论文部分内容阅读
“组态”的概念是伴随着集散型控制系统的出现开始被生产过程自动化技术人员所熟知的。组态软件是面向监控与数据采集的软件平台工具。国内外有许多组织和机构从事组态方面的研究,自二十世纪九十年代起,在市面上也相继出现了一批比较优秀的组态软件。但是组态软件目前仍处于初步发展阶段,其理论与技术尚不成熟。现有组态软件产品大多在软件构架和对Web发布的支持上存在一定缺陷。因此,对组态软件进行进一步的深入研究是十分有必要的。
在本论文中,我们采用构件技术对组态软件的总体设计加以改进,并具体实现了基于构件技术的组态软件的开发。主要研究工作内容如下:
1.通过对现有的多种比较典型的组态软件的分析,针对其存在的不足,提出使用构件技术来改进组态软件的总体设计和开发。
2.阐述了软件重用和构件技术,对主流构件模型进行了比较,分析了Windows平台下流行的构件技术COM,针对COM对组态软件中网络发布的支持不足,考虑到.NET框架对分布式环境的优化以及支持构件的编程模型可以很好的满足设计的需要,选择了.NET框架作为课题的主要技术,并对.NET框架中的构件技术进行了分析和总结。
3.提出了组态软件的设计要求,对组态软件的结构和功能进行了划分,在此基础上设计了基于构件技术的组态软件(Component-BasedConfigurationSoftware,CBCS)五层系统框架,适应了分布式环境的需求。该框架充分利用了.NET中的构件技术,包含了组态软件中的核心部件:图形构件部件和数据库部件,最后采用.NET框架实现了CBCS系统框架。
4.分析了组态软件图形子系统的功能和结构,设计和实现了图形构件,其中设计了图元类的层次结构,并使用了.NET框架实现了图形类和图形对象管理、图形页面管理等操作。另外在图形构件中,提出并使用了基于XML的可伸缩向量图形(ScalableVectorGraphics,SVG)来实现图形系统的web发布,从而使得组态结果支持开放标准并有效减低了图形组态结果的数据大小,实现了CBCS系统图形组态的web发布,增强了组态软件的网络功能。
5.设计了CBCS系统数据库结构,重点设计了实时数据库的层次结构,使用.NET框架实现了实时数据库的内存结构,实现中充分利用了ADO.NET中的数据集及相关的技术,在内存中构建数据表,实现了实时数据库的断开式数据结构,适应了分布式环境对组态软件的需求,从而增强了CBCS系统的网络功能。另外CBCS系统充分利用了ADO.NET中数据集和数据表实现了实时数据库的基本操作。
6.初步完成CBCS系统的设计和实现后,针对一个银行机房监控系统的工程背景,使用CBCS完成了该工程的组态,并将组态结果和一个典型的组态软件的组态结果进行了比较,验证了CBCS的可行性和图形Web发布中的优越性。