[摘要]常用的工業控制方式通常為plc控制和dcs系統，而兩者具有各自的侷限性。伴隨著計算機技術的發展，出現了組態軟體，這種開放、靈活、通用的控制方式，迅速顯示出強勁的生命力，在各種控制系統中得到了廣泛的應用，市場份額日益增大。
工業自誕生之時，就離不開對於各種能影響或體現工業生產資料的監測和控制。按照工業生產變數時間和幅度的連續性，工業生產的典型過程可以分為：連續過程（continuous process）、離散過程（discrete process）和批量過程（batch process）。其中批量過程往往是由離散過程和連續過程組合而成。
監測是控制的先決條件，否則控制無從談起。依據工業生產中離散過程和連續過程的劃分，工業控制大體沿著一下兩條主線發展：
第一條主線是對離散控制系統的控制，也可以說是邏輯控制或者程式控制，從早期的機械電磁原理的繼電器控制，發展為以電子邏輯電路為主的控制，進而產生了以數字技術和微處理器為核心的plc（programmablelogic controller），其發展趨勢可視為更快、更小、更可靠、更靈活、成本更低；
第二條主線是對連續過程的控制，和離散控制相比，連續控制所使用的產品種類更多，技術上也更為複雜。從初期的機械控制器到基地式儀表，進而發展為氣動或者電動單元式組合儀表，一直到分布式控制系統dcs（distributedcontrol system）的產生。dcs本身也是儀表控制系統和計算機控制系統的結合體，其發展趨勢是控制範圍更廣、可靠性更高，精度和實時性更高，綜合成本更低。
隨著科技的快速發展，現今，最新型的plc也開始融入對模擬量的採集和控制，不侷限在單獨的離散控制之上，而***的dcs系統控制範圍也更為廣泛。兩者之間的界限也日漸模糊。大型的plc結合上層監控軟體某種程度上也可以構成dcs，而dcs系統中plc也得到了廣泛的使用。
無論是plc控制還是dcs系統，雖然都具有各自的優勢，而且得到了廣泛的應用，但是也都有著其各自的侷限性：plc控制對於連續的模擬量而言相對薄弱，而且plc本身的儲存資料能力較低，人機介面相對不夠直觀；dcs系統成本較高，各個廠家的dcs系統的開發性還較低，使用者難以自由選擇軟硬體。
工業控制，無論是早期的繼電器控制，還是最新的plc或dcs系統，其本質都是獲取現場資訊，進行資訊處理，將處理結果反饋到現場控制中，如圖1所示：
圖1控制流程
現代工業工控依然是遵循著採集、處理、控制的模式，其發展深受計算機技術的影響，從2023年9月，美國投入使用第一台用於現場監控的計算機以來，計算機已經深深的融入到工業控制領域。
隨著個人電腦的快速普及和效能的快速提公升，基於個人電腦的監控系統（pc based）的應用也日益廣泛，其典型代表是組態軟體（scada supervisory control and data acquisition）的出現。
二十世紀八十年代，伴隨著計算機的發展，出現了最早的組態軟體，至今已經湧現了相當數量的組態軟體產品：ifix，intouch，wincc等，國內也出現了價效比很高的軟體：組態王、紫金橋等。從最初的dos環境，到windows，從簡單的監控到各種複雜的控制，組態軟體功能日益強大。以筆者熟悉的紫金橋組態軟體為例（其他組態軟體可能稍有區別，具體可參見各軟體的說明），組態軟體的架構如下：
圖2組態軟體架構
現場裝置通過各種io介面，將資料傳送到實時資料庫，實時資料庫將其處理後通過人機介面（view）顯示給使用者，使用者也可以將操作命令下置給實時資料庫，進而通過資料庫下置到現場裝置中。在這種架構中相對於使用者，其不必了解實時資料庫是如何和不同的現場裝置進行通訊的，只需通過人機介面進行相關的設定就行了，在這裡組態軟體起到了操作平台的作用，遮蔽了使用者和現場裝置的直接關聯，相當於計算機中「作業系統」，使用者操作電腦，無需關心底層顯示卡的工作機制，硬碟的具體讀寫，只需和作業系統進行對話即可。
組態軟體本身也可以依據使用者的要求通過指令碼或者在介面上的一些設定自動的控制現場裝置的執行。也可以將多套組態軟體組合成乙個分布式的網路構架，先將現場資料採集到單套組態軟體中，此時該組態軟體一方面依據需求可以監控本地的裝置，另一方面起到採集伺服器的作用，可以將資料傳送到充當伺服器的組態軟體或實時資料庫中，做進一步的彙總處理，具體構架圖如圖3所示：
圖3 組態軟體網路構架
相對於plc控制和dcs系統，組態軟體的這種架構決定其具有的天然優勢：
高度開放的介面相對於各個硬體廠家所推的監控軟體而言，第三方的組態軟體則開放得多。無論是怎樣的現場匯流排，還是opc，或者是自定義的通訊格式，只要能確定通訊協議，都可以通過增加相應的驅動，關聯該裝置，進而監測控制。這樣，使用者就擁有了最大的選擇餘地，幾乎可以任意的選擇各家硬體產品來組合成自己所需的控制系統；這樣就構成了以組態軟體為控制核心的監控系統。
快速的介面設定通過組態軟體可以輕鬆的繪製各種人機介面，簡單的幾個操作和設定就可以實現最常用的歷史曲線、報表、報警、各種動畫等，相比較高階的程式設計工具vb、vc容易了很多。
自由的組網方式圍繞著組態軟體，可以根據工程需要，輕鬆構建所需的網路，實現真正的分布式結構，網路間的傳輸介質也多種多樣。
低成本一方面，組態軟體通常可以執行在windows環境下，一台pc機，或者工控機都可以執行組態軟體，無論是組態軟體本身，還是整體控制系統，其成本都相對較低。
較高的開發效率由於組態軟體本身是個半成品，很多底層的通訊控制等操作都已被封裝起來，所以使用者在此平台上做進一步開發就輕鬆很多，可以節省大量時間，進一步降低了成本。
應用範圍廣泛無論是用於工廠的整體監控，還是配套現場裝置，組態軟體的使用環境可大可小，多套組態軟體可以形成低成本分布式的監控系統，而單套軟體也可以單獨配套現場裝置，起到上位機的作用，可以記錄歷史資料，提供美觀的人機介面，提公升了產品的科技含量，形成軟硬一體的解決方案。
多樣的資料介面組態軟體可以將採集的歷史資料儲存到本地或者遠端伺服器上的實時資料庫中，也可以將原始資料或者統計值等資料儲存到各種關聯式資料庫中，比如oracle、sqlsever等。通過組態軟體的資料平台，現場資料可以輕鬆傳到更高一層的軟體系統中，比如erp系統等，方便了使用者的操作和管理。
豐富的控制功能組態軟體通常都支援功能豐富易用的指令碼控制，紫金橋組態軟體中可以設定視窗指令碼、應用指令碼、資料重新整理指令碼、資料庫指令碼、物件指令碼等，同時提供了近千個指令碼函式，靈活準確的使用指令碼和其函式，可以輕鬆實現各種複雜的控制流程。當前的組態軟體同時也提供了批次處理、配方等工具，進一步的方便了使用者的使用。
由於組態軟體執行在pc機上，受各種條件的制約，其控制精度有時還達不到毫秒級，通常可以精確到幾十毫秒，可以滿足絕大多數的控制場合。與dcs系統相比較，組態軟體出現較晚，而且本身不包含硬體系統，在一些特殊場合下的控制，比如pid控制等方面做得還不夠。兩者應用的範圍也不同，前者主要用於大型控制系統的監控，而後者應用範圍日漸廣泛，小到監控一台裝置，大到乙個成千上萬資料點的監控，做乙個不是很恰當的比喻，dcs相當於乙個大型的計算機，具有其專有的軟硬體裝置，而組態軟體相當於一台pc機，更小而更為靈活通用，多台pc機又能構成乙個分布式網路。紫金橋監控軟體曾成功地應用於大慶天然氣監控系統，該系統高達4萬餘個監控點。
組態軟體操作平台
雖然組態軟體本身還有很多的侷限性，但是隨著時間的推移和技術的發展，其也在不斷的進步，提供的功能更豐富，整體效能更穩定，使用會更便捷，應用會更廣泛。無論是離散控制還是連續控制，組態軟體都可以勝任。可以預言，以組態軟體為控制平台，結合plc、智慧型儀表或資料採集模組或板卡等硬體裝置的控制系統，展現了一種新型的工控模式，這種小型化、分布式、低成本、高靈活性和高開發效率的方式，會得到快速的發展，日漸得到大家的認可，將在工控領域中將占有重要的地位。
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