计算机控制系统第7章

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1、计算机控制系统第7章计算机控制系统的软件设计图7-1过程计算机控制系统软件组成框图7.1计算机控制系统概述7.1.1计算机控制系统软件的组成直接程序，与控制过程或采样/控制设备直接有关的程序，参与系统的实际控制过程，完成与各类I/O模板相关的信号采集、处理和各类控制信号的输出任务，性能直接影响系统的运行效率和精度，是软件系统设计的核心部分。规范服务性程序，指完成系统运行中的一些规范性服务功能的程序，如报表打印输出、报警输出、算法运行、各种画面显示等。辅助程序，包括接口驱动程序、检验程序，设备自诊断程序等。7.1.2软件功能实时数据采集控制输出逻辑控制报

2、警监视画面显示和报表输出可靠性功能管理功能通信功能流程画面制作功能7.2实用数据库技术数据库系统通常由数据库、硬件、软件和数据库管理员四部分组成。(1)数据库（DB）(2)硬件支持系统(3)软件支持系统(4)数据库管理员7.2.1数据库技术概述数据库系统结构分为三个层次：内层、概念层和外层，其体系结构如图7-2所示。这三种模型用数据库的数据定义语言（DDL）描述分别得到外模式（或子模式）、概念模式（或模式）、内模式（或存储模式）。为实现这三个抽象级别之间的转换，数据库管理系统在这三级结构间提供两层变换：外模式/模式变换、模式/内模式变换。应用A应用B应

3、用C应用D应用E外模式1外模式2外模式3外层（单个用户的视图）概念模式概念层（全局视图）外模式/模式变换内模式数据库内层（存储视图）模式/内模式变换图7-2数据库系统的体系结构三种数据模型：即层次模型、网络模型和关系模型。层次模型用树形数据结构来表示实体之间联系的模型叫层次模型。其特征是：有且只有一个节点（根节点）无父节点；除根节点外，其它节点有且仅有一个父节点，如图7-3所示。网络模型若取消层次模型的两个特征，即一个节点可能有两个以上的父节点，便形成网络，这种用网络数据结构表示的实体与实体之间联系的模型叫做网络模型，其结构如图7-4所示。关系模型表格

4、是一种常用的数据表示方法，用表格数据来表示实体与实体之间联系的模型叫关系模型。在层次模型和网络模型中，文件中存放的是数据，各文件之间的联系是通过指针来实现的。而在关系模型中，文件中存放两类数据：一类是实体本身的数据；另一类是实体间的联系，这种联系是通过存放关键字来实现的。ABCGDFE图7-3层次模型示意图图7-4网络模型示意图BCDGEFA在数据库系统中用于管理数据库的软件称为数据库管理系统DBMS。数据库系统的一切操作，包括查询、更新以及控制都通过DBMS进行。DBMS对数据的管理通过操作系统（OS）实现，DBMS与OS之间的接口称之为存储记录接口

5、，与用户之间的接口称之为用户接口。DBMS提供数据语言给用户，包括数据定义语言（DDL）和数据操作语言（DML）。DBMS的主要功能数据库的定义功能数据库操作功能数据库控制功能数据库建立和维护功能数据字典关系数据库查询语言SQL1)数据定义语言（DataDefinitionLanguage，DDL），用于定义、撤消和修改数据模式；2)查询语言（QueryLanguage，QL），用于查询数据；3)数据操纵语言（DataManipulationLanguage，DML），用于增、删、改数据；4）数据控制语言（DataControlLanguage，DCL

6、），用于数据访问权限的控制。7.2.2计算机控制系统中的实时数据库实时数据库系统（RTDBS）就是其事务和数据都是有定时特性或显式的定时限制的数据库系统。图7-5实时数据库系统在企业信息化中的地位实时数据库的功能和特点1)数据描述（模型、模式）；2)数据正确性维护（完整性、一致性检验）；3)有效的数据存取（数据库组织、操作与存取方法）；4)查询和事务的正确执行（事务管理、调度与并发控制）；5)数据的安全性和可靠性保护（安全性检验、恢复）。图7-6实时数据系统层次结构7.2.3实时数据库设计图7-7Agilor系统组成及逻辑结构图图7－8ESP-iSys

7、系统结构Datasource(PLC/DCS/Other)PlantinstrumentationPI-UDS(PIServer)PIPI-Clienttools-ProcessBook-DataLink-PI-ProfilePIDataAcquisition(andbuffering)nodePIEnterprisemanagement-ERP-LIMS-MaintenanceProcessimprovement-SimcaP-Looptuning-Sigmafine-APC-SQCIntranet/Internet-PIICE-PIActiveVi

8、ew-Reports图7-9PI系统结构图7-10工业监测控制系统功能结构图7.2.4实时数据