,在自动化生产线、楼宇自控中常见。
- 紫金桥(Realinfo)
- 由紫金桥软件技术有限公司开发,支持跨平台(Windows、Linux),注重数据处理和实时性,在冶金、电力等行业有应用。
- 杰控(FameView)
- 北京杰控科技产品,支持 3D 界面设计和移动终端访问,适用于食品、制药等对可视化要求较高的场景。
2. 国外传统组态软件
- WinCC(Siemens)
- 西门子旗下核心产品,与西门子 PLC(如 S7 系列)深度集成,稳定性强,功能全面,常用于汽车制造、电力等大型项目。
- Intouch(Wonderware/Aveva)
- 原 Wonderware 产品,现属 Aveva 集团,以灵活的架构和强大的实时数据处理能力著称,在化工、石油等流程工业应用广泛。
- iFIX(GE Digital)
- GE 开发的高端组态软件,支持冗余系统和复杂控制策略,在电力、矿山等对可靠性要求高的行业中使用较多。
- Citect(Schneider Electric)
- 施耐德旗下产品,注重网络安全和跨平台兼容性,支持 SCADA 与 MES 系统集成,适用于智能制造场景。
- RSView(Rockwell Automation)
- 罗克韦尔自动化的组态软件,与 Logix 系列控制器无缝对接,在汽车、半导体等自动化产线中常见。
- ProTool/Pro(Siemens)
- 西门子早期针对小型系统的组态工具,现已逐步被 WinCC 取代,但部分老旧项目仍在使用。
四、新兴组态软件(延伸补充)
随着工业互联网和数字化转型发展,部分新兴组态工具兼具传统功能与创新特性:
- 基于云的组态平台
- 如 AWS IoT TwinMaker、Azure Digital Twins,支持云端数据处理和远程监控。
- 低代码 / 无代码组态工具
- 如 Mendix、OutSystems,降低开发门槛,适合快速搭建轻量化应用。
- 国产化新型号
- 如中电太极的 “太极智控”、华为的工业互联网平台配套工具,结合国产化硬件生态发展。
五、组态软件的选择要点
- 硬件兼容性
- 是否支持现场设备的通信协议(如 PLC 品牌、传感器接口)。
- 功能需求
- 小型项目可选轻量级工具,大型复杂系统需考虑分布式、冗余等功能。
- 行业适配性
- 电力、化工等行业可能需要特定认证(如防爆、安全等级)。
- 扩展性
- 是否支持与 MES、ERP 等上层系统集成,是否兼容未来硬件升级。
- 成本与服务
- 国外品牌通常价格较高,但技术支持完善;国产品牌性价比高,本地化服务更及时。
通过组态软件,工业现场的设备状态、生产数据得以直观呈现,帮助企业实现高效监控、故障预警和生产优化,是工业自动化与数字化管理的关键工具之一。