基于可复用组件的FCS组态技术研究与设计

论文摘要

在工业控制和自动化应用软件中,组态软件占有重要的地位;它是4C[10]技术(计算机技术,控制技术,通讯技术,微电子技术)的结合;随着计算机技术的发展,组态软件的设计方法也由传统的专门化,过程化向组件化,网络化,和通用化方向发展。COM/DCOM 作为WINDOWS 平台下重要的组件技术标准,对基于可复用构件的FCS 组态技术研究与设计有着重要的意义。为了提高工控软件的可靠性,可扩展性和开放性,增强其可复用性,通用性;缩短工控软件的开发周期,论文针对FCS 领域内的特点,对组态技术进行了研究和设计。论文先对组态软件的历史背景、国内外现状、设计思想、体系结构及发展方向进行了分析和研究。然后对FCS 技术的特点、概念、种类和发展趋势进行了探讨和论述,并分析了可复用组件的开发组装方法,研究了COM/DCOM 技术。在此基础上针对控制系统的特点和目前组态软件的有待改进之处,采用可复用软件的设计思想,参照COM 组件技术标准,设计完成了一套用COM 技术实现的FCS组态软件框架,主要包括以下部分:图形界面组态模块,流程控制组态模块,运行系统,实时数据库及趋势图模块,驱动程序接口模块。最后,介绍了在模拟驾驶器项目实践中的应用,结果表明论文提出的设计方法可以提高组态软件的开放性和可扩展性,方便对外集成。并因为采用了可复用组件技术,从而增强了组态软件的可复用性和可靠性,降低了维护的难度。基本达到了预期的学习研究和实践的要求。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 1 绪论
• 1.1 工控软件的历史背景、现状及发展
• 1.1.1 工控组态软件的历史背景
• 1.1.2 工控组态软件的现状
• 1.1.3 组态软件的发展趋势
• 1.2 论文的研究目标和内容
• 1.3 论文所完成的工作
• 1.4 小结
• 2 基于可复用组件的组态软件技术
• 2.1 软件复用及其相关技术
• 2.1.1 软件复用的概念
• 2.2 组态软件的组件化开发
• 2.2.1 组态软件的历史及国内外研究现状
• 2.2.2 组态软件的设计思想
• 2.2.3 组件化的组态软件设计
• 2.2.4 组态软件的发展趋势
• 2.3 小结
• 3 COM/DCOM 组件开发技术
• 3.1 COM 技术简介
• 3.3.1 COM 的结构
• 3.1.2 COM 的特性
• 3.1.3 COM 的优点
• 3.2 COM 接口
• 3.2.1 接口的特性
• 3.2.2 接口的实质
• 3.2.3 接口的组成
• 3.3 类型库的引入
• 3.4 小结
• 4 FCS 及 DCS 技术简介
• 4.1 现场总线的历史背景
• 4.2 现场总线的结构特点及优点
• 4.3 几种有影响的现场总线技术产品
• 4.3.1 CAN
• 4.3.2 FF
• 4.3.3 LonWorks
• 4.4 国内现场总线技术的发展的现状及趋势
• 4.5 基于现场总线的组态应用程序
• 4.6 小结
• 5 软件体系结构与整体分析
• 5.1 工业控制系统领域分析
• 5.1.1 概述
• 5.1.2 工控组态软件在工业控制系统中的位置
• 5.2 FCS 组态系统总体设计
• 5.2.1 需求分析
• 5.2.2 功能设计
• 5.2.3 系统的体系结构
• 5.3 软件体系结构和组件模块划分
• 5.3.1 两层C/S 结构
• 5.3.2 多层软件体系结构
• 5.3.3 FCS 组态软件的组件模块划分
• 5.4 小结
• 6 详细设计与实现
• 6.1 表示层图形组态模块
• 6.1.1 图元组件的体系结构
• 6.1.2 图元信息存储设计
• 6.1.3 图元绘制的基本实现方法
• 6.1.4 图形组态的动画处理
• 6.2 流程控制组态及运行子系统
• 6.2.1 用COM 开发各个功能模块
• 6.2.2 控制策略的生成与存储
• 6.3 实时数据库系统模块
• 6.3.1 数据库的特点和体系结构
• 6.3.2 实时数据的存储结构
• 6.3.3 数据的逻辑结构
• 6.3.4 通用数据库访问组件的设计
• 6.4 趋势图与报表组件
• 6.4.1 实时趋势和历史趋势图
• 6.4.2 趋势图的网上发布
• 6.4.3 历史数据报表模块
• 6.4.4 OLE Automation 在 Delphi 下的实现
• 6.5 数据通信及与驱动器的接口
• 6.5.1 数据通信的方式
• 6.5.2 DDE 与OPC 的比较
• 6.5.3 OPC 标准
• 6.5.4 基于OPC 技术标准的通信实现过程（机制）
• 6.6 小结
• 7 在模拟驾驶器中的应用实例
• 7.1 模拟驾驶训练器
• 7.1.1 简介
• 7.1.2 模拟驾驶器系统功能及组织结构
• 7.2 组态软件在模拟驾驶器中的应用
• 7.2.1 教学训练模块的实现
• 7.2.2 与视景系统的交互与集成方式
• 7.3 小结
• 8 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录