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基于VC的监控组态软件开发及其应用

作　者: 石冠先
导　师: 严爱军
学　校: 北京工业大学
专　业: 控制工程
关键词: 组态软件图形界面通信案例推理 PLC
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

组态软件作为计算机监控系统的重要组成部分，从无人值守的远程监视、数据采集与计量、数据分析到过程控制，几乎无处不用。实际应用的需求使组态软件正成为工业自动化系统的灵魂。随着社会进步和信息化速度的加快，组态软件的应用不仅仅局限在工业过程控制领域，在农业、环保、电信、实验室、交通航空等行业也有大量的应用实例，可见，组态软件的研发及推广具有广阔的应用前景。正是如此，课题以国家自然科学基金“基于多目标评价的竖炉焙烧过程智能优化设定方法的研究”项目为依托，着重研发一套基于VC的可用于实验测试的监控组态软件，主要工作如下：1、针对过程控制实验室平台建设的需求，设计了监控组态软件的结构与功能。介绍了以系统开发环境、系统运行环境和实时数据库三要素为基础的软件结构，设计了组态软件系统的图形界面模块、通信模块、智能推理模块以及实时数据库模块等功能组件。2、根据设计的软件结构与功能，基于VC开发了源程序。采用多文档/视图结构，通过图形编辑和动画连接实现了用户图形界面；以OPC的OLE/COM/DCOM通信机制为依据开发了应用程序间的通信模块；实现了基于案例推理技术的智能推理模块，可以适应复杂过程控制任务；探讨了实时数据库的功能和设计思路，并设计与实现了实时数据库相关的类。3、针对程序的测试问题，按照测试原则设计了具体的测试方案。从图元的绘制和保存等方面测试了软件图形界面的开发效果；以OPC客户端与PLC的连接及数据读取方面测试了通信模块。针对组态软件的实验室应用情况，验证了基于案例推理技术的智能推理模块的应用效果。测试结果表明软件可以实现数据的读取与输出、图形界面的轻松开发以及推理模块的正确性和有效性。4、在某工厂的矿石熔炼过程中应用了组态软件，能够实时监控熔炉的温度、漏板温度、烟道温度及助燃风温度等。实验表明组态软件具有良好的人机界面，数据能够实时传送，运行稳定、可靠。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题背景及意义  9-10
  1.2 组态软件的发展状况  10-13
    1.2.1 组态软件产生背景  10-11
    1.2.2 组态软件国内外发展的现状  11-13
  1.3 课题来源  13
  1.4 本文的主要工作及结构安排  13-15
第2章监控组态软件的结构与功能设计  15-21
  2.1 需求分析  15-16
  2.2 组态软件的结构设计  16-17
  2.3 组态软件的功能设计  17-19
  2.4 小结  19-21
第3章监控组态软件的研发  21-55
  3.1 引言  21
  3.2 组态软件图形界面模块的实现  21-30
    3.2.1 基于 MFC 的 GDI 编程简介  22-23
    3.2.2 图形元素的类的设计  23-25
    3.2.3 图形元素类的实现  25-29
    3.2.4 图形对象的管理  29-30
  3.3 组态软件通信模块  30-41
    3.3.1 OPC 技术概述  30-31
    3.3.2 OPC 规范  31-34
    3.3.3 OPC 客户端的开发与实现  34-41
  3.4 智能推理模块  41-45
    3.4.1 案例推理算法概述  41-42
    3.4.2 案例推理算法的实现  42-45
  3.5 实时数据库模块  45-53
    3.5.1 实时数据库概述  45
    3.5.2 实时数据库的功能  45-46
    3.5.3 实时数据库的设计  46-51
    3.5.4 实时数据库的实现  51-53
  3.6 小结  53-55
第4章软件测试  55-67
  4.1 引言  55
  4.2 测试原则  55-56
  4.3 测试方案  56-58
    4.3.1 测试步骤  56
    4.3.2 测试平台  56-58
    4.3.3 测试指标  58
  4.4 测试结果  58-65
    4.4.1 组态软件图形界面的测试  58-60
    4.4.2 OPC 客户端的测试  60-62
    4.4.3 案例推理模块的测试  62-65
  4.5 小结  65-67
第5章组态软件的应用  67-75
  5.1 引言  67
  5.2 矿石熔炉温度监控系统简述及其要求  67-68
    5.2.1 数据监控  67
    5.2.2 异常告警  67
    5.2.3 报表  67-68
    5.2.4 监控点的选择及监控内容的设定  68
  5.3 熔炉温度监控软件实现过程  68-70
    5.3.1 建立工程  68
    5.3.2 监控界面的设计  68
    5.3.3 I/O 设备组态  68-69
    5.3.4 制作图形界面  69-70
  5.4 监控软件架构与功能  70-74
    5.4.1 数据通信程序  70-71
    5.4.2 数据处理  71
    5.4.3 点开发和管理  71-72
    5.4.4 实时监控  72-74
    5.4.5 语音告警  74
  5.5 小结  74-75
结束语  75-77
参考文献  77-81
致谢  81-83
在读硕士期间取得的成果  83-85
附录  85-106

基于VC的监控组态软件开发及其应用

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