基于LINUX的控制系统组态软件研究与开发

• 作 者: 赵保涛
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 组态软件 Linux操作系统 实时数据库 Qt

工业的现代化发展非常迅速，它不断扩大着生产装置的规模、工艺工程和生产技术变得越来越复杂，这些发展对企业信息集成和生产自动化提出了更高的要求。在这种情形下，基于计算机的工业监视控制系统以其对工业生产过程的集中管理、分散控制、集中监视和管理等功能备受亲睐，它集合了通信技术、计算机技术等众多方面的优秀方法和技术。集散控制系统中占有极其重要地位的是监控组态软件，它被应用于大部分的现代工业生产环节。由此可见，组态软件的开发与研究具有深远的意义。本文在基于对国内外闻名的工业控制组态软件的优点和缺点的基础之上，提出了一种基于Linux操作系统的组态软件的设计与实现方法。人机交互界面是使用组态软件的窗口，也即图形组态系统，通过它可以实现对现场环境的模拟控制，并对设备检测到的数据进行实时显示。组态软件的核心是实时数据库，通过实时数据库保存系统正常运行的信息和产生的数据，并完成事务报警、数据的采集与存盘、事故处理、调度等各种功能。首先本文根据组态软件的特点分析，完成组态软件架构的总体设计，并基于该框架的结构基础上，然后采用面向对象的设计思想，以QT的软件工具包作为开发环境的配置工具软件，设计了图形界面系统，实现对图元的属性与方法进行抽象化，完成图元基类的设计，以及监控画面的创建等；然后基于实时数据库系统的特征、关键技术等，设计了实时数据库的结构形式和管理模式，利用这些实现实时数据的监控等。最后本文对实时数据的处理和通信方式进行了探讨，提出了采用共享内存的方式实现实时数据的处理，并且分析了OPC系统在组态软件中功能，而且采用UDP和双缓冲队列方式提高网络中数据通信的实时性和高效性。