組態(tài)軟件的春天
《國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)》(以下簡(jiǎn)稱《國(guó)》)雜志就目前組態(tài)軟件市場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),采訪了北京三維力控科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱力控科技)副總經(jīng)理田曉亮先生。
《國(guó)》:大多數(shù)組態(tài)軟件提供多種數(shù)據(jù)采集程序,用戶可以進(jìn)行配置。然而,在這種情況下,驅(qū)動(dòng)程序只能由組態(tài)軟件開發(fā)商提供,或者由用戶按照某種組態(tài)軟件的接口規(guī)范編寫,這為用戶提出了過(guò)高的要求。OPC規(guī)范似乎解決了這個(gè)問(wèn)題,您對(duì)此有什么看法?請(qǐng)進(jìn)一步談一談組態(tài)軟件的開放性。
力控科技:監(jiān)控組態(tài)軟件和控制設(shè)備及“第三方系統(tǒng)”的通訊不單純是個(gè)數(shù)據(jù)采集的問(wèn)題,而是要求軟件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)要能夠完整的描述工廠數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)下才能建立起完整的數(shù)據(jù)交互模式與數(shù)據(jù)通訊,同時(shí)由于軟件在通訊中不但要考慮系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備及數(shù)據(jù)模型、系統(tǒng)容災(zāi)與安全等因素,而且要考慮項(xiàng)目中與多種開發(fā)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(guī)范做為一個(gè)企業(yè)軟件架構(gòu)的一個(gè)全新方向推出以來(lái),得到了廣泛的推廣,該規(guī)范較系統(tǒng)的描述了通訊中的實(shí)時(shí)、歷史、報(bào)警及事件等的基礎(chǔ)需求,同時(shí)為工業(yè)網(wǎng)與企業(yè)網(wǎng)也架設(shè)了“橋梁”,但該技術(shù)也有自身的局限性,該規(guī)范早期是以Microsoft為重要核心,以COM原始基礎(chǔ),因此OPC在分布式應(yīng)用實(shí)踐中帶來(lái)了諸多的配置麻煩和使用詬病,并且該規(guī)范早期無(wú)法做到與系統(tǒng)平臺(tái)的無(wú)關(guān)性。而新推出的OPC UA統(tǒng)一架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)仍然有待在實(shí)踐中不斷優(yōu)化和完善,同時(shí)由于工廠信息化集成項(xiàng)目的復(fù)雜性,在實(shí)際操作中OPC規(guī)范只能在一定程度上解決數(shù)據(jù)模型交互的問(wèn)題,面對(duì)復(fù)雜的的數(shù)據(jù)交互模式,仍然無(wú)法完全取代各廠家自有的擴(kuò)展接口及通訊程序的便利性,所以O(shè)PC規(guī)范與各廠家自有的擴(kuò)展接口及通訊程序仍然是一個(gè)長(zhǎng)期共存的局面,互不可缺。
《國(guó)》:隨著管理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的普及,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用已經(jīng)不僅僅局限于數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。在生產(chǎn)制造過(guò)程中,需要現(xiàn)場(chǎng)的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行流程分析和過(guò)程控制,以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程的調(diào)整和優(yōu)化。如何處理組態(tài)軟件與管理信息系統(tǒng)或領(lǐng)導(dǎo)信息系統(tǒng)的集成?
力控科技:由于監(jiān)控組態(tài)軟件與其它第三方信息化軟件存在著不同操作系統(tǒng)與不同開發(fā)工具開發(fā)的產(chǎn)品的集成問(wèn)題,因此軟件最重要的還是工程模型的描述,一個(gè)監(jiān)控組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)要能合理的描述工廠數(shù)據(jù)模型,提供的接口能夠能夠適用各種開發(fā)工具來(lái)調(diào)用供出來(lái),這樣才方便與管理信息系統(tǒng)或領(lǐng)導(dǎo)信息系統(tǒng)進(jìn)行集成、比如軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)要支持開放的C、C++、COM、OPC、ODBC、OLEDB等數(shù)據(jù)交互接口,同時(shí)需要支持以.NET、java等開發(fā)工具在軟件平臺(tái)可以基于web service技術(shù)進(jìn)行集成,這樣才方便提供整體解決方案。
《國(guó)》:現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)已經(jīng)趨向國(guó)際化、分布式的生產(chǎn)方式。Internet將是實(shí)現(xiàn)分布式生產(chǎn)的基礎(chǔ)。組態(tài)軟件能否從原有的局域網(wǎng)運(yùn)行方式跨越到支持Internet?
力控科技:自從Internet出現(xiàn)后,各種監(jiān)控組態(tài)軟件就開始不同程度的支持在Internet的應(yīng)用,比如力控forcecontrol系列在1998年就已經(jīng)有web上的應(yīng)用了,目前的組態(tài)軟件在Internet上已經(jīng)在從早期的簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)通信、監(jiān)控畫面發(fā)布,再到現(xiàn)在支持遠(yuǎn)程部署、組態(tài),并且從基礎(chǔ)的架構(gòu)適應(yīng)了“e”時(shí)代的要求,可以這么說(shuō)基于Web方式的管理方式已經(jīng)成為軟件的一種發(fā)展趨勢(shì),但由于行業(yè)特殊性及安全等原因的要求,在一些特定的行業(yè),還是不允許組態(tài)軟件過(guò)度的開放,因此需要監(jiān)控組態(tài)軟件在產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)要做到開放性與安全性進(jìn)行有機(jī)的統(tǒng)一。
《國(guó)》:由于早期的控制系統(tǒng)是封閉的,安全性問(wèn)題不是很突出,這樣以往的工控軟件設(shè)計(jì)時(shí)很少考慮到安全性需求。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,如何解決這個(gè)問(wèn)題?
力控科技:由于目前的安全技術(shù),無(wú)論防火墻、UTM等防護(hù)系統(tǒng)都不能保證攻擊的一定阻斷,入侵檢測(cè)等監(jiān)控系統(tǒng)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(shè)計(jì)的具備國(guó)家專利的隔離型網(wǎng)關(guān)pSafetyLink可以解決網(wǎng)絡(luò)安全性類問(wèn)題, pSafetyLink是種專為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計(jì)的防護(hù)設(shè)施,用于解決工業(yè)SCADA控制網(wǎng)絡(luò)如何安全接入信息網(wǎng)絡(luò)(外網(wǎng))的問(wèn)題。該網(wǎng)關(guān)在保證以特定規(guī)約傳輸?shù)那闆r下可以完成生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)到信息網(wǎng)絡(luò)的隔離作用。它與防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備本質(zhì)不同的地方是它阻斷網(wǎng)絡(luò)的直接連接,只完成特定工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)的交換。由于沒(méi)有了網(wǎng)絡(luò)的連接,攻擊就沒(méi)有了載體,如同網(wǎng)絡(luò)的“物理隔離”。
《國(guó)》:隨著以工業(yè)PC為核心的自動(dòng)控制集成系統(tǒng)技術(shù)的日趨完善和工程技術(shù)人員的使用組態(tài)軟件水平的不斷提高,用戶對(duì)組態(tài)軟件的要求已不像過(guò)去那樣主要側(cè)重于畫面,而是要考慮一些實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用功能,如軟件PLC,先進(jìn)過(guò)程控制策略等。組態(tài)軟件的控制功能將如何發(fā)展?
力控科技:監(jiān)控組態(tài)軟件平臺(tái)做為監(jiān)控管理級(jí)軟件可以用于基于PC控制和先進(jìn)優(yōu)化控制的補(bǔ)充,基于組態(tài)軟件平臺(tái)疊加的“軟PLC”的PC控制與PLC的控制系統(tǒng)形成了有益的補(bǔ)充和互補(bǔ),但隨著監(jiān)控組態(tài)軟件平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化和分布式應(yīng)用不斷的發(fā)展,以優(yōu)化控制、調(diào)度指揮、數(shù)據(jù)挖掘、決策支持為特征的高端應(yīng)用,是自動(dòng)控制系統(tǒng)價(jià)值挖掘的主要方向,也是自動(dòng)化程度達(dá)到一定程度后的必然趨勢(shì),基于監(jiān)控組態(tài)軟件平臺(tái)先進(jìn)過(guò)程控制策略軟件會(huì)有良好的發(fā)展空間。
面向未來(lái),工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)必然普及自動(dòng)化程度到提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量,因此在國(guó)內(nèi)無(wú)論是先進(jìn)控制還是優(yōu)化控制,都是充分發(fā)揮控制系統(tǒng)潛力、獲得最優(yōu)控制效果的最有效手段。目前大工業(yè)的DCS控制設(shè)備多數(shù)只發(fā)揮著單回路控制的效果。優(yōu)化控制的核心技術(shù)存在于工藝知識(shí)中,優(yōu)化控制也曾一度是國(guó)外工藝專利保有者、DCS供應(yīng)商、裝置總包商和專業(yè)軟件商的專利,軟件成果高度依賴于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和DCS廠家、型號(hào),軟件成果可移植性極差,只有將工藝的改進(jìn)與優(yōu)化結(jié)合信息集成技術(shù)才能使優(yōu)化控制才能夠發(fā)揮作用。將成熟的優(yōu)化控制的理論在實(shí)踐中做到可移植與平臺(tái)無(wú)關(guān)性。
《國(guó)》:目前組態(tài)軟件在中國(guó)的發(fā)展和應(yīng)用情況如何?國(guó)內(nèi)自主開發(fā)的軟件在面臨眾多國(guó)際知名軟件的沖擊下表現(xiàn)情況如何?
力控科技:國(guó)產(chǎn)監(jiān)控組態(tài)軟件軟件在多年的實(shí)踐應(yīng)用與行業(yè)拓展中,在市場(chǎng)上已經(jīng)占據(jù)一席之地,并且相關(guān)的運(yùn)做團(tuán)隊(duì)及開發(fā)實(shí)力不斷壯大,比如三維力控的北京公司經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展的整個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)超過(guò)百人,具備了沖擊同類國(guó)外同產(chǎn)品的綜合實(shí)力,國(guó)產(chǎn)軟件面臨國(guó)外軟件的沖擊下有幾個(gè)明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì):
1、 在中高端的行業(yè)深入應(yīng)用及系統(tǒng)拓展上比國(guó)外同類軟件有很大的集成優(yōu)勢(shì),相應(yīng)的產(chǎn)品架構(gòu)及服務(wù)體系非常適合中國(guó)國(guó)情。
2、 在國(guó)內(nèi)中低端市場(chǎng)與進(jìn)口軟件相比有著明顯的性能價(jià)格比優(yōu)勢(shì);
3、 產(chǎn)品適合民族自動(dòng)化軟硬產(chǎn)業(yè)升級(jí)和配套。
《國(guó)》:在您看來(lái)一款好的組態(tài)軟件應(yīng)該具備哪些條件?請(qǐng)簡(jiǎn)單談一談組態(tài)軟件未來(lái)的發(fā)展情況。
力控科技:一款好的監(jiān)控組態(tài)軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)要具備以下特征:
方便的集成構(gòu)架:目前企業(yè)信息化的規(guī)模擴(kuò)大,SOA架構(gòu)的推出,因此要求企業(yè)信息化的相關(guān)軟、硬件產(chǎn)品有高強(qiáng)度的“集成”能力,產(chǎn)品要任意伸縮的構(gòu)架、立體的、模型化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)對(duì)監(jiān)控組態(tài)軟件是非常關(guān)鍵的,它可以有效的對(duì)生產(chǎn)實(shí)時(shí)、歷史、統(tǒng)計(jì)、報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。
具備面向“服務(wù)模式”的可視化系統(tǒng):目前的地理信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、虛擬顯示技術(shù)、三維圖像技術(shù)、GDI+技術(shù)紛紛要與SCADA系統(tǒng)集成在一起,如力控新推出的eForcecon就支持與“第三方系統(tǒng)”如GIS、虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、視頻、ERP等系統(tǒng)進(jìn)行嵌套、無(wú)縫連接與集成,提供整體“打包”方案。
可靠的冗余與容錯(cuò)技術(shù):產(chǎn)品的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)要從分布式布局、動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡、故障隔離、快速維護(hù)、自診斷與自恢復(fù)技術(shù)、冗余與容錯(cuò)、可靠的工業(yè)通訊等多方面進(jìn)行設(shè)計(jì),這樣才能保證系統(tǒng)充分的安全,力控的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)有效的保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與擴(kuò)展性。
組態(tài)軟件未來(lái)的發(fā)展有幾點(diǎn)需要重視:
1、 產(chǎn)品模型:自身的產(chǎn)品架構(gòu)模型、數(shù)據(jù)模型、可視化模型是否能適應(yīng)信息化的需要最為關(guān)鍵,也是產(chǎn)品生命力的所在。
2、 集成:IT業(yè)自身的特點(diǎn)要求產(chǎn)品能夠不斷的將新的軟件技術(shù)進(jìn)行快速集成最為重要,這樣方便提供系統(tǒng)整體解決方案,將傳統(tǒng)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(chǎn)品本身需要引進(jìn)最新的強(qiáng)大的矢量圖形覽技術(shù)外,還要具備將GIS、虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、視頻等技術(shù)融入到HMI/SCADA平臺(tái)軟件中。
4、 開發(fā)工具的選擇:因?yàn)楸O(jiān)控組態(tài)軟件的穩(wěn)定是產(chǎn)品的關(guān)鍵性因素,因此在目前的技術(shù)條件下,產(chǎn)品的分布式服務(wù)內(nèi)核采用C++工具進(jìn)行構(gòu)建是首推,其它開發(fā)工具都存在影響運(yùn)行效率的弊端,實(shí)際應(yīng)用中,各種開發(fā)工具的混合集成開發(fā)是產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì),這樣可以方便的適應(yīng)未來(lái)軟件新技術(shù)的不斷融合。
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