监控组态软件中数据管理子系统的设计与实现

论文摘要

现代工业发展,计算机在工业过程控制中得到广泛应用,生产过程自动化要求系统规模不断扩大和系统集成度不断提高,工业控制系统对工控软件的实时性也提出了更高的要求。设计高性能的数据管理系统,实现对工业控制现场实时数据的数据采集、数据管理以及数据共享,是问题得以解决的关键。本文介绍了一种监控组态软件中数据管理子系统的设计及实现方法。设备驱动采用基于XML的设备通信描述技术,研究了设备通信描述技术的工作原理、实现方法和执行机制,给出了描述文件的结构和内容定义。利用通信描述技术可使驱动程序自动选择通信目标、配置通信接口、生成通信报文、处理通信数据,实现了组态软件的通用性。驱动程序采集回来的实时现场数据存于内存缓冲区中,定义了数据缓冲池的存储结构,给出了变量的描述定义及检索方法,在保证系统实时性的基础上,方便了数据的管理,提高了系统的运行效率。开发了基于C/S模式的数据管理子系统。服务器程序实现了数据采集、数据管理和数据共享,完成了实时事务、历史事务、同步事务、中断事务、内部事务和其它事务的调度.事务调度是整个系统的核心部分,对系统中的事务进行了优先级的定义和分配,并引入自治锁进行并发控制。为了实现多点监控,其它监控机上采用从服务器,主从服务器之间通过报告分发、发布/预定和客户机/服务器三种通信方式完成数据同步。介绍了双机热备的运行机制,开发了热备服务器以保证系统长期稳定地运行。客户端程序采用ActiveX控件实现,定义了一系列的方法和事件供监控界面调用。数据管理子系统已在实际应用中证明具有较好的通用性、实时性、可靠性和稳定性,很好地完成了对工业控制现场实时数据的数据采集、数据管理以及数据共享。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 组态软件及其特点
• 1.2 组态软件的应用现状和发展前景
• 1.3 组态软件的结构体系
• 1.4 数据管理子系统的功能和地位
• 1.5 论文的主要内容
• 1.5.1 课题研究的内容和意义
• 1.5.2 论文的章节安排
• 2 数据管理子系统的设计
• 2.1 基于XML的通用设备驱动设计
• 2.1.1 通信描述技术的工作原理
• 2.1.2 描述文件的结构和内容设计
• 2.2 数据存储及检索
• 2.2.1 实时数据存储功能块的性能要求
• 2.2.2 内存数据缓冲池的设计
• 2.2.3 变量的描述定义及检索
• 2.2.4 监控系统中的历史数据
• 2.2.5 历史数据的存储及检索
• 2.3 监控点之间的数据同步设计
• 2.3.1 数据同步方式设计
• 2.3.2 数据同步的描述定义
• 2.4 事务调度
• 2.4.1 事务类型
• 2.4.2 事务的优先级分配
• 2.4.3 并发控制
• 2.5 小结
• 3 数据管理子系统的实现
• 3.1 通用设备驱动的实现
• 3.1.1 工程描述文件的解析
• 3.1.2 设备驱动的编程实现
• 3.1.3 报文验证及数据存储
• 3.2 历史数据存储实现
• 3.2.1 数据库访问技术
• 3.2.2 历史数据的存储
• 3.3 设备掉线处理的实现
• 3.3.1 设备掉线扫描
• 3.3.2 设备掉线处理
• 3.4 多点监控的实现
• 3.5 双机热备的实现
• 3.5.1 双机热备的运行机制
• 3.5.2 双机热备的编程实现
• 3.6 客户端程序的实现
• 3.6.1 ActiveX控件简介
• 3.6.2 客户端控件的实现
• 3.7 多线程程序设计
• 3.8 小结
• 4 电力监控系统中的实际应用
• 4.1 电力监控系统的结构
• 4.2 电力监控系统的监控对象
• 4.3 电力监控系统的数据采集
• 4.4 电力监控系统的运行显示
• 4.5 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