随着工业4.0的提出,工业控制系统对智能化、自动化和信息化的要求越来越高,传统工业控制领域正不断地往个性化方向发展。多种工业控制总线的嵌入式设备被加入以太网、实现人机交互界面等功能。控制系统即将出现越来越多的个性化定制。本文的项目背景是炼油厂发油系统。该系统需要实时现场各种控制仪表的数据采集,并根据采集到的数据实现发油过程的检测功能;能将数据上传到数据库,实现系统之间的数据共享;管理员可以通过浏览器监测发油现场的运行状况。因此系统应该包含以太网功能、多种总线协议接口和数据存储模块。根据以上功能需求,本文设计并实现了不同设备(多协议Modbus、UDP、HTTP)间的数据采集、数据分级存储、以太网功能远程数据监测与交互的管理系统。为了提高系统响应速度、减少系统的负担、增加模块之间数据交换的灵活性,本文提出任务调度算法:使用面向对象的思想将任务抽象为类的对象。在系统运行过程中,CPU根据执行条件调用对象;对象之间通过消息机制进行通信;数据交互使用共享内存;使用中断配合主函数实现调度算法。这种软件调度算法可以在无操作系统的支持下,保证系统响应的及时性,实现实时监测。对于获取到的所有数据,根据用途的不同,进行数据的分级存储。实时数据和管理员通过浏览器监测的数据存放在RAM中;历史记录和备份的数据存放在SD卡中;对于同级设备之间数据共享以及久远历史记录存放在数据库中。为了实现B/S架构下的现场数据监测,本文在TCP/IP协议的基础上实现HTTP协议下的浏览器表单的解析和响应。浏览器的表单解析和响应需要较长的CPU处理时间。影响了系统中其他任务的及时执行。为此,本文提出状态机的处理方法,将此类处理时间较长的任务划分成多个执行周期短的任务片段。在保证Web响应速度的基础上,提高系统的任务处理的及时性。