面向?qū)ο笙碌挠嬎銠C監(jiān)控軟件程序設(shè)計

冷雪 胡穎穎

摘要 在計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，工業(yè)自動化技術(shù)也在不斷的發(fā)展。監(jiān)控軟件是現(xiàn)代工控領(lǐng)域中研究的主要內(nèi)容。本文則面對對象分析計算機監(jiān)控軟件程序開發(fā)設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】面向?qū)ο?計算機 監(jiān)控軟件 程序設(shè)計

系統(tǒng)的分析和設(shè)計屬于工業(yè)自動化軟件設(shè)計過程中具有較強實用性及系統(tǒng)性的工作，在二十世紀九十年代之前，系統(tǒng)分析還是使用傳統(tǒng)從上到下的順序結(jié)構(gòu)方法，此方法要求數(shù)據(jù)實體屬性，但是并不重視其操作及功能，所以面向?qū)ο缶统蔀檐浖O(shè)計的主要發(fā)展趨勢。面向?qū)ο髮儆趯κ挛镞M行認知的全面方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)問題空間解概念模擬人類的自然思維，以此到軟件解空間中實現(xiàn)映射，從而能夠保證人類對于問題分析、求解與軟件的開發(fā)過程相互一致。面向?qū)ο笫菍⑾到y(tǒng)作為利用對象相互影響的集合，其的每個對象都具有自身的行為，利用此行為能夠有效實現(xiàn)類對象的交互。面向?qū)ο蠓椒ㄟ€包括多態(tài)性、繼承性及封裝性的特點，此特點能夠促進面向?qū)ο蟮陌l(fā)展。因為面向?qū)ο笏枷氲亩喾N優(yōu)勢，使面向?qū)ο蠹夹g(shù)能夠朝著軟件領(lǐng)域有效發(fā)展，并且還應用到軟件設(shè)計、分析及測試等過程中。

1 設(shè)備對象及功能需求的收集

在使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)實現(xiàn)軟件系統(tǒng)設(shè)計的過程中，要對此軟件系統(tǒng)涉及的對象進行分析，包括對象功能及屬性，從而能夠方便系統(tǒng)設(shè)計。比如，在煤礦控制系統(tǒng)中具有大量的電動閥門，閥門中還具有大量的輸入輸出控制點，并且部分閥門還具有開度等屬性，此就是需要收集的數(shù)據(jù)。

2 對象模板的設(shè)計

針對工業(yè)自動化系統(tǒng)對象類型和特點提供相應應用模板，比如Boolean、AnalogDevice、String等，將此模塊充分使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)封裝性，使對象中的數(shù)據(jù)及操作都在此模板中進行封裝，并且還要提供機制，使對象中的私有數(shù)據(jù)具備私有操作，并且還使模板可重用性進行提高，以此使系統(tǒng)開發(fā)過程中能夠降低重復的操作。利用分析設(shè)備對象及系統(tǒng)的需求，尋找同種類型的設(shè)備共同屬性及相同功能，就能夠抽象系統(tǒng)部分應用模板，此應用模板能夠通過面向?qū)ο罄^承性特點再添加個性化需求。在此設(shè)計過程中，主要包括對象結(jié)構(gòu)及應用基礎(chǔ)模板的設(shè)計，其中的對象結(jié)構(gòu)設(shè)計是以對象屬性特點實現(xiàn)的。

3 區(qū)域模型的設(shè)計

在實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中應用模板設(shè)計之后，就要以系統(tǒng)需求實現(xiàn)實例的生成，并且實現(xiàn)系統(tǒng)區(qū)域模型的設(shè)計。區(qū)域模型屬于應用邏輯組合，表示了此系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。此模型能夠以物理位置、用戶及動作為基礎(chǔ)設(shè)計邏輯參數(shù)。圖1為區(qū)域模型的結(jié)構(gòu)，此模型中添加了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，對于部署、報警及執(zhí)行實現(xiàn)了對象分組機制的設(shè)計。

4 安全模型的設(shè)計

工業(yè)自動化監(jiān)控系統(tǒng)制的實現(xiàn)現(xiàn)場信息在線檢測及控制，要求不同操作人員的授權(quán)也各不相同，比如系統(tǒng)管理人員能夠?qū)崿F(xiàn)全系列系統(tǒng)的維護及配置，系統(tǒng)工程師能夠?qū)崿F(xiàn)局部控制系統(tǒng)配置。以此要求監(jiān)控系統(tǒng)具備一定的安全控制策略，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)配置界面操作控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)某對象控制的單獨授權(quán)。在傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計過程中，都是利用簡單腳本語言在控制對象中進行簡單授權(quán)。因為操作人員的不同分工，要求更加良好和具有維護性的安全策略，并且還要求監(jiān)控系統(tǒng)能夠和操作系統(tǒng)控制系統(tǒng)進行集成。操作系統(tǒng)是利用角色、組與用戶實現(xiàn)安全策略，此種策略便于維護和理解，并且還能夠有效實現(xiàn)復雜安全授權(quán)。圖2為安全模型的設(shè)計結(jié)構(gòu)。

5 驅(qū)動程序的設(shè)計

驅(qū)動程序和設(shè)備之間數(shù)據(jù)的交換使用串行通訊方式、板卡、DDE等方式實現(xiàn)。在設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計過程中，使用動態(tài)鏈接庫方式實現(xiàn)，其工作流程為：首先，將硬件設(shè)備和動態(tài)鏈接庫相互對應，之后為硬件設(shè)備設(shè)置不同設(shè)備序列，在系統(tǒng)接收設(shè)備刷新消息的時候，系統(tǒng)就會實現(xiàn)通信子程序的創(chuàng)建，之后利用設(shè)備接口實現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置，并且對相應動態(tài)鏈接庫進行調(diào)用，然后實現(xiàn)數(shù)據(jù)解析，從而能夠得出設(shè)備讀寫指令，最后以設(shè)備參數(shù)的設(shè)置，從而實現(xiàn)底層通信動態(tài)鏈接庫的調(diào)用，實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸。

監(jiān)控組態(tài)軟件封裝通信功能，能夠?qū)崿F(xiàn)底層通信動態(tài)鏈接庫文件的創(chuàng)建。以此，驅(qū)動程序開發(fā)工作人員只需要實現(xiàn)和通信協(xié)議相互對應的設(shè)備驅(qū)動程序文件就行。一般的串行通信包括三種方法，分別為串行API函數(shù)、MSComm及標準通信函數(shù)。

參考文獻

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