對自動(dòng)化系統工程師來(lái)說(shuō)，掌握一種以上主流的監控組態(tài)軟件似乎已成為公認的衡量其工程應用能力的重要標準。如果一位自動(dòng)化系統工程師能夠嫻熟地應用監控組態(tài)軟件解決自動(dòng)化工程中的數據采集、工業(yè)控制、數據監視與分析、Web瀏覽等應用問(wèn)題，他就能更加如虎添翼地施展自己的自動(dòng)化技術(shù)才能，創(chuàng )造更多的社會(huì )經(jīng)濟效益。

    監控組態(tài)軟件是伴隨著(zhù)DCS的出現走進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的，后來(lái)逐漸發(fā)展成為第三方獨立的自動(dòng)化應用軟件，尤其是Windows操作系統的廣泛應用，有力地推動(dòng)了基于PC監控組態(tài)軟件的發(fā)展和普及。監控組態(tài)軟件猶如“自動(dòng)化應用軟件生成器”似的，借助它可以神工般地生成特定的應用程序。無(wú)需編址，可以直接操作系統；隨心所欲，可以積木搭建人機監控界面；實(shí)時(shí)在線(xiàn)，可以隨意修改應用配置，包括硬件、圖形、Tag、控制、表格和管理等配置；自由神速，可以任意構建新的監控系統。這一切的一切都讓自動(dòng)化系統工程師如手握神斧，悠然自得地遨游在自動(dòng)化應用領(lǐng)域，不僅提高了自動(dòng)化系統的開(kāi)發(fā)速度，也保證了自動(dòng)化應用的成熟性和可靠性。

    監控組態(tài)軟件一般通過(guò)I/O驅動(dòng)程序，以單率周期性或多率非周期性的采樣形式，從I/O接口設備上，實(shí)時(shí)地獲取被控對象的運行數據。一方面對數據進(jìn)行必要的加工處理，以圖形或曲線(xiàn)方式顯示給操作人員，以便及時(shí)監視被控對象的運行工況；另一方面對數據進(jìn)行深層次的運算，以一定的控制規律通過(guò)I/O設備操作執行機構，以便控制被控對象的運行工況。此外，還需要對歷史數據進(jìn)行記錄、查詢(xún)和顯示對報警信息進(jìn)行記錄、管理和預警，對表格進(jìn)行處理、生成和輸出。這些相互交疊的工作流程靠監控組態(tài)軟件的4大功能模塊---通信組件、I/O驅動(dòng)、實(shí)時(shí)數據庫和圖形界面，經(jīng)嚴密協(xié)調合成完成。其中，通信組件包括通信鏈路、通信協(xié)議、數據校錯等；I/O驅動(dòng)包括I/O Server、尋址程序、量程變換、采樣校對等；實(shí)時(shí)數據庫包括I/O Client、實(shí)時(shí)數據內核、數據冗余、控制算法、報警處理、歷史數據等；圖形界面包括數據接口、圖形顯示、報警表示等。在內核的引擎下，通過(guò)高效的內部協(xié)議，相互通信、共享數據，協(xié)作完成這些功能流程。

    監控組態(tài)軟件的主要特點(diǎn)表現為實(shí)時(shí)多任務(wù)、面向對象操作、在線(xiàn)組態(tài)配置、開(kāi)放接口連接、功能豐富多樣、操作方便靈活和運行高效可靠等。如：數據采集的控制輸出、數據處理和算法實(shí)現、圖形顯示和人機對話(huà)、數據儲存和數據查詢(xún)、數據通信的數據校正等任務(wù)，在系統調度機制的管理下可有條不紊地進(jìn)行。又如，對一個(gè)自動(dòng)化系統工程來(lái)說(shuō)，工程師只要了解工程的基本需求，從中提煉共性問(wèn)題，有針對性地進(jìn)行組態(tài)設計，并不需要對軟件程序的源代碼進(jìn)行編制或修改，這樣工程師的精力就可以集中在數據采集、數據通信、過(guò)程控制、報警處理、歷史數據儲存、生產(chǎn)報表等方案設計上，有效地提高了系統開(kāi)發(fā)效率。

    監控組態(tài)軟件的發(fā)展受多種因素牽制，技術(shù)方面涉及操作系統、實(shí)時(shí)調度、多任務(wù)機制、多線(xiàn)程功能、傳感器、數據采集、實(shí)時(shí)數據庫、控制算法、接口、嵌入式、Web、人工智能等技術(shù)，管理方面包括市場(chǎng)機制、政策導向、管理模式、人材因素等。但是，總的發(fā)展方向是：
    
    ⑴用戶(hù)要求趨于多樣化、組態(tài)要求趨于智能化、功能要求趨于網(wǎng)絡(luò )化、冗錯性、實(shí)時(shí)性和Web模式，接口要求趨于標準化、兼容性和組織性。

    ⑵發(fā)展兼容多種操作系統的監控組態(tài)軟件，這是工程應用的一種需要。比如，一種監控組態(tài)軟件能同時(shí)在Win/Linus/Unix等操作系統上使用，則其應用會(huì )更加靈活，適用面會(huì )更廣。另外，隨著(zhù)嵌入式系統的發(fā)展，嵌入式組態(tài)軟件的需求也會(huì )迅速增長(cháng)，它的開(kāi)發(fā)難度不會(huì )亞于PC組態(tài)軟件的開(kāi)發(fā)難度。

    ⑶發(fā)展Internet模式的監控組態(tài)軟件，不僅包括監視功能，還包括基于專(zhuān)用遠程客戶(hù)端，利用ActiveX控件或Java技術(shù)實(shí)現的控制功能。此外，基于“軟總線(xiàn)”和XML技術(shù)的應用，利用中間件或插件的軟件結構方式，使監控組態(tài)軟件具有熱插拔和即插即用功能，以構成快速準確的掃描、可靠準確的操作和可連接各種I/O驅動(dòng)及網(wǎng)絡(luò )系統的開(kāi)放式結構，這是一咱全新的開(kāi)發(fā)理念。

    ⑷針對監控組態(tài)軟件的實(shí)時(shí)性、冗余性、沖突性和可擴展性，以提高監控組態(tài)軟件的響應能力和容錯性能為目標，應用ActiveX組件，實(shí)現引入對象在腳本語(yǔ)言中的訪(fǎng)問(wèn)，提高向系統內增加新功能的能力，利用OPC/DCOM技術(shù)，發(fā)展分布式的數據驅動(dòng)、數據交互和數據共享的解決方案，形成OPC支持下、通過(guò)DCOM接口的數據CS結構，實(shí)現與各種不同驅動(dòng)程序之間的無(wú)縫連接。發(fā)展內嵌面向對象的腳本語(yǔ)言，提供對象訪(fǎng)問(wèn)機制和函數調用組合，以完成復雜的系統功能，包括報表打印、實(shí)時(shí)報警等。開(kāi)發(fā)更多的控制算法，比如一些特殊的、先進(jìn)的控制算法，以擴大監控組態(tài)軟件的應用范疇。辨識建模、自整定技術(shù)、自適應整定算法、故障診斷、安全評價(jià)等更高級的功能也會(huì )逐步融入監控組態(tài)軟件，以進(jìn)一步增強其應用能力。

    ⑸發(fā)展與硬件結合的監控組態(tài)軟件，如與PLC、現場(chǎng)總線(xiàn)、基于PC的控制器、專(zhuān)用控制裝置、小型DCS等實(shí)施捆綁式發(fā)展，以提升小型應用系統的水平。發(fā)展與第三方工具軟件的組合，包括Matlab、LabVIEW等，實(shí)現在多任務(wù)控制內核的牽引下，提供強大的函數庫，方法庫的集合應用。發(fā)展某些專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域專(zhuān)用版的監控組態(tài)軟件，如電梯自動(dòng)監控、動(dòng)力設備監控、鐵路信號監控等。監控組態(tài)軟件和靈活程度和使用效率始終是一對矛盾，雖然監控組態(tài)軟件提供了很多靈活的技術(shù)手段，而對某些應用領(lǐng)域，用戶(hù)對簡(jiǎn)便性的要求可能高于靈活性的要求。隨著(zhù)新技術(shù)的不斷出現，監控組態(tài)軟件會(huì )向更多的應用領(lǐng)域拓展和滲透，比如在線(xiàn)分析、虛擬儀器、在線(xiàn)測試、在線(xiàn)信號處理、在線(xiàn)數據分析等，這些專(zhuān)用的組態(tài)軟件需求會(huì )迅速增加。

    ⑹隨著(zhù)企業(yè)自動(dòng)化與社會(huì )信息化的提升，監控組態(tài)軟件將有機地嵌入信息化平臺，實(shí)現組態(tài)軟件與管理信息系統的集成，形成數據分析與管理決策的統一。這種集成將成為監控組態(tài)軟件帶來(lái)更多應用空間的市場(chǎng)機會(huì )。

    20世紀80年代以來(lái)，中國的監控組態(tài)軟件市場(chǎng)一直被國外的產(chǎn)品所占領(lǐng)。后來(lái)，中國的許多工程公司奮力追趕，從效仿到創(chuàng )新，直到獨立自主，經(jīng)過(guò)多年努力拼搏，大有趕上之勢。相信我們的民族監控組態(tài)軟件遲早會(huì )崛起，大面積占領(lǐng)國民經(jīng)濟應用領(lǐng)域，這不僅關(guān)系技術(shù)的進(jìn)步，也關(guān)系到國民經(jīng)濟的安全。