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歐金成，歐世樂，林德杰，彭備戰

◆  概述
新型的工業自動控制系統正以標準的工業計算機軟、硬件平臺構成的集成系統取代傳統的封閉式系統，它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發周期短等優點。通常可以把這樣的系統劃分為控制層、監控層、管理層三個層次結構。其中監控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現對現場的實時監測與控制，且在自動控制系統中完成上傳下達、組態開發的重要作用。監控層的硬件以工業級的微型計算機和工作站為主，目前更趨向于工業微機。
組態軟件指一些數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境，能以靈活多樣的組態方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發界面和簡捷的使用方法，其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O設備，與高可靠的工控計算機和網絡系統結合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統集成。目前世界上有不少專業廠商包括專業軟件公司和硬件/系統廠商生產和提供各種組態軟件產品。
◆  組態軟件現狀
目前中國市場上的組態軟件產品按廠商可大致劃分為三類，即國外專業軟件廠商提供的產品，國外硬件或系統廠商提供的產品，以及國內自行開發的國產化產品。從近幾年的調查結果來看，國內組態軟件市場大部分份額仍被國外幾家組態軟件占據，如：FIX、InTouch等。這些“洋軟件”在功能完備性、產品包裝、市場推廣等方面具有一定優勢，但并非所有方面都盡善盡美。
―  美國Wonderware公司的InTouch InTouch堪稱組態軟件的“鼻祖”，率先推出的16位Windows環境下的組態軟件，在國際上曾得到較高的市場占有率。InTouch軟件的圖形功能比較豐富，使用較方便，但控制功能較弱。其I/O硬件驅動豐富，但只是使用DDE連接方式，實時性較差而且驅動程序需單獨購買。它的5.6版（16位）很穩定，在中國市場也普遍受到好評。7.0版（32位）在網絡和數據管理方面有所加強，并實現了實時關系數據庫，但其實只是在SQL Server上增加了數據傳輸插件。在32位Windows環境下，InTouch已受到其他產品的猛烈沖擊。
―  美國Intellution公司的FIX FIX產品系列較全，包括DOS版、16位Windows版、32位Windows版、OS/2版和其他一些版本，功能較InTouch強，但實時性仍欠缺，總體技術一般。其I/O硬件驅動豐富，只是驅動程序也需單獨購買。最新推出的iFIX是全新模式的組態軟件，思想和體系結構都比較新，提供的功能也較為完整。但也許過于“龐大”和“臃腫”，對系統資源耗費巨大，用戶最為明顯的感受就是“緩慢”，提供的許多“大而全”的功能對于中國用戶也并不適用。而且經常受Windows操作系統影響而導致不穩定。
―  澳大利亞CIT公司的Citect Citect是組態軟件中的后起之秀，在世界范圍內擴展得很快。Citect產品包括16位和32位Windows版，它的計算機味道很濃，與其他軟件有很多不同的地方，界面部分很漂亮，很吸引人，但使用的方便性和圖形功能不及InTouch，且版本升級較慢，一直沒有很大的體系改變。其控制算法比較好，I/O硬件驅動相對比較少，但大部分驅動程序可隨軟件包提供給用戶。
―  德國西門子公司的WinCC 新版軟件有了很大進步，但體系結構還是比較老的思想，在網絡結構和數據管理方面要比iFIX差，但也屬于比較先進的產品之一。西門子似乎僅是想把這個產品當作其硬件的陪襯，對第三方硬件的支持也不熱衷，若選用西門子硬件，能免費得到WinCC，所以對于使用其他硬件的用戶，不是個好選擇。
―  美國T.A.Engineering公司的AIMAX AIMAX也提供了16位和32位Windows下的不同版本。其3.5版（16位）在國內曾形成一批用戶。AIMAX的圖形組態方式比較直觀，但提供的功能較少。
中國市場常見的其他國外專業軟件公司的組態軟件產品還有原美國Heuristics公司的ONSOPEC，原美國Intec Control公司的PARAGON，美國Iconics公司的Genesis，以色列PC SOFT公司的WIZCON以及美國U.S.Data公司的Factory Link等。然而這些產品由于種種原因，目前所占有的市場份額相對都比較小。近年來一些國外著名硬件或系統廠商推出了日趨成熟的組態軟件產品，如美國GE公司的Cimplicity，美國AB公司（Rockwell自動化）的RSView。這些組態軟件一改過去僅為其本身硬件配套的OEM形式，通過大力加強對其他硬件產品的驅動支持和軟件內部的各種功能，而發展成為專業化的通用組態軟件。如美國GE公司成立了近百人的專門軟件部門，已將其Cimplicity開發成為通用組態軟件產品，尤其加強了服務器及網絡冗余和管理層方面的功能，適應了潮流，加之隨軟件提供各種驅動程序，在國際市場上也獲得了一定的市場份額。但Cimplicity也好，RSView也罷，都不算有很突出的特點，版本升級也太慢。
國產化的組態軟件產品也正在成為市場上的一支生力軍，近年來已有一定影響力的產品有組態王、SYNALL、MCGS、天工、ControlX、虎翼、力控等。國內有不少單位，如一些高校、研究所、公司，甚至一些個人正在積極地搞組態軟件產品的開發。國產化的組態軟件具有較強的價格競爭優勢，但總的來講，由于資金來源缺乏，軟件工程的組織薄弱，因此軟件商品化的程度還比較差。目前國產化組態軟件主要應用于一些小型的、非重要性的項目中。下面列舉并介紹一些有代表性的國內組態軟件。
―  北京亞控公司的組態王 組態王是國內較早出現的組態軟件產品之一。早期的組態王仿照InTouch，只是個人機接口，到了5.1版本，在數據管理和開放性方面有了一些改進。但體系結構卻沒有實質性地突破。沒有擺脫早期形成的不合理的程序構架。其網絡功能較為薄弱，支持不了真正意義上的分布式系統。6系列版本的結構從廣告宣傳上看應該很不錯。
―  北京昆侖通態公司MCGS 其思想比較獨特，屬于很另類的產品，有很多特殊的概念和使用方式。
―  SYNALL是獨特的產品，但使用起來有點別扭，網絡方面有獨到之處，但效率和穩定性還有待提高。
―  哈爾濱華富公司的ControX2000是比較新的組態軟件 其產品體系結構非常象iFIX，界面漂亮，使用起來也比較方便，有許多自己的特色。但從它DEMO版運行效果來看，執行代碼的運行效率不是很高，特別是圖形處理環節，似乎有些缺陷。DEMO運行也不十分穩定。用一些分析工具觀察其執行的結構，感覺其程序結構設計不十分合理，代碼重用率低。
―  大慶三維公司的ForceControl（力控）是國內較早出現的組態軟件之一 早期力控一直沒有作為正式商品廣泛推廣，所以并不為大多數人所知。1993年，力控就已形成了他的第一個版本，只是那時他還是一個基于DOS和VMS的版本。后來隨著Windows3.1的流行，又開發出了16位Windows版。但直至Windows95版本的力控誕生之前，他主要被用于公司內部的一些工程項目。32位Windows下的1.0版的力控，在體系結構上就已經具備了較為明顯的先進性，其最大的特征之一就是其基于真正意義的分布式實時數據庫的三層結構，而且其實時數據庫結構為可組態的“活結構”。這些特點顯然是受了如Apecs、InfoPlus等先進的大型控制軟件的影響。但1.0版的力控尚存在明顯的不足，如：I/O驅動較少，界面和產品包裝不夠美觀等。在1999~2000年期間，力控得到了長足的發展，最新推出的2.0版在功能的豐富性、易用性、開放性和I/O驅動數量等方面，都得到了很大的提高。在很多環節的設計上，力控都能從國內用戶的角度出發，既注重實用性，又不失大軟件的風范。另外，該公司在產品的培訓、用戶技術支持等方面投入了大量人力，相信在較短的時間內，力控軟件產品將在工控軟件界形成巨大沖擊。
目前進入市場的組態軟件僅有一二十個主要品牌，但有能力進入組態軟件市場的公司估計在幾十個。其中硬件廠商的組態軟件產品目前在中國市場占有的份額也不容忽視，它們不但在對本公司硬件產品的集成配套方面具有優勢，而且正在打入與其他廠家硬件產品集成的市場。一些原DCS的系統廠商，如Rosemount，Honeywell等公司也陸續推出了新型的、更開放的控制系統以及現場總線產品，并配以“開放的”組態軟件。其中國內已有一定規模軟件同時有能力（包括技術實力、資金實力）快速進入組態軟件市場的不會少于十家。如幾大國內DCS系統商：浙大中控、北京和利時、浙江威盛、北京金穗等；另外幾大電力系統商：南京南瑞、山東大學積成電子、山東煙臺東方電子，四川聯合大學等；其它大型系統集成商：清華同方、清華紫光、天津儀表等。由于這些公司均有很強的技術實力和豐富的工程經驗、業績，市場影響力和認同程度較高，不少公司均有上市公司的背景，資金充足，一旦組態軟件市場進入高利潤的成熟銷售期，這些公司估計會對組態軟件市場有一定的響應。其軟件雖然是整個控制系統的配套軟件，但都接近通用組態軟件，不用付出太大的代價就可以進入市場，因此應該說這些公司是組態軟件商第一梯隊最大的潛在競爭者。從目前來看，這些組態軟件的開放性還主要是面對管理層，對下面的控制一般仍只針對本公司產品，因此不能稱為通用組態軟件，這些專門的組態軟件都有很強的儀控特色，且價格不菲。
◆  組態軟件的特點和市場分布
組態軟件有著工業產品和軟件產品的共同特點。由于需要在工業現場使用，可靠性始終被列為第一位，工程業績成為衡量軟件的決定性因素。同時由于工業現場檢驗認同的時間一般較長，因此一個組態軟件被市場認可需要一個較長的過程。由于組態軟件不同于一般的工業產品，它的擴散性極強，地域限制小，加上新產品漫長的市場認同期，一旦產品市場成熟，成長極其迅速，極容易形成市場壟斷局面。目前組態軟件市場基本分布在系統集成（含生產線技術改造）、產品成套配套的部分。市場基本集中在系統集成，大多用于中小工程的上位機監控。產品成套配套市場部分根據產品的不同可分為控制類產品和非控制類產品兩大類。控制類產品指與目前在市場銷售的DCS、PLC、儀表產品配套等。這種模式與系統集成市場不同的是，軟件直接與控制產品的生產廠家配套，大部分屬于OEM方式。由于國產組態軟件的低價格和本土化，對低價位產品的國內或國外廠商均有極大吸引力。非控制類產品指與成套設備如鍋爐、冷凍機、小區系統等進行控制配套。隨著嵌入式計算機控制系統的成熟和不斷降價，尤其是大容量電子盤、內存價格的大幅度下跌和WINDOWS CE的上市，長期困擾嵌入式計算機控制系統大規模應用的瓶頸已被打破。該系統在產品成套市場將會有一個巨大的發展。目前計算機化控制對工業產品品質、檔次有著決定性的影響。由于組態軟件使用簡便，對產品開發人員要求不高，對目前國內高級軟件人員極其匱乏的產品生產企業有著巨大的吸引力。這部分市場單個軟件的價格較低，但由于產品市場巨大的數量和穩定的需求，其總體利潤應該大于系統集成市場。目前，還有一個市場處于啟蒙階段，如果啟動，可能會迅速發展，即電教市場，利用組態軟件組成各種教育軟件。現在國內各中高等院校（包括中專）電教均較發達，但由于每個教師的教學風格不同，統一的教育軟件并不一定適用于所有教師。利用組態軟件組成符合各自教育風格的各種演示對各教師會有較大的吸引力。由于組態軟件使用的簡便性，對計算機水平不高的非計算機專業教師和院校將是很好的促進。尤其對于工科院校，長期以來對控制原理、電路原理、力學原理等需要形象教學的科目由于實驗室條件限制大多數仍停留在文字教學階段。由于國內存在幾千家院校，電教市場是一個不容忽略的市場。
◆  組態軟件市場趨勢及展望
―  市場趨勢 當前，計算機的發展日新月異，圍繞著工控計算機的自動化集成系統新產品新技術的推陳出新，組態軟件將會在其中扮演越來越重要的角色。這幾年我國國有大中型企業的改制不斷深化，傳統基礎工業的自動化改造步伐會繼續加快，給組態軟件帶來了新的市場空間，不難預測，最近幾年中國的組態軟件市場仍會以較快的速度發展。隨著國內工業控制系統中計算機系統的逐漸成熟和普及，進口軟件的缺點逐漸顯露：價格昂貴、非中文界面、技術服務困難等。隨著國內組態軟件的逐漸成熟，被用戶認可，同時工程公司高級軟件人員工資成本的急劇增加，國產組態軟件以其價格優勢，配合完善的服務，在1999年得到了長足發展，2000年進入了市場發展的后期、成熟的前期。預計國產組態軟件在目前國內加大工業投資，控制工程數量劇增的情況下，到了一個黃金發展時機。與此同時，這個市場必將充滿更加激烈的競爭，現在已有不少廠商正在策劃將組態軟件產品作為其新的經濟增長熱點，準備大干一場。然而究竟鹿死誰手，市場如何再劃分，對生產供應商及其產品都將是一個考驗，以下幾個方面是非常重要的因素。一是技術：隨著以工業PC為核心的自動控制集成系統技術的日趨完善和工程技術人員使用組態軟件水平的不斷提高，用戶對組態軟件的要求已不再像過去那樣主要側重畫面，而是要考慮一些實質性的應用功能，例如軟PLC、過程控制策略、遠程聯網、冗余等，而且要求組態操作更加簡便易行。二是投入：市場投入包括各種廣告、宣傳、展示、交流，建立銷售網絡，涉及人力、物力、智力、財力等方面，只有舍得投入，由此產生品牌效應，才容易取得成功，這在當前競爭激烈的市場環境下顯得格外重要。有些很不錯的組態軟件產品，在技術性能和功能指標上富有特色或處于領先，但就是因為市場投入力度不夠，而不易為用戶熟知和接受，甚至可能被淘汰出局。當然，市場投入與實力有關系，一些大公司的產品，雖然水平泛泛，但市場占有率不低，道理也在其中。三是價格：組態軟件產品要在中國市場上真正取得成功，能最廣泛地被各種用戶層接受，價格是一個非常重要的因素。總的來說，大部分進口組態軟件產品的價格對中國大多數的中小企業用戶來講顯得偏高，但國外開發一個商品化軟件產品的成本很高，要降價也決非易事，這就為低價格的國產化組態軟件進入這樣一個大市場開辟了道路。另外，高價位的進口組態軟件產品容易產生盜版，嚴重沖擊正版市場。總之，組態軟件在中國市場價格得當與否，對該產品的占有率影響甚大。四是服務：組態軟件技術含量很高，只有能夠為用戶提供好的支持與服務的產品及供應商，才能坐穩市場。通常進口組態軟件的商品化程度好，用戶資料比較完整，現大多又都有網上支持，用戶不難學會使用并利用其提供的選件去做一些深層次的開發，關健是開始是否能夠和如何指導用戶正確地去做這些工作。國產化組態軟件由于商品化程度相對較低，售前售后的技術支持與服務的難度會大一些，但這些產品有時又能滿足用戶要求從原代碼級進行改進，加強了軟件開發的組織管理實施，進一步提高了商品化程度，在此基礎上可以為用戶提供更好的服務。
  發展方向 組態軟件和其他工業控制軟件一樣向大型化和小型化發展。隨著計算機軟件的發展，軟件的功能越來越強，迫使工業組態軟件隨之發展。成熟的商用軟件技術如：高級動畫技術、分布式運算、大型數據庫技術等逐漸在組態軟件上得到應用。但由于工業軟件長期運行可靠性的要求，其技術應用均比商用軟件滯后。隨著計算機網絡的飛速發展，組態軟件也出現了分布式、網絡化的趨勢。如組態軟件直接支持Internet遠程訪問功能已成為一個基本要求。組態軟件向小型化發展主要是滿足嵌入式計算機在控制系統中的應用。組態軟件的小型化并非意味其功能的弱化，而是對組態軟件的開發提出了更高的要求。
◆  結語
總的來看，組態軟件市場從1999年后期進入了一個高速增長的時期。國內各家組態軟件公司雖然相互存在差距，但還沒有哪一家形成事實上的壟斷，比起其它許多行業組態軟件市場競爭相對要小的多，市場空間也極為廣闊。組態軟件的市場競爭對用戶來說無疑增加了選擇的機會，在相同條件下，更容易尋求到技術領先，性價比高，服務周到的產品和供應商。可以預言，組態軟件在中國的進一步推廣使用是一件大好事，它將促進我國工業自動控制技術的應用，并有利于培養和造就一支行業內的高技術隊伍，由此縮短與發達國家生產自動化水平的差距，提高我們的工業生產品的國際市場競爭力。