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1、1998年2月石油仪器第12卷第1期·工业自动化·工业自动控制软件设计方法董丽丽王晓萍(西安建筑科技大学)(西安石油勘探仪器总厂)董丽丽王晓萍:工业自动控制软件设计方法,石油仪器,1998,12(1),44～46。摘要微机技术已广泛应用于工业自动控制领域中。随着软件开发平台的不断推出,软件系统设计在工业自动控制中占据越来越重要的位置。文章在总结开发工业自动控制软件系统经验教训的基础上,提出了一套切实可行的软件设计思想和方法。使用这种方法设计的软件具有美观的用户界面、可靠的软件性能以及合理的资源使用等优点。文章着重说明了微机显示及接
2、口软件的标准功能和设计方法。主题词自动控制程序设计中断控制用户界面计算机应用作者介绍董丽丽讲师,1960年生,1983年毕业于西北大学计算机系计算机科学专业,1992年赴日本研修1年,现在西安建筑科技大学工业自动化系自动化专业任教。邮编:7100541系统总貌显示前言这是系统中最高一层的显示,主要用于显示系统的结构和被控对象最主要的信息。系统总貌显示在工业控制中,微机控制分为上位机和下位机。为操作员提供操作手段和人机对话的方式,使操作下位机一般以单片机作为CPU芯片,其功能主要为员在总貌显示下能够将显示切换到感兴趣的功能或接收上位
3、机命令、控制状态、数据采集及数据传送等控制回路。四个方面。随着微机技术的不断发展,目前很多工业控制系统用PC机或工作站作为上位机。上位机的作用主要是向下位机发出各种控制命令和反馈显示各种控制状态。众多的软件开发平台和工具软件,使上位机应用系统软件具有优越的性能和良好的用户界面。在工业自动控制系统中,由于微机技术的引入,软件设计占具越来越重要的地位,软件设计的质量直接影响整个控制系统的设计和功能的实现。图1工业控制软件框图2分类显示功能工业控制软件的标准功能以分组形式在显示器上显示各个控制点的模拟量、闭环回路、顺序控制器和手动或自动
4、控制状态工业控制软件主要由以下几个部分组成,如图等。分组显示的目的是为操作员提供某个相关部分1所示。的详细信息,便于操作员监视和控制调节。在分组系统初始化需进行如下工作:开辟各全局变量显示时,操作员应能进行以下操作:所需要的内存区域;接管键盘中断;接管鼠标中断;1.调节给定按照显示器的状态,调节给定较接管时钟中断。正确的控制参数;2.控制方式的切换;第12卷第1期董丽丽等:工业自动控制软件设计方法·45·3.手动/自动方式的输出调节;显示几天乃至几个月的控制趋势。由于这种显4.启动和停止某个控制开关;示数据量较大,因此将数据以文件
5、形式存放在磁盘5.显示某个控制回路的详细信息。内。以上每一部分可以设计成一个较直观的模拟表6控制系统数据库管理盘,显示出各种状态信息,如操作许可、工作标记、指工业控制系统软件要求其通信能力具有可靠性针、报警状态、上下限、设定值和测量值等。和实时性。可靠性要求软件具有较强的容错能力,3回路显示功能即当接收的参数或数据不正确时,系统能作出妥善工业控制系统具有回路显示功能。从分类显示处理。实时性要求能尽快地判断出接收到的数据的功能进入回路显示,显示内容包括该回路的三个相来源,并作出相应的反馈处理,为达到以上要求,控关值(给定值、测量值、
6、控制输出值)的数值和跟踪曲制系统应尽量采用简炼的数据结构。线,还应提供回路的控制参数。在回路显示功能中,操作员应能完成下列操作:改变控制参数;改变控制内存分配与中断控制输出;改变控制方式;修改回路参数。在工业控制系统中,受控对象的每个控制节点1内存分配对应于一个记录,记录的内容包括节点名、汉字名根据上文所述的控制系统的标准功能,为了便称、度量单位、上下限和报警优先级等,并且允许操于程序模块化设计和数据资源共享,必须合理地规作员改变记录的内容。划分配内存。4报警功能一般将内存分为参数区和数据区。数据区用于工业控制系统的重要功能之一是
7、能够对各受控存放采集的数据,以供处理程序使用。参数存储区对象的控制节点异常现象发出报警信号并记录报警是各程序和功能模块的信息库,也是各模块之间信状态,以有助于分析报警原因。引发报警的原因很息交换的媒介,它为所有程序所共享。参数存储区多,如一个模拟量信号超出正常的操作范围就会引主要包括四个方面的内容:发报警。在系统设计中将各受控对象的报警状态按1.系统状态标志优先级排序。报警功能一般设计两种功能:包括系统运行状态及各种状态下所需的键码1.强制报警显示值、显示标志、系统各受控对象的上下限参数和故障不论控制系统运行在何种状态,一旦发生报
8、警,信息等。则立即将屏幕显示切换为显示报警状态信息。2.系统常数区2.报警记录表包括整个系统运行中所需的各种换码表格、量在系统中设计一个报警记录表,保存近期若干纲系数、程序标志等不在线修改的参数。个报警记录,每项记录包括报警时间、受控对象名、3.测
