基于面向对象技术的监控组态软件系统的设计与实现

论文摘要

随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域广泛应用，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，人们对工业自动化的要求越来越高，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。监控组态软件是集散控制系统中非常重要的组成部分，广泛应用于现代工业生产的各个领域。它的出现，为自动化工程技术人员提供了一种采用搭积木的方式制作现场控制过程和控制界面的工具。它能根据用户对被控对象和控制目的的要求在模块间进行任意组合，不仅满足了被控对象的个性需求，也缩短了软件开发时间，节省了开发费用。组态软件的设计与开发是一项十分复杂的工程，涉及到许多技术和理论。本文首先对国内外组态软件的现状以及发展状况进行了总结，分析了各个软件的优缺点；其次，分析实现了监控组态软件系统的总体设计，提出了面向对象技术的设计思想；第三，分模块对监控组态软件进行了介绍。本软件主要由图形组态模块、实时数据库模块、设备驱动和通讯管理模块三个部分组成。而本文采用面向对象技术的思想着重研究了图形组态模块和实时数据库模块的设计方法和实现方案。在图形组态模块中，采用面向对象技术分析并设计了图形对象，实现了图形对象的基本操作，设计了丰富的图库，最后实现了动画连接、脚本程序以及文件管理等功能。在实时数据库模块中，采用关系数据库、文件管理系统和内存数据库兼用的方式实现了实时数据库的存储策略，通过动态连接库来运行实时数据库，并采用SQL Server作为历史数据库。本软件已经在电力监控系统中得到了实现与应用，且基本功能运行良好，能够满足当前用户的需求。本文下一步的研究工作重点主要是对OpenGL技术的研究以实现监控组态软件系统图形界面的三维立体效果和完善系统结构模型以提高系统性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 组态软件概述
• 1.1.1 组态软件的概念与产生背景
• 1.1.2 组态软件的基本特征
• 1.2 组态软件的国内外发展现状以及发展趋势
• 1.2.1 组态软件的发展现状
• 1.2.2 组态软件的发展趋势
• 1.3 本课题研究的目的和意义
• 1.4 论文内容及章节安排
• 第二章 组态软件的总体设计
• 2.1 组态软件的性能要求
• 2.2 组态软件在监控系统中的地位
• 2.3 组态软件的面向对象模型分析
• 2.4 组态软件开发平台和开发工具的选择
• 2.5 组态软件的总体框架
• 2.5.1 图形组态模块
• 2.5.2 实时数据库模块
• 2.5.3 设备驱动和通讯管理模块
• 2.6 本章小结
• 第三章 图形组态模块的设计与实现
• 3.1 图形组态的功能分析
• 3.2 图形组态的设计思想
• 3.3 图形组态的设计与实现
• 3.3.1 图形对象的类设计
• 3.3.2 主要图形对象的实现
• 3.3.3 图形对象的操作
• 3.3.4 图库
• 3.4 动画连接的实现
• 3.4.1 动画连接概述
• 3.4.2 动画连接的实现
• 3.5 脚本程序的设计
• 3.6 组态数据的文件管理
• 3.6.1 工程浏览器模块
• 3.6.2 文件管理
• 3.7 本章小节
• 第四章 实时数据库模块的设计与实现
• 4.1 实时数据库概述
• 4.1.1 实时数据库的功能
• 4.1.2 实时数据库的系统结构
• 4.1.3 内存数据库
• 4.2 实时数据库的设计
• 4.2.1 实时数据库的设计思想
• 4.2.2 实时数据库的数据类型
• 4.2.3 实时数据库的存储策略
• 4.2.4 实时数据库的实时事务分析
• 4.2.5 实时数据库系统的运行方式
• 4.3 实时数据库的实现
• 4.4 历史数据库
• 4.4.1 历史数据库的描述
• 4.4.2 历史数据库的转储
• 4.4.3 提高数据库访问效率的方法
• 4.5 本章小节
• 第五章 设备驱动和通讯管理模块的设计与实现
• 5.1 设备驱动程序功能概述
• 5.2 设备驱动程序的体系结构
• 5.3 设备驱动程序的工作过程
• 5.4 设备驱动程序底层通信编程
• 5.5 本章小节
• 第六章 系统测试验证
• 6.1 系统测试目标
• 6.2 系统测试策略
• 6.3 系统测试环境
• 6.4 系统测试过程及结果界面显示
• 6.5 本章小节
• 第七章 总结与展望
• 7.1 研究总结
• 7.2 未来发展展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果