基于可复用组件的FCS组态技术研究与设计.doc

基于可复用组件的FCS组态技术研究与设计 重庆大学 硕士学位论文 基于可复用组件的FCS组态技术研究与设计 姓名：罗粮 申请学位级别：硕士 专业：计算机软件与理论 指导教师：石锐 20050501 重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘 要 在工业控制和自动化应用软件中 组态软件占有重要的地位 它是4C[10]技术 计算机技术 控制技术 通讯技术 微电子技术 的结合 随着计算机技术的发展 组态软件的设计方法也由传统的专门化 过程化向组件化 网络化 和通用化方 向发展 COM/DCOM 作为WINDOWS 平台下重要的组件技术标准 对基于可复 用构件的FCS 组态技术研究与设计有着重要的意义 为了提高工控软件的可靠性,可扩展性和开放性,增强其可复用性 通用性 缩 短工控软件的开发周期,论文针对 FCS 领域内的特点,对组态技术进行了研究和设 计 论文先对组态软件的历史背景 国内外现状 设计思想 体系结构及发展方 向进行了分析和研究 然后对FCS 技术的特点 概念 种类和发展趋势进行了探 讨和论述 并分析了可复用组件的开发组装方法 研究了 COM/DCOM 技术 在 此基础上针对控制系统的特点和目前组态软件的有待改进之处 采用可复用软件 的设计思想 参照COM 组件技术标准 设计完成了一套用COM 技术实现的FCS 组态软件框架 主要包括以下部分 图形界面组态模块 流程控制组态模块 运 行系统 实时数据库及趋势图模块 驱动程序接口模块 最后 介绍了在模拟驾 驶器项目实践中的应用 结果表明论文提出的设计方法可以提高组态软件的开放 性和可扩展性 方便对外集成 并因为采用了可复用组件技术 从而增强了组态 软件的可复用性和可靠性 降低了维护的难度 基本达到了预期的学习研究和实 践的要求 关键词 FCS COM 组态软件 软件复用 组件 I 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 ABSTRACT Configuration software has the most important place in much industrial control and automatic application software. With the developing of computer technology, the design methods of configuration software was developed from process oriented to component, network, and generality oriented. As the important component technology on the windows platform, COM/DCOM ha s quite important meaning to studying and designing of FCS configuration technology based on reusable component. In order to improve the reliability, extensibility, reusability and openness of configuration software and to shortened its developing period. This paper probes into the research and design of FCS configuration software with reusable component technology First, this paper analyses and studies the configuration software’s developing background, researching actuality inside and outside, designing idea, system structure and developing trend. Second, introduces the features, meanings, advantages, kinds and developing trends of FCS. Second, analyses the developing and assembling methods of component, such as COM/DCOM. Based on these, combines the control system features, and blends in COM technology, designs a suits of configuration software based on COM. This system includes following parts: graphical interfaces configuration, flow control configuration and running system, real-time database subsystem and trend chart module, history report module and driver program interface module. As practice, this configuration software is also used to develop a simulated driving system which is applied in practice, the result shows that the expected demands of study and practice is ultimately reached. Keywords : FCS, COM, configuration software, software reuse, component II 重庆大学硕士学位论文 前 言 前 言 现场总线是连接现场设备和自动化系统的双向传输 数字式 多分支结构的 通信网络 早在80 年代 国外就提出了现场总线的概念 但由于刚开始没有一个 统一的标准 各个企业和公司都开发自己的总线产品和制定相应的总线标准 导 致了多种现场总线标准并存的局面 目前 现场总线技术正受到国内外自动化用 户和制造商的关注 它的出现将给自动化领域带来一场新的革命 而基于现场总 线技术的控制系统 FCS Fieldbus Control System 将是继 DCS Distributed Control System 后的新一代控制系统 它的广泛应用将大幅度地降低控制系统的投资 显 著提高控制系统的质量 明显改善系统的开放性 分布性 互操作性和可集成性 DCS 向FCS 的转变将是大势所趋 组态软件作为用户可动态配置功能的软件平台工具 是随着3C 技术的日趋成 熟而发展起来的 DCS 的商品化应用也促进了组态软件概念的普及 另外 计算 机技术和微处理器技术飞速发展 自动化监控设备的价格下调 体积缩小 现场 总线和网络技术的发展使监控设备间的通信变得简便易行 这一切都促进了组态 软件的普及和推广 目前 组态软件已经成为工业自动化应用软件中最基础和广 泛的一种 其应用领域也已经拓展到社会生活的方方面面 我国的组态软件也经 历了从无到有 从小到大的发展过程 但与国外的发展水平相比 还存在相当的 差距 目前 组态软件的设计开发也呈现出向组件化 基于WEB 方向发展的趋势 但就组态软件本身来讲 尚存在一些有待优化和完善的地方 如当前大部分组态 系统主要针对工业数据采集及监控的应用 不能方便的实现对整个工业信息系统 的集成 使控制系统与上层 MIS 脱节而成为一个信息“孤岛” 所以为了提高组态 系统的整体性能 可扩充性 开放性 方便与上层管理系统实现信息集成 本论 文利用组件技术和基于COM 的自动化技术 将整个系统进行自动化 如同微软的 WORD 一样 本身是一个完整的应用程序 同时也是一个自动化服务器 自动化 服务器还使解释性语言和宏语言访问服务器成为可能 从而使得与上层管理系统 的集成更为可行 因此能够在很大程度上提高组态软件的可扩展性和开放性 使 得上层系统和下层设备之间 包括从现场设备级到MIS 管理信息系统 可以实现 完全无缝地 真正开放的企业级通信 本文通过分析现场总线控制系统的特点及原理 国内外组态软件的现状及发 展趋势 利用软件复用的核心技术 组件技术 初步设计完成了一套组态软件系 统 该课。