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MCGS组态软件简介摘要：组态软件，又称监控组态软件，译自英文SCADA,即 Supervision,Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制),组态软件的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。 关键字：MCGS组态软件 监控组态软件 系统构成 国内外组态软件正文：1、 MCGS组态软件的功能和特点 MCGS即监视与控制通用系统，英文全称为Monitor and Control Generated System。MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。MCGS工控组态软件的功能和特点可归纳如下： 1.概念简单，易于理解和使用。 2.功能齐全，便于方案设计。 3.实时性与并行处理。4.建立实时数据库，便于用户分步组态，保证系统安全可靠运行。 5.设立“设备工具箱”，针对外部设备的特征，用户从中选择某种“构件”，设置于设备窗口内，赋予相关的属性，建立系统与外部设备的连接关系，即可实现对该种设备的驱动和控制。6.“面向窗口”的设计方法，增加了可视性和可操作性。 7.利用丰富的“动画组态”功能，快速构造各种复杂生动的动态画面。 8.引入“运行策略”的概念。复杂的工程作业，运行流程都是多分支的。 9.MCGS系统由五大功能部件组成，主要的功能部件以构件的形式来构造。 10.支持OLE Automation技术。MCGS允许用户在Visual Basic中操作MCGS中的对象，提供了一套开放的可扩充接口，用户可根据自己的需要用VB编制特定的功能构件来扩充系统的功能。 11.MCGS中数据的存储不再使用普通的文件，而是用数据库来管理一切。 12.设立“对象元件库”，解决了组态结果的积累和重新利用问题。 13.提供对网络的支持。考虑到工控系统今后的发展趋势，MCGS充分运用现今发展的DCCW(Distributed Computer Cooperator Work)技术，即分布式计算机协同工作方式，来使分散在不同现场之间的采集系统和工作站之间协同工作。通过MCGS，不同的工作站之间可以实时交换数据，实现对工控系统的分布式控制和管理。2、MCGS组态软件的系统构成MCGS组态软件的整体结 MCGS组态软件（以下简称MCGS）由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关。 MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，由可执行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS 运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程” 。 MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序McgsRun.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。在运行环境中完成对工程的控制工作。MCGS工程的五大部分 MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。 主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。 设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。 用户窗口：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成各种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。 实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。 运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序（ifthen脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等。MCGS组态软件的工作方式 MCGS如何与设备进行通讯：MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序是由VB程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中各个部分，完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。 MCGS如何产生动画效果：MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性，如：一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。所谓动画属性，实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数。然而，我们在组态环境中生成的画面都是静止的，如何在工程运行中产生动画效果呢？方法是：图形的每一种动画属性中都有一个“表达式”设定栏，在该栏中设定一个与图形状态相联系的数据变量，连接到实时数据库中，以此建立相应的对应关系，MCGS称之为动画连接。当工业现场中测控对象的状态（如：储油罐的液面高度等）发生变化时，通过设备驱动程序将变化的数据采集到实时数据库的变量中，该变量是与动画属性相关的变量，数值的变化，使图形的状态产生相应的变化（如大小变化）。现场的数据是连续被采集进来的，这样就会产生逼真的动画效果（如储油罐的液面的升高和降低）。用户也可编写程序来控制动画界面，以达到满意的效果。 MCGS如何实施远程多机监控：MCGS提供了一套完善的网络机制，可通过TCP/IP网、Modem网和串口网将多台计算机连接在一起，构成分布式网络测控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递。同时，可利用MCGS提供的网络功能，在工作站上直接对服务器中的数据库进行读写操作。分布式网络测控系统的每一台计算机都要安装一套MCGS工控组态软件。MCGS把各种网络形式，以父设备构件和子设备构件的形式，供用户调用，并进行工作状态、端口号、工作站地址等属性参数的设置。如何对工程运行流程实施有效控制：MCGS开辟了专用的“运行策略”窗口，建立用户运行策略。MCGS提供了丰富的功能构件，供用户选用，通过构件配置和属性设置两项组态操作，生成各种功能模块（称为“用户策略”），使系统能够按照设定的顺序和条件，操作实时数据库，实现对动画窗口的任意切换，控制系统的运行流程和设备的工作状态。所有的操作均采用面向对象的直观方式，避免了烦琐的编程工作。国外组态软件： 1、InTouch：Wonderware（万维公司） 是 Invensys plc“生产管理”部的一个运营单位，是全球工业自动化软件的领先供应商。 Wonderware的InTouch软件是最早进入我国的组态软件。在80年代末、90年代初，基于Windows3.1的InTouch软件曾让我们耳目一新，并且InTouch提供了丰富的图库。但是，早期的InTouch软件采用DDE方式与驱动程序通信，性能较差，最新的InTouch7.0版已经完全基于32位的Windows平台，并且提供了OPC支持。 2、IFix：GE Fanuc 智能设备公司由美国通用电气公司（GE）和日本Fanuc公司合资组建，提供自动化硬件和软件解决方案，帮助用户降低成本，提高效率并增强其盈利能力。 Intellution公司以Fix组态软件起家，1995年被爱默生收购，现在是爱默生集团的全资子公司，Fix6.x软件提供工控人员熟悉的概念和操作界面，并提供完备的驱动程序（需单独购买）。上世纪90年代末，Intellution公司重新开发内核，并将重新开发新的产品系列命名为iFiX。在iFiX中，Intellution提供了强大的组态功能，将FIX原有的Script语言改为VBA（Visual Basic For Application），并且在内部集成了微软的VBA开发环境。为了解决兼容问题，iFIX里面提供了程序叫FIX Desktop，可以直接在FIX Desktop中运行FIX程序。Intellution的产品与Microsoft的操作系统、网络进行了紧密的集成。Intellution也是OPC（OLE for Process Control）组织的发起成员之一。iFiX的OPC组件和驱动程序同样需要单独购买。 2002年，GE Fanuc公司又从爱默生集团手中，将intellution公司收购。 2009年12月11日，通用电气公司（纽约证券交易所：GE）和FANUC公司宣布，两家公司完成了GE Fanuc自动化公司合资公司的解散协议。根据该协议，合资公司业务将按照其起初来源和比例各自归还给其母公司，该协议并使股东双方得以将重点放在其各自现有业务，谋求在其各自专长的核心业内的发展。目前，iFIX等原intellution公司产品均归GE智能平台(GE-IP). 3、Citech：悉雅特集团（Citect）是世界领先的提供工业自动化系统、设施自动化系统、实时智能信息和新一代 MES 的独立供应商。 CiT公司的Citech也是较早进入中国市场的产品。Citech具有简洁的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序员，而不是工控用户。Citech提供了类似C语言的脚本语言进行二次开发，但与iFix不同的是，Citech的脚本语言并非是面向对象的，而是类似于C语言，这无疑为用户进行二次开发增加了难度。 4、WinCC：西门子自动化与驱动集团(A&D)是西门子股份公司中最大的集团之一，是西门子工业领域的重要组成部分。 Siemens的WinCC也是一套完备的组态开发环境，Simens提供类C语言的脚本，包括一个调试环境。WinCC内嵌OPC支持，并可对分布式系统进行组态。但WinCC的结构较复杂，用户最好经过Siemens的培训以掌握WinCC的应用。 5、ASPEN-tech （艾斯苯公司） InfoPlus.21 艾斯苯公司(AspenTechnology,Inc.)是一个为过程工业(包括化工、石化、炼油、造纸、电力、制药、半导体、日用化工、食品饮料等工业)提供企业优化软件及服务的领先供应商. 6、Movicon：是意大利自动化软件供应商PROGEA公司开发。该公司自1990年开始开发基于Windows平台的自动化监控软件，可在同一开发平台完成不同运行环境的需要。特色之处在于完全基于XML，又集成了VBA兼容的脚本语言及类似STEP-7指令表的软逻辑功能。 国内品牌组态软件1.世纪星：由北京世纪长秋科技有限公司开发。产品自1999年开始销售。 2.三维力控：由北京三维力控科技有限公司开发，核心软件产品初创于1992年。 3.组态王KingView：由北京亚控科技发展有限公司开发，该公司成立于1997年，目前在国产软件市场中占据着一定地位。 4.紫金桥Realinfo：由紫金桥软件技术有限公司开发，该公司是由中石油大庆石化总厂出资成立。 5.MCGS：由北京昆仑通态自动化软件科技有限公司开发，市场上主要是搭配硬件销售。 6.态神：态神是由南京新迪生软件技术有限公司开发，核心软件产品初创于2005，是首款3d组态软件 软件重要特点 A) 3D：系统除了具有传统的二维平面组态、监控功能，还具有真实三维立体组态、监控功能，画面逼真。该功能利用DirectX/OpenGL开发，在国内应该是首创，国际上也极其少见。 B) 跨平台：跨PC、嵌入式、平板电脑、智能移动等平台，该特点组态领域全球首创。 1) 系统的图形/控件、驱动/模块支持源代码级跨平台，即所有平台的图形、驱动代码一致，经过不同平台编译器编译链接后，即可在该平台上运行。 2) 所有平台的所有文件格式都一致，因此工程无需修改就可以在不同平台间移植、运行，而且不同平台开发环境（目前只有Windows开发环境）可以开发其它平台的工程。 3) 所有平台间的网络通讯协议一致，平台之间可以相互访问。参见“网络分布式”特点说明。 C) 网络分布式 1) 所有平台（包括嵌入式、平板电脑、智能移动等平台）的网络版本都内置微小、高效的网络/WEB模块，因此天生具备网络/WEB服务功能，组态文件无须发布，通过WEB浏览器或者组态浏览器即可远程监控该设备工程。 2) 由于所有平台间的网络通讯协议一致，所以利用网络共享模块，不同工程、不同平台间的变量、资源都可以通过网络互相访问，实现真正意义上的跨平台网络分布式系统。 3) 利用“内核访问开发包”（参见“强大开放性”），也可以与其它系统、其它平台组成网络分布式系统。 4) 系统对网络协议和通讯采用了大量的优化技术，通讯实时性高，响应迅速，网络往返包少，大大提高了网络性能。 D) 强大开放性：系统提供了如下的开发包，随开发包发布的还有很多例子源码，而且系统封装了大量的基类和宏，因此开发扩展极其容易： 1) IO驱动开发包：一般组态软件都提供（原先我以为他们提供，不过后来我跟一些网友了解到他们不一定提供），所以本系统也提供。 2) 图形开发包：一般组态软件都不提供，但本系统也提供。用户通过该开发包可以根据项目情况灵活增加特殊图形。 3) 系统模块：用户可以根据实际需求增加系统模块对变量、事务、算法等的处理，大大扩展了系统的应用领域。 4) 内核访问开发包：外部程序和系统、无论是远程或者本地、任何平台，都可以通过该开发包访问、管理、读写任何平台的态神组态数据库内核。例如：利用该开发包的WINCE版本开发成的一个WINCE系统可以访问一个Windows平台态神系统，利用该开发包的Windows版本开发成的一个Windows系统也可以访问一个Linux平台态神系统。 其它特点 A) 界面美观、易用：开发环境具有最新的Office 2003、Visual Studio 2005、Office 2007等界面风格和标准使用方式。 B) javascript脚本：考虑系统要支持跨平台，所以采用国际通用的标准脚本语言javascript，javascript也是Web浏览器上最流行的脚本语言。另外脚本还支持中文对象、方法、属性、事件等。 C) 值变通知机制：为了提高系统性能，系统采用变量值改变通知监控端的机制，而不是监控端定时刷新的机制。 D) 高级界面：包括透明、过渡、旋转/倾斜、反锯齿等高级界面技术，这些技术在Windows上利用GDI+实现并不困难，然而在Wince、嵌入式Linux上实现则较为困难。本系统在Wince、嵌入式Linux实现了这些功能，在当今嵌入式组态领域比较少见（尤其是Wince，嵌入式Linux可以用Qt/miniGUI等实现。当然Wince也可以用Qt开发，但是麻烦，较少使用）。而且经测试，本系统所采用图形技术的效率要高于GDI+的效率。 E) 其它：多语言、XML支持、画面缩放、定制图形、变量替换、OPC支持等 7.还有Controx（开物）,易控等。 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）