论文摘要
组态软件在工业控制和管理上发挥着越来越重要的作用,它以灵活多样的组态方式(而不是编程方式)提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法,其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能。组态软件的灵活性和通用性导致了组态软件开发的复杂性,增加了组态软件设计的难度。本文采用COM技术把组态软件的开发分割成一些小的,功能相对简单的模块开发。从而降低开发的复杂度,减少重复性编程,提高软件的重用性。应用ActiveX Scripting技术的主要目的是使组态软件在不被修改的情况下,可以使用各种脚本语言编辑脚本。以达到同一种方式来处理各种脚本语言,因此二次开发的用户可以采用他们自己熟练的任意脚本语言书写脚本程序。OPC技术的出现为基于Windows平台的组态软件和基于现场控制的控制器之间的数据交换提供了切实可行的方法。组态软件可以按照OPC服务器提供的接口访问现场控制设备的数据,避免了重复开发设备驱动程序的问题,提高了软件的开放性和灵活性。组态的核心思想是将工业控制系统分解成许多实体,通过配置各个实体的属性和各个实体间的关系来完成整个系统的搭建,这种思想符合面向对象的思维方式,而面向对象技术在提高软件的灵活性和扩展性方面有着明显的优势,因此用面向对象的设计方法开发组态软件是最佳选择。面向对象的设计难点在于如何识别出系统中的对象,并在计算机系统中建立起对象模型和对象间的通信关系。设计模式是面向对象设计的精髓,它表达了解决特定问题的设计方法和设计结构,在面向对象的设计中具有重要的指导意义。本文在详细介绍组态软件开发的关键技术的基础上,对设计模式在组态软件设计中的应用进行较深入地研究,并结合实例,分析模式应用的场合,比较模式具体应用时的变化及其不同实现间的差异,探讨设计模式在解决实际问题时的思想过程及其产生的效果。全文主要就组态软件框架的设计,图形元素的设计,图形操纵的设计,动画系统的设计等方面的内容展开论述。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 组态软件的概念与现状1.2 工业自动化软件设计的特点1.3 工业自动化软件中采用的复用技术1.3.1 源代码复用1.3.2 函数库复用1.4 工业自动化软件新技术——组件技术1.5 本文的主要研究内容2 组态软件总体设计2.1 组态软件的特点2.2 组态软件的基本功能2.3 系统总体设计2.3.1 软件体系结构2.3.2 软件模块划分2.3.3 模块功能介绍2.4 本章小结3 COM 组件技术及应用3.1 COM 组件技术3.2 COM 对象和接口3.2.1 COM 对象3.2.2 COM 接口3.3 IUNKNOWN 接口3.3.1 引用计数3.3.2 接口查询3.4 COM 在组态软件中的应用3.4.1 基于COM 技术的组态软件分析设计3.4.2 组态软件的组件化实现3.4.3 ActiveX 控件4 ACTIVEX SCRIPTING 技术在组态软件中的应用4.1 ACTIVEX SCRIPTING 概述4.2 STDRAW 的设计与实现4.3 STDRAW 的对象模型4.4 本章小结5 OPC 技术研究5.1 OPC 技术产生的背景5.2 OPC 的一些基本概念5.2.1 服务器、组、数据项5.2.2 报警（Alarm）和事件（Event）5.3 组态软件OPC 客户端程序的实现5.3.1 OPC Client 的工作流程5.3.2 OPC Client 的程序设计6 图形组态界面的设计6.1 什么是设计模式6.2 组态软件开发中引入设计模式的意义6.3 组态软件中的设计模式6.3.1 FACTORY METHOD（工厂方法）模式6.3.2 PROTOTYPE（原型）模式6.3.3 SINGLETON（单件）模式6.3.4 ADAPTER（适配器）模式6.3.5 COMPOSITE（组合）模式6.3.6 STATE（状态）模式6.3.7 TEMPLATE METHOD（模板方法）模式6.3.8 COMMAND（命令）模式6.4 图形组态界面的设计6.4.1 图形类的层次设计6.4.2 图形的复制功能实现6.4.3 组合图形的设计6.4.4 Windows 位图的引入6.4.5 绘图工具的设计7 组态软件动画系统的设计7.1 动画类层次的结构设计7.2 旋转动画的实现7.3 输入动画的实现7.4 本章小结8 总结与展望8.1 本文总结8.2 展望参考文献致谢研究生期间发表论文
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