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基于C#的监控组态软件开发

作　者: 王光
导　师: 邱剑彬
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: C# 组态软件实时系统图形画面数据库通信组件
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

组态软件是一种应用于工业控制系统的自动化软件平台，它为用户提供丰富的配置选项，使用户无需编程便可生成自己的应用系统。我国一些中小型生产企业在进行自动化改造时，对组态软件有很高的使用需求。然而，当前国内外的组态软件产品普遍造价高昂、功能冗余，超出了这些企业的承受能力。因此，开发一款价格低廉、功能适中、运行可靠的小型组态软件可以很好的填补这个使用缺口。基于这种要求，本文以C#语言为开发工具，给出了一种组态软件的设计方案。在研究和分析当前主流组态软件产品的技术特点和设计思想之后，本文将组态软件的结构分为图形系统、实时系统、外部程序系统、通信组件系统、历史数据库等五个部分，其中将实时系统作为整个组态软件的核心。在图形系统开发时，以MVC模式作为设计架构，实现了图形的生成、编辑、动画连接、图形脚本等功能，同时开发出了图形库；实时系统开发时，重点研究了实时内核的数据组织以及实时事务的调度和并发控制，并且开发了数据库脚本和报警管理等功能模块；组态软件的历史数据库采用关系型数据库，实现了历史数据的保存、查找、图形显示、打印等功能；采用Windows动态链接库和全局内存技术开发出外部程序系统，实现了组态软件的第三方程序接口；为了使用户能够在组态软件外部开发自己的硬件驱动程序并可将驱动程序动态加入到组态软件中，本文深入研究了硬件设备在组态软件中的抽象和组织，以及通信调度过程，开发出了通信组件系统，通信组件系统为用户提供驱动开发包，利用开发包，用户可以快速的开发出符合通信协议的驱动程序。最后，在实验室环境下对本文开发的组态软件进行了性能测试，测试结果显示该组态软件使用方便、运行可靠；并最终将其成功的应用到某皮革厂的废水处理系统中。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-22
  1.1 课题的研究背景和意义  10
  1.2 组态软件概述  10-16
    1.2.1 组态软件的概念  10-13
    1.2.2 组态软件的国内外研究现状  13-15
    1.2.3 组态软件的发展趋势  15-16
  1.3 组态软件的框架设计与研究重点分析  16-20
    1.3.1 组态软件的特性和功能需求  16-17
    1.3.2 组态软件的框架结构和研究重点  17-20
    1.3.3 开发工具和开发平台选择  20
  1.4 本文的研究内容和组织结构  20-22
    1.4.1 论文的研究内容  20-21
    1.4.2 论文的组织结构  21-22
第2章组态软件图形系统的研究与实现  22-41
  2.1 图形系统的设计思想  22-24
    2.1.1 矢量图  22
    2.1.2 面向对象编程  22-23
    2.1.3 设计模式  23-24
  2.2 图形系统的设计实现  24-35
    2.2.1 基本图形的实现  24-27
    2.2.2 组图形的实现  27-28
    2.2.3 图形库的实现  28-30
    2.2.4 图形动画连接的实现  30-31
    2.2.5 图形脚本的实现  31-33
    2.2.6 图形报警的实现  33
    2.2.7 图形编辑的实现  33-35
  2.3 文件的组织和存储  35-37
    2.3.1 文件的组织结构  35-36
    2.3.2 文件的保存和打开  36-37
  2.4 组态程序和运行程序的实现  37-40
    2.4.1 组态程序  37-39
    2.4.2 运行程序  39-40
  2.5 本章小结  40-41
第3章组态软件数据库系统的研究与实现  41-55
  3.1 组态软件数据库系统概述  41
  3.2 实时系统的实现  41-51
    3.2.1 实时内核的数据组织  41-44
    3.2.2 实时内核的事务调度  44-46
    3.2.3 实时内核的并发控制  46
    3.2.4 实时系统的数据库脚本  46-50
    3.2.5 实时系统的报警管理  50-51
    3.2.6 实时系统的第三方程序接口  51
  3.3 历史数据库的实现  51-54
    3.3.1 关系数据库  51-52
    3.3.2 历史数据缓冲区  52-53
    3.3.3 历史数据库功能  53-54
  3.4 本章小结  54-55
第4章组态软件通信组件的研究与实现  55-72
  4.1 通信组件概述  55
  4.2 通信组件的实现方法  55-71
    4.2.1 硬件设备的抽象和组织  55-66
    4.2.2 通信组件的调度过程  66-68
    4.2.3 通信组件的使用方法  68-71
  4.3 本章小结  71-72
第5章组态软件的测试与应用  72-80
  5.1 应用背景简介  72
  5.2 监控系统组态  72-78
    5.2.1 设备组态  72-76
    5.2.2 数据库组态  76-77
    5.2.3 画面组态  77-78
  5.3 监控系统测试运行  78
  5.4 本章小结  78-80
结论  80-82
参考文献  82-88
致谢  88-89
附录 1  89-99
附录 2  99-101

基于C#的监控组态软件开发

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