淺談組態軟件的現狀與發展前言 本文簡要介紹了組態軟件在中國的發展歷史、現狀，并對組態軟件市場作了粗淺分析。同時對當今較為流行的十幾種國內外組態軟件從產品性能、價格、服務等方面作了一些介紹。 本文引用了許多業內同仁在公開媒體上發表的不涉及版權或著作權的有關組態軟件的調查、統計、分析資料及論述，在此作出聲明。 本文旨在為公司內部從事組態軟件開發、銷售和服務的工作人員提供一點了解組態軟件的參考資料，同時也希望能夠引發其他各位同仁對本論壇的興趣，就工業自動化控制領域內的各種主題展開討論，相互交流，互相學習。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，其具有適應性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發周期短等鮮明優點。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，且常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。組態軟件進入中國 組態軟件產品大約在80年代中期在國外出現，在中國也已有將近20年的歷史。早在80年代未90年代初，有些國外的組態軟件如ONSPEC、PARAGON等就開始進入中國市場。但組態軟件在中國確確實實經歷一段相當困難的時期。一開始，人們對此產品處于不認識、不了解隊段，項目中沒有組態軟件預算，或寧愿投入人力物力針對具體項目做長周期的繁冗的上位機編程開發，而不采用組態軟件。當時讓用戶接受和采納組態軟件，需要做大量的工作。另一方面，由于早期進口的組態軟件價格都偏高，一般的中國用戶在觀念和承受能力上還較難接受，客觀上制約了這個市場的發展。價位的原因也曾一度導致組態軟件的盜版比較猖獗，但盜版反過來也對這個市場起到了一定的推波助瀾的作用。 組態軟件市場在中國開始有較快的增長，大約1995年底至1996年。隨著中國改革開放的深入，人們對軟件的觀念有了重大改觀；早些年組態軟件的應用推廣工作已打下一定的基礎，業內人士已認識到組態軟件的重要性并接受它而不再熱衷于在項目中搞低層次的編程開發；自動控制系統要上等級，對上位監控組態軟件的市場需求增加；一些組態軟件的生產商和供貨商亦逐步加大了在中國市場的推廣力度，并在價格方面作出了政策性調整；加之微軟32位Windows95和NT的推出，為組態軟件提供了一個更適宜的操作系統平臺，使各生產供應商同隨后跟進的32位組態軟件產品的性能指標和功能進一步加強。所有這些因素的綜合，給組態軟件在中國的市場帶來了新的生機。從那時起，更多的項目中正式有了組態軟件的專項預算，各種相關設計方案和招投標書中也都出現了單列的組態軟件欄目，越來越多的專業銷售商和系統集成產加入了這個市場。現在組態軟件已在中國市場確立了其應有的地位，并逐步進入了上升期。組態軟件現狀 目前中國市場上的組態軟件產品按廠商劃分大致可以分為三類，即國外專業軟件廠商提供的產品，國內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。而這些“洋軟件”除了在功能完備性、產品包裝、市場推廣等方面具有一定優勢外，并非所有方面盡善盡美。 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在中國采用代理制，1995年底變換代理后，在中國市場推出了低價小軟件包，并結合較強的廣告宣傳攻勢，產生了很大的影響，銷售量上升很快。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，只是使用DDE連接方式，實時性較差；另外驅動程序須單獨購買。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，并實現了所謂的實時關系數據庫,其實只是在SQL Server上增加了數據傳輸插件而已。在32位Windows環境下，InTouch已受到其他產品的猛烈沖擊。InTouch軟件小系統軟件包價格比較適中，大系統軟件包比較貴。 美國Intellution公司的FIX。 FIX產品在中國市場也由來已久，1993年Intellution公司就曾到中國參加過展覽會（當時專門的組態軟件廠商直接在中國參展還不多見），但其在中國的銷售渠道比較混亂。1995年Intellution被愛默生集團收購后，現通過日本分公司的大中國區進入中國，在北京、上海直接成立辦事處，新發展了幾家代理。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CITECH。 CITECH是組態軟件中的后起之秀，在世界范圍內擴展得很快，近年來CIT公司在中國基本采用直銷方式，建有辦事處，并聘用一定數量的本地人才直接進行市場銷售、技術支持乃至項目開發。CITECH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,使用的方便性和圖形功能不及INTOUCH。界面部分很漂亮，很吸引人。版本升級不很快,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。CITECH的價格略低于INTOUCH和FIX。 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，提供的功能較少，給人總的感覺檔次不是很高。 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。然而這些產品或因其廠商的合并、重組改制、或不景氣，或不愿在中國市場做大的投入或未能尋找到合適的市場合用伙伴，或因技術性能落后等原因，有些盡管也曾在中國市場流行一陣，但終究未成大氣候，或尚未形成氣候，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亦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，已一改過去僅為其本身硬件配套的OEM形式或面孔，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使用于一些小型的非重要性的項目應用中。 下面列舉并介紹了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，至今也有5年左右的歷史了。早期的組態王仿造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。有可能還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。 MCGS 思想比較獨特的產品,屬于很另類的產品,有很多特殊的概念和使用方式,大多數使用過其他組態軟件的人都會感覺有些不慣。據說早期的版本是用VB開發的。傳聞公司經常出現經營管理上的問題,據傳1年換了2家投資方. SYNALL。 獨特的產品,但使用起來有點別扭,網絡方面有獨到之處，缺點是效率和穩定性還有待提高。 哈爾濱華富公司的controX2000。 比較新的組態軟件,尚未聽說有關業績的報導，產品體系結構很新,非常象iFIX的體系結構,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，運行其演示應用程序就能導致“死機”。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，不像是多人協同開發的成果。已經打了很久的廣告,卻一直未能看到一個商品化的產品。 大慶三維公司的ForceControl（力控） 從時間概念上來說，力控也是國內較早就已出現的組態軟件之一。只是因為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。大約在93年左右，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Windows 3.1的流行，又開發出了16位Windows版的力控。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驅較少，界面和產品包裝不夠美觀等。在19992000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，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，公司在產品的培訓、用戶技術支持等方面投入了較大人力，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。 值得注意的是，雖然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、浙江威勝、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。這些公司的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，可靠始性終被列為第一位，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漫長而痛苦的市場成長和被認可的過程。 由于組態軟件為軟件，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控制器、PLC、儀表產品配套等。但值得注意的是，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，對低價位產品的廠商無論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。嵌入式計算機控制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。由于組態軟件固有的使用簡便、對產品開發人員要求不高的優勢，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。目前國內各中高等院校（包括中專）電教均較發達，但由于各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。由于國內幾千家院校的數量，電教市場是一個不容忽略的市場。市場趨勢及展望 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陣出新，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將不斷深化，傳統基礎工業的住處化改造步伐會繼續加快，不少新項目也需要上馬，這些都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。尤其目前國內企業資金普遍緊張，對成本控制均相當嚴格，國外正版組態軟件的價格對于工程總量在50萬以下的工程幾乎無法承受（一套600點正版FIX國內售價大約在6萬人民幣）。目前有相當的工程公司在使用盜版的國外組態軟件，一套比較好的盜版軟件（解密徹底）價格在68千RMB。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其新增長熱點，運籌帷幄，躍躍欲試，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，而以下幾個方面會是非常重要的因素。 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，例如軟件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，建立銷售網絡和隊伍，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，而不易為用戶熟知的接受，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，有時盜版也會嚴重沖擊正版的市場。總之，組態軟件在