Windows下监控组态软件的研究与设计

论文摘要

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。为了满足一些专业领域里中小型用户的需求,本文在吸收目前国内外流行的监控组态软件的优点和特点的基础上,给出了一种设计和实现小型组态软件的方法,实现了监控系统所需要的基本功能,可为中小型企业节约购买大型组态软件的成本。该软件主要由图形组态系统和实时数据库模块组成。图形组态系统作为组态软件的人机交互界面,完成控制现场的画面模拟,实时显示现场设备检测到的数据。实时数据库模块作为组态软件的核心,保存系统运行时产生的动态数据和系统正常运行所需的各种内部信息,完成系统中的事务调度、数据采集和存盘、报警、事故处理等各种功能。本文主要对图形组态系统和实时数据库模块进行了设计并完成了实现。图形组态系统以Visual C++为开发平台,划分为界面生成模块、动画连接模块、表达式处理模块和趋势曲线模块四个功能模块。界面生成模块设计了面向对象的图元类,完成了图元的创建、图元属性的设置、图元的各种编辑操作;动画连接模块实现了组态图元与工业控制现场I/O变量的关联;表达式处理模块实现了简单的脚本语言的处理;趋势曲线模块实现了趋势曲线控件。针对监控组态软件对处理实时数据的要求,结合OPC技术和实时数据库的特点阐述了基于OPC的开放性实时数据库系统的设计思想,给出了OPC客户端ActiveX控件的设计和实现方法。并结合存储策略的设计,使用Access数据库作为外存数据库存放共享数据,使用内存数据库存放实时数据,保证了系统的实时性。通过实验测试,该组态软件实现了基本的监控功能,运行效果良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 组态软件及其产生背景
• 1.1.1 组态软件概述
• 1.1.2 组态软件的产生背景
• 1.2 本课题研究的目的和意义
• 1.3 组态软件的基本特性
• 1.4 组态软件国内外研究现状
• 1.5 组态软件的发展趋势
• 1.6 主要研究工作和论文结构
• 2 组态软件的总体设计
• 2.1 监控系统对组态软件的性能要求
• 2.2 开发平台和开发工具的选择
• 2.3 组态软件的总体框架
• 3 图形组态系统的设计和实现
• 3.1 图形组态系统的设计
• 3.1.1 图形组态软件的设计思想
• 3.1.2 图形组态系统的框架
• 3.1.3 图形组态系统的设计方法
• 3.2 图形组态系统的实现
• 3.2.1 图形生成模块的实现
• 3.2.2 动画连接的实现
• 3.2.3 表达式处理的实现
• 3.2.4 趋势曲线模块的实现
• 3.3 本章小结
• 4 基于OPC的实时数据库模块的实现
• 4.1 组态软件的实时数据库的设计
• 4.1.1 实时数据库的概念和主要特征
• 4.1.2 组态软件实时数据库的功能
• 4.1.3 实时数据库的数据对象模型
• 4.1.4 实时数据库的存储策略
• 4.2 OPC相关技术
• 4.2.1 OPC的一些基本概念
• 4.2.2 OPC接口
• 4.2.3 OPC规范和OPC服务器和客户端接口
• 4.2.4 OPC应用场合及其在实时数据库中的应用
• 4.3 基于OPC的RTDB的设计和实现
• 4.3.1 基于OPC的实时数据库的软件结构
• 4.3.2 OPC数据采集ActiveX控件的实现
• 4.3.3 实时数据库的实现
• 4.3.4 内存映射文件
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢