http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 15:48:01 來源:控製工程
一、自動化軟件的發展曆史及定義
自20世紀80年代初期誕生至今,自動化軟件(組態軟件)已有20年的發展曆史。應該說組態軟件作為一種應用軟件,是隨著PC機的興起而不斷發展的。80年代的組態軟件,像Onspec、Paragon 500、早期的FIX等都運行在DOS環境下,圖形界麵的功能不是很強,軟件中包含著大量的控製算法,這是因為DOS具有很好的實時性。90年代,隨著微軟的Windows 3.0風靡全球,以Wonderware公司的Intouch為代表的人機界麵軟件開創了Windows下運行工控軟件的先河,由於Windows 3.0不具備實時性,所以當時,80年代已成名的自動化軟件公司在對於操作係統的支持上,或按兵不動,或將組態軟件從DOS向OS/2移植,人們這樣做的原因,是大家都認為工控軟件必須具有很強的實時性和控製能力,必須運行在一個具備實時性的操作係統下,像DOS、OS/2、Win NT(1993年才推出)等。曆史證明,在當時的硬件條件下,上位機做人機界麵切中了用戶的需求,Wonderware因而在不長的時間內成為全球最大的獨立自動化軟件廠商,而在80年代靠DOS版組態軟件起 家,後來向OS/2移植的公司後來基本上都沒落了。
那麼,本文中提到的自動化軟件指什麼?到底什麼是自動化軟件?它應該具備哪些功能和特征呢?
首先,自動化軟件主要包括人機界麵軟件(HMI),像Intouch、iFix、組態王等;基於PC的控製軟件,統稱軟PLC或軟邏輯,像亞控的KingAct以及即將推出的組態王嵌入版、西門子的WinAC等;還包括生產執行管理軟件,許多專家也將這一類軟件歸為MES(Manufacturing Execution System),像Intellution公司的iBatch、Wonderware公司的InTrack等,另外,與通用辦公自動化軟件相比,自動化軟件還應包括相應的服務。
其次,自動化軟件主要具備如下功能及特征:工業過程動態可視化;數據采集和管理;過程監控報警;報表功能;為其他企業級程序提供數據;簡單的回路調節;批次處理;SPC過程質量控製;符合IEC1131-3標準。
二、自動化軟件全球及國內市場發展狀況
在全球範圍內,自動化軟件市場已比較成熟,年增長速度大概在9%左右,圖1是ARC對全球自動化軟件市場增長幅度的預測。

目前,全球知名的自動化軟件廠商不足20家,但頭6家占據了整個市場75%的份額,圖2是ARC對全球自動化軟件廠商所占市場份額的評估。

亞洲由於中國和印度是發展中的大國,自動化軟件的應用潛力比較大,所以整個亞洲年增長速度大概在15%左右,當然其基數也比較低。圖3是ARC對於亞洲自動化軟件市場增長率的預測。

圖4是2001年中國自動化軟件市場中各主要廠商銷售額的估計值。

國內市場可細分為高端和中低端。高端市場基本上由國外品牌的軟件占有,像一些國家級的大項目、大型企業的主生產線控製等,高端市場的特點是裝機量小,但單機銷售額大,目前國外品牌的軟件年裝機量沒有一家能超過1000套。中低端市場基本由國產軟件占有,亞控的組態王獨占鼇頭,占據了60%以上的份額,年裝機量5000套左右,但單機銷售額隻有國外品牌的1/10~1/2。
國內有近10家jia自zi動dong化hua軟ruan件jian公gong司si,與yu國guo外wai軟ruan件jian相xiang比bi,國guo內nei自zi動dong化hua軟ruan件jian最zui大da的de差cha距ju並bing不bu是shi在zai技ji術shu和he品pin牌pai上shang,而er是shi在zai企qi業ye的de經jing營ying策ce略lve上shang,比bi如ru國guo內nei不bu少shao自zi動dong化hua軟ruan件jian廠chang商shang不bu懂dong差cha異yi化hua經jing營ying,主zhu要yao競jing爭zheng手shou段duan就jiu是shi低di價jia和he免mian費fei服fu務wu;許多廠商還抱著“隻要有市場占有率,利潤自然來”dechanpinshidaideguannian,buxidaijiakuodashichangzhanyoulv,zheshideguoneisuiranchangjiazhongduo,dandaduochuyukuisunhuoweichizhuangtai,bunengjiankangfazhan,yebunenggoubaozhenggeiyonghudailaichangqideliyi。
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三、自動化軟件的發展趨勢
在(zai)自(zi)動(dong)化(hua)軟(ruan)件(jian)賴(lai)以(yi)普(pu)及(ji)發(fa)展(zhan)的(de)諸(zhu)多(duo)因(yin)素(su)中(zhong),有(you)技(ji)術(shu)層(ceng)麵(mian)的(de),也(ye)有(you)商(shang)業(ye)層(ceng)麵(mian)的(de),但(dan)製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)需(xu)求(qiu)是(shi)決(jue)定(ding)性(xing)的(de)。製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan),帶(dai)來(lai)了(le)對(dui)自(zi)動(dong)化(hua)軟(ruan)件(jian)需(xu)求(qiu)的(de)提(ti)升(sheng);也決定了自動化軟件將由過去單純的組態監控功能,向著更高和更廣的層麵發展。
需求決定產品,隻有滿足需求的產品才有生存的空間,這是不變的規律。自動化軟件也是如此。
未來,自動化軟件的發展將主要表現為如下一些特征:
(1)開放性技術
自zi動dong化hua軟ruan件jian正zheng逐zhu漸jian成cheng為wei協xie作zuo生sheng產chan製zhi造zao過guo程cheng中zhong不bu同tong階jie段duan的de核he心xin係xi統tong,無wu論lun是shi用yong戶hu還hai是shi硬ying件jian供gong應ying商shang都dou將jiang自zi動dong化hua軟ruan件jian作zuo為wei全quan廠chang範fan圍wei內nei信xin息xi收shou集ji和he集ji成cheng的de工gong具ju,這zhe就jiu要yao求qiu自zi動dong化hua軟ruan件jian大da量liang采cai用yong“標準化技術”,如OPC、DDE、ActiveX控件、COM/DCOM等,這樣使得自動化軟件演變成軟件平台,在軟件功能不能滿足用戶特殊需要時,用戶可以根據自己的需要進行二次開發。比如組態王6.0中提供了4gekaifagongjubao,jiushishiyonghukeyijinxingercikaifa。zidonghuaruanjiancaiyongbiaozhunhuajishuhaibianyujiangjubudegongnengjinxinghulian。zaiquanchangfanweinei,butongchangjiadezidonghuaruanjianyekeyishixianhulian。
(2)構造全廠信息平台
ERP是國內炙手可熱的話題,但目前的ERP主要應用在商業企業的財務、銷售、物流等方麵。在國內外的企業生產中,還沒有多少企業能夠將生產信息和ERP係統整合到一起,使生產效率和市場效益最大化,也就是說在工業現場和ERP之zhi間jian存cun在zai著zhe鴻hong溝gou,如ru何he使shi實shi時shi曆li史shi數shu據ju能neng夠gou進jin入ru企qi業ye信xin息xi管guan理li係xi統tong,是shi現xian代dai信xin息xi工gong廠chang迫po在zai眉mei睫jie的de需xu求qiu。隨sui著zhe大da型xing數shu據ju庫ku技ji術shu的de日ri益yi成cheng熟shu,全quan球qiu主zhu要yao的de自zi動dong化hua廠chang商shang已yi發fa展zhan了le相xiang關guan平ping台tai,使shi自zi動dong化hua軟ruan件jian向xiang著zhe生sheng產chan製zhi造zao和he管guan理li的de信xin息xi係xi統tong的de方fang向xiang發fa展zhan。自zi動dong化hua軟ruan件jian已yi經jing成cheng為wei構gou造zao全quan廠chang信xin息xi平ping台tai的de承cheng上shang啟qi下xia的de重zhong要yao組zu成cheng部bu分fen。在zai未wei來lai企qi業ye的de信xin息xi化hua進jin程cheng中zhong,自zi動dong化hua軟ruan件jian將jiang成cheng為wei中zhong間jian件jian,因yin為wei自zi動dong化hua軟ruan件jian廠chang商shang在zai既ji了le解jie企qi業ye工gong藝yi、控製、生產製造需求,又能完成現場曆史數據的記錄、存儲及為ERP提供生產實時數據方麵有著得天獨厚的優勢。將於2003年推出的組態王7.0分標準版和企業版,企業版是一個以大型工業實時數據庫為基礎,具有豐富MES功能的軟件包。
(3)瘦客戶技術
2001年是許多網站的“冬天”,網站的倒閉並不意味著網絡技術本身存在問題,恰恰相反,網絡技術尤 其是瘦客戶技術卻給自動化軟件帶來了“春天”,因為自動化軟件正在並且已經從單機向客戶服務器方向發展,使得通過Internet/Intranet觀(guan)察(cha)和(he)控(kong)製(zhi)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)需(xu)求(qiu)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)並(bing)且(qie)急(ji)劇(ju)增(zeng)長(chang)。瘦(shou)客(ke)戶(hu)技(ji)術(shu)使(shi)得(de)用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)在(zai)企(qi)業(ye)的(de)任(ren)何(he)地(di)方(fang)隻(zhi)要(yao)通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)瀏(liu)覽(lan)器(qi),敲(qiao)入(ru)用(yong)戶(hu)名(ming)和(he)密(mi)碼(ma)就(jiu)可(ke)以(yi)方(fang)便(bian)的(de)獲(huo)取(qu)信(xin)息(xi),而(er)且(qie),在(zai)企(qi)業(ye)IT人才和資源比較缺乏的情況下,使用瘦客戶技術可以使係統安裝和維護費用大幅度降低,因為隻需要對服務器端進行維護升級。2001年,在貴州鋁廠的熱電廠,北京長峰公司利用組態王的Internet版將上千個數據點彙總到一起,並且通過Intranet向外發布,允許100個用戶同時瀏覽查看,取得了良好的效果。
(4)無線的人機界麵解決方案
數字終端已具備越來越強的功能和智能化,像現在可以看到的預裝了Win CE的PDA,具備非常好的圖形能力。藍牙技術發展迅速,據專家預測,其未來的傳輸距離可達100m,另外,以XML為基礎的WML語yu言yan標biao準zhun已yi經jing建jian立li。這zhe些xie技ji術shu的de發fa展zhan為wei無wu線xian的de人ren機ji界jie麵mian解jie決jue方fang案an提ti供gong了le先xian決jue條tiao件jian。和he其qi他ta技ji術shu相xiang比bi,無wu線xian的de人ren機ji界jie麵mian能neng夠gou以yi更geng低di的de費fei用yong,更geng快kuai的de連lian接jie、更容易地獲取重要的生產信息,像緊急報警、重要事件、生產過程中的重要參數等等。典型的無線WEB產品由手持式PC和預裝的HMI客戶端軟件組成。目前在手持式PC上,WIN CE的市場占有率上升很快,相比之下,原來的Palm操作係統市場逐漸萎縮。
(5)軟硬件整體解決方案
家樂福是大家都很熟悉的一家法國公司,1963年,其第一家超級市場在巴黎郊區開張,30年內,家樂富已發展成為一個年銷售額290億美元、市值約200億美元的國際連鎖超市集團。在家樂福產生之前,法國擁有高度分散的小商店係統。每個城鎮的街區有自己的肉店、gaobingdianhegezhonggeyangdezhuanmaidian。tamenduikehulaishuoshiyigeshifendixiaodeshangyejizhi。kehuxuyaohuashuxiaoshipaohenduodiancaigou。jialefuzhisuoyinengxunsufazhanbingchenggong,guanjianshitaweikehutigongleyouyidexiaolv,zhejiushixianzaiyizhongbijiaochenggongdeshangyemoshi“one-stop-shopping”,既所謂的“一站式購買”,在工控行業則是軟硬件整體解決方案。西門子、GE、RockWell是傳統的PLC提供商,但短短幾年時間,他們都在HMI市場獲得巨大成功,像西門子的WinCC更是超越眾多老牌的產品成為世界第二。Wonderware在1998年被英國Invensys並購,Intellution在1995年(nian)被(bei)愛(ai)默(mo)生(sheng)電(dian)氣(qi)並(bing)購(gou),這(zhe)都(dou)是(shi)軟(ruan)硬(ying)件(jian)整(zheng)體(ti)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)最(zui)好(hao)例(li)證(zheng)。所(suo)以(yi),自(zi)動(dong)化(hua)軟(ruan)件(jian)廠(chang)商(shang)與(yu)硬(ying)件(jian)廠(chang)商(shang)合(he)作(zuo),為(wei)用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)軟(ruan)硬(ying)件(jian)整(zheng)體(ti)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)將(jiang)是(shi)未(wei)來(lai)自(zi)動(dong)化(hua)軟(ruan)件(jian)發(fa)展(zhan)的(de)一(yi)大(da)特(te)征(zheng)。
(6)大規模定製
全球自動化軟件廠商大多基於微軟的Windows平ping台tai,技ji術shu也ye類lei似si,產chan品pin功gong能neng上shang難nan以yi形xing成cheng巨ju大da的de差cha距ju,不bu可ke能neng產chan生sheng壟long斷duan性xing的de核he心xin技ji術shu,即ji決jue定ding性xing的de技ji術shu優you勢shi已yi經jing難nan以yi建jian立li。所suo以yi,個ge性xing化hua方fang案an和he服fu務wu在zai競jing爭zheng中zhong日ri益yi重zhong要yao。隨sui著zhe現xian代dai工gong業ye“小批量、多品種”特(te)征(zheng)的(de)形(xing)成(cheng),今(jin)後(hou)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)軟(ruan)件(jian)將(jiang)朝(chao)著(zhe)針(zhen)對(dui)特(te)殊(shu)行(xing)業(ye)和(he)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)大(da)規(gui)模(mo)定(ding)製(zhi)方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)。即(ji)用(yong)特(te)殊(shu)定(ding)製(zhi)的(de)產(chan)品(pin)來(lai)代(dai)替(ti)標(biao)準(zhun)化(hua)的(de)產(chan)品(pin)。如(ru)亞(ya)控(kong)針(zhen)對(dui)電(dian)力(li)的(de)輸(shu)配(pei)電(dian)行(xing)業(ye)的(de)特(te)殊(shu)需(xu)求(qiu)開(kai)發(fa)了(le)“組態王電力版”。
(7)以客戶為導向的軟件設計
如何站在客戶的角度來設計軟件是所有自動化軟件廠商都應麵對的挑戰,自動化軟件涉及從控製、renjijiemiandaoshengchanguanlideduogecengci,xiangyingcunzaizheduogemokuai,biruyakongmuqianyouzutaiwangheruanluojiliangdachanpinmokuai,baochibutongmokuaideyizhixing,nengyouxiaodijianshaoyonghuxuexideshijian。xiangtongdeshujujiegouyebianyuchanpinzaiqiyeneijicheng。zhezhongyizhixingbujinbiaoxianzaiwaiguanheganshoushang,haibiaoxianzaijianrongxing、平台、編程工具、數據訪問、控製引擎、E-Business等諸多方麵。例如西門子的WinCC和編程軟件STEP7使用了相同的數據結構,這使得用戶隻需將係統中的數據點定義一次。
(8)成為全球供應商
WTO將(jiang)給(gei)國(guo)內(nei)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)廠(chang)商(shang)帶(dai)來(lai)深(shen)刻(ke)的(de)影(ying)響(xiang),因(yin)為(wei)國(guo)門(men)對(dui)外(wai)打(da)開(kai)了(le),從(cong)另(ling)外(wai)一(yi)個(ge)角(jiao)度(du)講(jiang),國(guo)外(wai)的(de)市(shi)場(chang)對(dui)國(guo)內(nei)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)廠(chang)商(shang)也(ye)打(da)開(kai)了(le)。因(yin)為(wei)目(mu)前(qian)中(zhong)國(guo)的(de)市(shi)場(chang)份(fen)額(e)隻(zhi)占(zhan)全(quan)球(qiu)的(de)3%,所suo以yi成cheng為wei全quan球qiu自zi動dong化hua軟ruan件jian供gong應ying商shang對dui於yu國guo內nei自zi動dong化hua軟ruan件jian公gong司si的de發fa展zhan至zhi關guan重zhong要yao。另ling外wai,國guo內nei越yue來lai越yue多duo的de係xi統tong集ji成cheng商shang和he設she備bei製zhi造zao商shang在zai未wei來lai可ke能neng成cheng為wei世shi界jie級ji的de公gong司si,他ta們men的de產chan品pin向xiang全quan球qiu銷xiao售shou時shi,他ta們men更geng需xu要yao世shi界jie級ji的de軟ruan件jian廠chang商shang向xiang他ta們men提ti供gong產chan品pin和he服fu務wu,國guo內nei不bu少shao組zu態tai王wang的de用yong戶hu已yi向xiang亞ya控kong購gou買mai了le英ying文wen版ban即ji證zheng明ming了le這zhe種zhong趨qu勢shi的de發fa展zhan,亞ya控kong將jiang發fa展zhan遠yuan景jing鎖suo定ding為wei未wei來lai5年成為世界級的自動化軟件服務商就是基於這一原因。
總結
在自動化領域,由於軟件技術與IT的聯係最為緊密,所以,其發展是最快捷,也最令人眼花繚亂的。自動化軟件麵世20年,與最初相比,其內涵和外延都已大大擴展,更何況未來的10年、20年呢?對其發展趨勢的展望也是一個仁者見仁、智者見智的話題,究竟是“正”還是“誤”,若幹年以後才能證明。筆者自90年代初開始接觸自動化軟件技術,並在這一領域內耕耘了近10年, 在此主要從技術與商務的角度談了自己的看法,權當拋磚引玉。也希望業內的人士都來關心自動化軟件,為該產業的發展作出貢獻。