试析小型集散控制系统组态软件设计

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1、分类号密级华中农业大学硕士学位论文小型集散控制系统组态软件设计TheDesignofDiminutiveConfigurationSoftwareofDistributedControlSystem研究生：沈娣丽指导教师：文友先教授专业：农业机械化工程获得学位名称：工学硕士研究方向：机电一体化技术获得学位时间：2005年6月华中农业大学工程技术学院摘要目前开发集散控制系统的控制软件有两种方式：一种是针对每个具体的控制系统开发一套上位机控制软件：另外一种就是开发适用性比较强的组态软件。第一种开发方法工作量大，代码得不到重用。第二种方

2、法开发的组态软件能够适用于不同的控制系统，实现了程序的重用性，并且系统的稳定性也得到了提高。因此开发一套性能可靠、使用简便的组态软件是很有意义的。本文首先分析了集散控制系统组态软件的特定需求，此后参考国内外商用组态软件，给出了组态软件的典型结构，该结构包括系统配置环境、开发环境、运行环境以及数据库WEB查询四个彼此关联又相互独立的层次模块。针对上述结构，在Windows环境下，以Delphi6．0作为主要开发工具，采用面向对象的编程思想分别对各模块进行了具体设计。．系统配置环境是组态软件的基础，本文着重讨论了变量登记和外部设备连接

3、。变量登记部分设计了一个变量基类，并派生出了八种常用的变量类型，满足了组态软件的需求。外部设备的驱动运用Windows的COM(组件对象模型)技术进行了封装，并提供了一个可扩展驱动程序的接口规范。开发环境讨论了组态软件必需的流程图绘制工具和算法控制模块。本文抽象了画面基本元素，设计了一组可组合的图形元件，并给出了用于绘制流程图的几个不同的工具类。控制算法模块采用Windows的脚本技术，并把控制脚本与流程图中不同图元对象的属性相关联，体现了组态软件易于使用的特点。运行环境加载、执行用户的组态工程，结合计算机的时钟中断事件，按一定时

4、钟周期计算、更新画面，实现了流程图的动态效果。此外，实时数据库的设计也是组态软件设计的关键和难点。本文中实时数据库系统以它的管理类的一个全局实例来管理，并通过它来实现实时数据库的运行，将实时数据库存储于系统的全局内存中，通过它的接口函数来实现实时数据库的读写以及查询和管理。为了验证本组态软件的实用性，构建了一个小型集散控制系统，该系统由传感器、电动机、变频器、采集卡和PC机构成。利用该控制系统，可以实现电动机转速检测和控制。关键词：集散控制系统；组态软件；COM技术；脚本ABSTRACTNowtherearetwomannerst

5、OdevelopcontrolsoftwareofDCS，oneisdevelopingasuitofcontrolsoftwareaimataidiographicDes；theotherisdevelopingconfigurationsoftwarethathasbetterapplicability．Whenthefirstmethodadopted，thedevelopingworkloadisverygreatandthecodecan’tbeusedagain．Whenthesecondmethodadoptedto

6、developerconfigurationsoftware，thecodeCallbeusedmanytimesandthestabilityofsystemcanbeimprovedalso．Itismeaningfultodeveloperasuitofconfigurationsoftwarethathashi曲capabilityandCanbeusedeasily．Afterconsultedseveralcommercialconfigurationsoftwaresandanalyzedthespecialdema

7、ndingofconfigurationsoftwareofDCS，thearchitectureofthissoftwarewasbuiltup．Fourmaincomponentswerebaseduponthemainframework，suchascollocatingenvironment，developingenvironment，andrunningenvironmentandWEBqueryofdatabase．Accordingtothearchitectureupon，theprogramwasdesigned

8、inWindows．AdoptedDelphi6．0asdevelopingtoolandOO(ObjectOriented)programmingidea，thedifferentmoduleweredeignedconcretely．Collo