監(jiān)控組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的研究與應(yīng)用.pdf

1、監(jiān)控組態(tài)軟件是工業(yè)過程控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制的專業(yè)軟件。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫作為其核心部分,是數(shù)據(jù)交換的中心,完成數(shù)據(jù)采集與判斷、運(yùn)算與處理、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)傳送等功能。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為先進(jìn)控制軟件進(jìn)行在線優(yōu)化、模型辨識(shí)、多變量預(yù)測(cè)控制、軟測(cè)量等提供了數(shù)據(jù)支持。因此如何保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性,是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫研究的重點(diǎn)內(nèi)容。
　　 本文設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的總體框架,給出了各子系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和功能描述。系統(tǒng)分為五部分:初始化子系

2、統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口子系統(tǒng)、運(yùn)行管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和應(yīng)用程序接口子系統(tǒng)。這五部分相互聯(lián)系,共同完成數(shù)據(jù)的采集、處理與存儲(chǔ)等功能。為保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫常駐內(nèi)存。根據(jù)變量的不同屬性,將數(shù)據(jù)對(duì)象分為模擬量、開關(guān)量和字符型量。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫內(nèi)核主要由模擬量數(shù)組、開關(guān)量數(shù)組和字符型量數(shù)組構(gòu)成,數(shù)組存儲(chǔ)變量的屬性,包括變量名、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)原始值、數(shù)據(jù)過程值等。
　　 初始化子系統(tǒng)將存有用戶I/O變量的表裝入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫不同內(nèi)存數(shù)組中,

3、并提供用戶對(duì)變量表進(jìn)行增加、刪除、修改等編輯功能。數(shù)據(jù)接口子系統(tǒng)采用OPC、DDE、I/O通信應(yīng)用編程、I/O驅(qū)動(dòng)程序等方式采集數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)采集過程中,給出了數(shù)據(jù)狀態(tài)標(biāo)識(shí)來判斷數(shù)據(jù)是否采集到,并根據(jù)變量名將采集的數(shù)據(jù)存入內(nèi)存數(shù)組中。運(yùn)行管理子系統(tǒng)定時(shí)將內(nèi)存中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中,防止系統(tǒng)在運(yùn)行過程中發(fā)生意外情況丟失數(shù)據(jù),系統(tǒng)重新啟動(dòng)后可以載入之前存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的可用性。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)完成報(bào)警處理和歷

4、史數(shù)據(jù)處理的功能。在報(bào)警處理中給出了報(bào)警條件、報(bào)警類別和報(bào)警級(jí)別等內(nèi)容,設(shè)計(jì)了報(bào)警的處理流程,并定義了不同數(shù)據(jù)對(duì)象的報(bào)警信息存儲(chǔ)格式。在歷史數(shù)據(jù)處理中,由于采樣周期比存盤周期短,存在著數(shù)據(jù)存盤時(shí)已經(jīng)采集了多個(gè)數(shù)據(jù)的情況,于是分別給出了模擬量、開關(guān)量和字符型量數(shù)據(jù)對(duì)象存盤時(shí)存儲(chǔ)哪一個(gè)數(shù)據(jù)的方法。應(yīng)用程序接口子系統(tǒng)為用戶提供接口函數(shù),用于調(diào)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)了讀數(shù)據(jù)函數(shù)、寫數(shù)據(jù)函數(shù)、獲取變量屬性函數(shù)和讀取報(bào)警