淺述計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件程序的設(shè)計(jì)

劉家梁

摘要：近些年來(lái)，計(jì)算機(jī)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域中，人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的需求不斷增加，實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο笥?jì)算機(jī)監(jiān)控軟件程序的設(shè)計(jì)。對(duì)軟件的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行全面分析，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行分析，包括智能化報(bào)警管理設(shè)計(jì)、可視化的順控流程、關(guān)系型的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、光字顯示等，實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)監(jiān)控軟件程序的設(shè)計(jì)，包括設(shè)備對(duì)象及功能需求的收集、對(duì)象模板的設(shè)計(jì)、區(qū)域模型的設(shè)計(jì)、安全模型的設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)等，希望由此能夠提高系統(tǒng)的運(yùn)行能力。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο?；?jì)算機(jī)；監(jiān)控軟件；程序設(shè)計(jì)

1 軟件的設(shè)計(jì)思想

本文實(shí)現(xiàn)煤礦監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)，其主要包括傳感器、電力設(shè)備、通訊傳輸接口及監(jiān)控分站構(gòu)成，其中的電力設(shè)備主要包括刀閘、開(kāi)關(guān)、斷電儀、傳送機(jī)和升降機(jī)等。其中的檢測(cè)信息利用傳感器收集之后到監(jiān)控分站中傳送，分站能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄓ嵔涌谠O(shè)備中，通過(guò)通訊傳輸接口將數(shù)據(jù)都到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中傳輸。系統(tǒng)的監(jiān)控控制主要包括專門電力控制設(shè)備，其中的監(jiān)控分站檢測(cè)控制設(shè)備具有一定的相似性，以實(shí)際的使用出現(xiàn)一定的變化。監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)煤礦中的實(shí)際對(duì)象都有另外和其相互對(duì)應(yīng)的對(duì)象，對(duì)于每個(gè)系統(tǒng)對(duì)象監(jiān)控都能夠利用監(jiān)控對(duì)象實(shí)現(xiàn)。監(jiān)控軟件的構(gòu)成主要包括監(jiān)控系統(tǒng)、維護(hù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與用戶界面，其和系統(tǒng)中的監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聯(lián)系，從而創(chuàng)建完善的監(jiān)控管理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件的組成關(guān)系?；蛘邉h除，還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改，其還能夠通過(guò)監(jiān)控對(duì)象實(shí)現(xiàn)實(shí)際受控系統(tǒng)中相應(yīng)監(jiān)控對(duì)象的監(jiān)控。其中的用戶界面能夠?qū)⒈O(jiān)控對(duì)象監(jiān)控信息進(jìn)行充分的展現(xiàn)，從而有效實(shí)施人機(jī)的交互處理。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

2.1 智能化報(bào)警管理設(shè)計(jì)

要求系統(tǒng)具備智能化管理的功能，比如：具備不同類型事件的報(bào)警記錄，并且能夠?qū)崿F(xiàn)用戶登錄的顯示、復(fù)歸記錄、控制操作記錄等顯示，主要的事件類型為故障、事故、越線等。另外，還要具備優(yōu)先級(jí)語(yǔ)音報(bào)警及自動(dòng)退出故障的處理；能夠?qū)λ袌?bào)警信息的屬性進(jìn)行有效查看；具備是那種報(bào)警確認(rèn)的方法，分別為根據(jù)對(duì)象、全部及逐條等確認(rèn)方式。

2.2 可視化的順控流程

在煤礦控制過(guò)程中，要使用順序控制的方式。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)過(guò)程中，能夠利用預(yù)編譯順序控制流程，保證流程在工作過(guò)程中能夠高效且正確的實(shí)現(xiàn)。在流程比較復(fù)雜的時(shí)候，可以利用大步標(biāo)示框。在正常執(zhí)行的過(guò)程中，要根據(jù)大步顯示，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可以利用切換按鈕將流程詳細(xì)的執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行顯示。在執(zhí)行流程之后，還能夠?qū)崿F(xiàn)回放功能，方便事后的分析。并且，還能夠?qū)崿F(xiàn)流程加鎖和解鎖，在執(zhí)行出現(xiàn)異常的過(guò)程中還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行處理。

2.3 關(guān)系型的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)

以無(wú)人值守作為設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)將現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)、運(yùn)行及管理人員對(duì)故障的分析和處理等數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的展現(xiàn)，利用SQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，根據(jù)開(kāi)放接口標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)關(guān)系型歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，從而對(duì)此需求進(jìn)行有效的滿足。

2.4 光字顯示

本文所研究的系統(tǒng)要求具備光字查詢和顯示的功能，比如：不同光字或者故障能夠?qū)崿F(xiàn)不同顏色的定義，極為顯眼；具備多光字牌確認(rèn)的方式，根據(jù)對(duì)象進(jìn)行確認(rèn)，或者全屏、逐個(gè)進(jìn)行確認(rèn)；能夠根據(jù)類型、對(duì)象對(duì)光字進(jìn)行查詢；具備對(duì)象光字報(bào)警功能，也就是利用對(duì)象樹(shù)圖標(biāo)的顏色對(duì)此對(duì)象是否具有光字報(bào)警進(jìn)行區(qū)分。

3 計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件程序的設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)備對(duì)象及功能需求的收集

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

3.2 對(duì)象模板的設(shè)計(jì)

針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)象類型和特點(diǎn)提供相應(yīng)應(yīng)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(duì)象中的數(shù)據(jù)及操作都在此模板中進(jìn)行封裝，并且還要提供機(jī)制，使對(duì)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(jìn)行提高，以此使系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中能夠降低重復(fù)的操作。利用分析設(shè)備對(duì)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(yīng)用模板，此應(yīng)用模板能夠通過(guò)面向?qū)ο罄^承性特點(diǎn)再添加個(gè)性化需求。在此設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要包括對(duì)象結(jié)構(gòu)及應(yīng)用基礎(chǔ)模板的設(shè)計(jì)，其中的對(duì)象結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以對(duì)象屬性特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。

3.3 區(qū)域模型的設(shè)計(jì)

在實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用模板設(shè)計(jì)之后，就要以系統(tǒng)需求實(shí)現(xiàn)實(shí)例的生成，并且實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)區(qū)域模型的設(shè)計(jì)。區(qū)域模型屬于應(yīng)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(dòng)作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)邏輯參數(shù)。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(duì)于部署、報(bào)警及執(zhí)行實(shí)現(xiàn)了對(duì)象分組機(jī)制的設(shè)計(jì).

3.4 安全模型的設(shè)計(jì)

工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)制的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息在線檢測(cè)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(hù)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(duì)象控制的單獨(dú)授權(quán)。在傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，都是利用簡(jiǎn)單腳本語(yǔ)言在控制對(duì)象中進(jìn)行簡(jiǎn)單授權(quán)。因?yàn)椴僮魅藛T的不同分工，要求更加良好和具有維護(hù)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(jìn)行集成。操作系統(tǒng)是利用角色、組與用戶實(shí)現(xiàn)安全策略，此種策略便于維護(hù)和理解，并且還能夠有效實(shí)現(xiàn)復(fù)雜安全授權(quán)。安全模型的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王昱峰，張新磊，張功，等.飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的軟件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2017（06）.

（作者單位：周口師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院）