新型DCS系統(tǒng)圖形和控制組態(tài)軟件的研究與開發(fā).pdf

1、集散控制系統(tǒng)，主要用于實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的計算機(jī)控制和管理，它融合了計算機(jī)、通信、自動控制、CRT顯示等眾多領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，在電力、機(jī)械、石油、化工等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。組態(tài)軟件是集散控制系統(tǒng)中用戶開發(fā)和操作的平臺，用于實現(xiàn)自定義信號采集、監(jiān)控畫面和信息處理等配置，是系統(tǒng)的重要組成部分。因此，課題具有重要的研究和應(yīng)用價值。 作為山東省科技廳科研項目《基于工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術(shù)的新型控制系統(tǒng)》的一部分，課題主要實現(xiàn)了組態(tài)軟件的監(jiān)控畫

2、面組態(tài)運行系統(tǒng)和控制算法組態(tài)系統(tǒng)。首先分析了整個集散控制系統(tǒng)的功能要求和實現(xiàn)機(jī)制，給出了軟件設(shè)計架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)分布結(jié)構(gòu)，然后重點介紹了監(jiān)控畫面組態(tài)運行系統(tǒng)和控制算法組態(tài)系統(tǒng)的實現(xiàn)，對系統(tǒng)的設(shè)計模式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及相關(guān)算法處理等方面做了詳細(xì)的論述。論文的主要工作有： 從具體功能和技術(shù)實現(xiàn)角度對組態(tài)軟件進(jìn)行分析，劃分成各個相對獨立的模塊，建立起組態(tài)軟件的設(shè)計架構(gòu)和分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。確定軟件開發(fā)模型為螺旋模型，用C++語言實現(xiàn)，以Windows

3、2000為開發(fā)平臺，Microsoft Visual Studio 6.0為開發(fā)工具。 介紹了整個組態(tài)軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流實現(xiàn)機(jī)制，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)點接口和實時數(shù)據(jù)通信接口設(shè)計，是監(jiān)控畫面組態(tài)運行系統(tǒng)和控制算法組態(tài)系統(tǒng)與其它系統(tǒng)信息交互的關(guān)鍵。 實現(xiàn)了監(jiān)控畫面組態(tài)運行系統(tǒng)，主要完成工藝流程畫面的組態(tài)和實時監(jiān)控功能。根據(jù)對常用工業(yè)圖形的分析，抽象出支持的基本圖元類，采用面向?qū)ο蠓椒ㄔO(shè)計實現(xiàn)。利用工廠模式實現(xiàn)圖元創(chuàng)建機(jī)制，給出了圖元屬

4、性編輯、旋轉(zhuǎn)操作等功能具體設(shè)計。同時提供用戶自定義圖元接口，并實現(xiàn)圖庫支持自定義圖元的重復(fù)使用，用以實現(xiàn)更加生動靈活的監(jiān)控畫面。分析了圖元動畫實現(xiàn)機(jī)制，完成了圖元動畫效果設(shè)計。 實現(xiàn)了控制算法組態(tài)系統(tǒng)，主要完成集散控制系統(tǒng)中主控卡運行控制算法的圖形化組態(tài)功能。系統(tǒng)采用IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)中功能塊圖語言實現(xiàn)控制算法組態(tài)。結(jié)合圖論相關(guān)知識，抽象出控制算法圖形信息向數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化問題的數(shù)學(xué)模型，并且利用改進(jìn)的Johnson算法和有向