组态软件可视化环境的设计与实现

论文摘要

随着工业自动化水平的迅速提高,计算机在工业领域的广泛应用,人们对工业自动化的要求越来越高,种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用,使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。为了克服传统工业控制软件柔性差,开发周期长,不易维护,重复使用率低且价格昂贵等缺点,工业监控组态软件的研究与开发受到了广泛的重视。在本文中,首先给出了课题研究背景,研究现状和发展趋势。通过分析目前市场上工业组态软件普遍存在的问题论述了该课题研究的目的和意义。阐述了本文的主要工作。然后分析了组态软件的相关技术和理论。阐述了工业监控组态软件自身的特点。在对当前主流组态软件功能分析的基础上,总结了工业过程监控组态软件需要实现的基本功能,并结合用户需求分析和具体要求提出了整个软件的设计思路,提出了系统的总体设计方案。接着,根据实际开发的需要和软件工程原理,将整个软件划分为若干功能模块,着重讨论了在开发监控组态软件系统过程中组态软件的可视化环境开发技术,包括可视化设计端和运行端的建立、组态体系/组态图元的设计、可视化控件的设计以及图形化的控件存取等。在开发实例中,给出了和某化工厂合作完成的一套实际的监控系统,并简要介绍了它的工作过程。完成后的软件平台满足了项目的设计要求,提供了快速有效的控制管理平台。同国内外主流的监控组态软件相比,具有简单易用,兼容性好,移植便捷,系统配置要求较低,成本低等优点。最后,总结了本文的工作,并指出了进一步的研究方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源、目的及意义
• 1.2 课题的研究现状和发展趋势
• 1.2.1 组态软件的研究现状
• 1.2.2 组态软件的发展趋势
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第2章 组态软件可视化环境的相关技术研究
• 2.1 面向对象技术
• 2.2 数据库访问技术选取
• 2.3 组件技术
• 2.3.1 组件的基本概念
• 2.3.2 基于组件的软件架构
• 2.3.3 COM的体系结构
• 2.4 多线程技术及其实现
• 2.4.1 线程和进程
• 2.4.2 多线程实现
• 2.5 实时数据库技术
• 2.5.1 实时数据库的特征
• 2.5.2 实时数据库管理系统的系统结构
• 2.5.3 实时数据库的主要技术
• 2.6 本章小结
• 第3章 监控组态软件可视化环境的总体方案设计
• 3.1 监控组态软件的特点
• 3.2 监控组态软件的基本功能
• 3.3 用户需求分析
• 3.4 可视化环境总体设计
• 3.4.1 可视化环境的整体架构和设计思想
• 3.4.2 可视化环境的结构划分和功能模块设计
• 3.4.3 数据流图
• 3.4.4 可视化环境的设计方法
• 3.4.5 开发环境
• 3.5 本章小结
• 第4章 可视化环境的设计与实现
• 4.1 可视化环境界面设计
• 4.1.1 可视化环境的基本功能
• 4.1.2 可视化环境界面的设计与实现
• 4.2 图形绘制模块的设计与实现
• 4.2.1 图形绘制模块的基本功能
• 4.2.2 图形对象子模块的设计与实现
• 4.2.3 图形编辑子模块的设计与实现
• 4.2.4 动画连接子模块
• 4.3 网络通信模块的设计与实现
• 4.4 实时数据库模块的设计与实现
• 4.5 本章小结
• 第5章 可视化开发环境的开发测试与应用
• 5.1 性能测试及运行结果
• 5.1.1 单机客户端测试
• 5.1.2 联机测试
• 5.2 测试中的问题及解决
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢