什么是组态屏

在工业控制领域，我们常会接触到各类用于数据交互与显示的屏幕设备，要弄明白什么是组态屏，不妨先从它与串口屏、指令屏、文本显示器的区别说起。其中串口屏是按照接口类型划分的类别，并非特指某一种功能屏幕 —— 像后续要讲的指令屏和组态屏，只要采用串口连接方式，就能归为串口屏范畴，当然它们也可选择其他接口，比如走以太网的类型就不属于串口屏；指令屏的工作方式则有明确的规则，需要把要显示的内容加上头部、尾部信息以及校验内容后发送给屏幕，通过这样的格式确保信息传输准确无误；还有文本显示器，功能相对简单直接，基本是串口发送什么内容，它就同步显示什么，缺乏复杂的数据处理和主动获取信息的能力。而组态屏和这些屏幕的核心差异，就在于它内部预先内置了专门的组态软件，只要在软件中配置好对应的驱动程序，它就能自动定时读取下位机（比如 PLC、DCS 等工业控制设备）的数据，无需人工频繁发送指令，在功能上更具智能化和自动化特点。

要真正理解组态屏，就不能不搞清楚 “组态” 这一关键概念，它的英文是 “Configuration”，是组态屏实现功能的核心所在。简单来说，组态就是借助应用软件提供的工具和方法，完成工程中某一具体任务的过程。如果和硬件生产做对比，组态和组装硬件的逻辑很相似 —— 比如我们要组装一台电脑，市面上会提供各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等部件，我们的工作就是根据自己的需求，把这些部件拼凑成一台能正常使用的电脑。不过软件中的组态比硬件组装拥有更大的发挥空间，因为软件里的 “部件” 数量通常更多，而且每个 “部件” 都带有内部属性，通过调整这些属性，就能改变 “部件” 的规格，比如大小、形状、颜色，甚至是具体的功能逻辑。在组态概念出现之前，要实现工业控制中的显示与监控任务，往往需要通过编写 BASIC、C、FORTRAN 等程序来完成，这样做不仅工作量大、耗费周期长，还容易出现错误，很难保证工程按期完成。而组态软件的出现，正好解决了这个难题，过去可能需要几个月才能完成的工作，通过组态的方式几天就能落地。需要注意的是，组态软件具有专业性，一种组态软件通常只适合某一特定领域的应用，它的概念最早就出现在工业计算机控制领域，比如 DCS（集散控制系统）组态、PLC（可编程控制器）梯形图组态，那些用于生成人机界面的软件，就被称为工控组态软件。其实在其他行业也存在类似组态的操作，只是大家不这么称呼而已，比如用 AutoCAD 绘制图纸、用 PhotoShop 处理图片、用 PowerPoint 制作演示文稿，都是借助软件提供的工具来创作自己的作品，并且以数据文件的形式保存，而不是生成可直接执行的程序。但工业控制中的组态有其独特性，这里形成的组态结果是用于实时监控的，组态工具的解释引擎会根据这些组态结果实时运行，从表面上看，组态工具的运行程序就是在执行它特定的监控任务。虽然说组态不需要编写复杂程序就能完成特定应用，但为了提供更高的灵活性，多数组态软件也会配备编程手段，一般都会内置编译系统，提供类 BASIC 语言，有的甚至支持 VB，以此满足更复杂的工程需求。

也正因为组态屏集成了这样灵活高效的组态软件，它在工业控制领域的应用十分广泛。市面上常见的组态屏品牌中，国产品牌如昆仑通态、维纶、步科、烦易等使用频率很高，而那些生产 PLC 的国外品牌，基本上也会推出配套的组态屏产品，目的是保障与自身控制设备的兼容性，确保整个控制系统能够稳定流畅地运行。总的来说，组态屏通过将组态软件与显示设备有机结合，让工业现场的数据显示、设备监控变得更加简单高效 —— 既不需要用户进行大量的程序编写工作，又能通过灵活的组态操作满足不同工程的个性化需求，所以在工业自动化领域占据着十分重要的地位。

审核编辑 黄宇