【摘 要】
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组态软件作为工控系统监控层一级的软件平台和开发环境,近年来发展势头迅猛,功能强大的特点令其应用范围极广,然而国内外组态软件厂商都朝着产品界面丰富、功能强大的方向发
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组态软件作为工控系统监控层一级的软件平台和开发环境,近年来发展势头迅猛,功能强大的特点令其应用范围极广,然而国内外组态软件厂商都朝着产品界面丰富、功能强大的方向发展,却忽略了针对某种设备或某个行业的专门定制已成为大势所趋。针对国内众多中小型企业对监控组态软件的需求,结合PLC在工控领域的重要地位,本文设计了一款面向PLC的小型监控组态软件。在对国内外优秀组态软件的特点和设计思想进入深入分析后,本文给出了基于模型-视图-控制器设计模式的组态软件的整体框架设计方法,完成了对其关键模块图形系统模块、实时数据库模块、脚本编辑器模块的设计开发。针对一般关系数据库不能满足组态软件应用于工业控制的实时性要求,本文引用内存数据库Berkeley DB作为组态软件的实时数据库的核心,通过读写速度测试,验证了它能够满足一般工业控制的实时性要求,又对其实时事务调度算法进行了优化,提高了数据库实时调度性能;提出了基于类十字链表存储结构的虚拟元素编译的梯形图到指令表高效转换算法,通过与基于二叉树存储结构的后序遍历编译算法和基于动态数组存储结构的块递归划分算法的时间复杂性进行比较,验证了基于类十字链表法存储结构的转换算法的高效性。针对各个模块数据结构特点对数据库表的结构进行了定义,实现了实时数据库模块与其他各模块的连接。通过对通信组件组织结构的抽象,确定了管理器-通道-设备-数据包-数据点的组织结构,搭建起了组态软件与外部设备之间的通信的桥梁,并且开放了设备驱动函数的接口,方便了用户完成对所需设备驱动的添加。最后,在实验室环境下对软件的各项性能进行了测试,测试结果表明软件各模块运行正常,实时性能良好,可以投入实际使用。
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