劉家梁

摘要：近些年來，計算機被廣泛應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域中，人們對工業(yè)自動化的需求不斷增加，實現(xiàn)了面向?qū)ο笥嬎銠C監(jiān)控軟件程序的設(shè)計。對軟件的設(shè)計思想進行全面分析，對系統(tǒng)設(shè)計特點進行分析，包括智能化報警管理設(shè)計、可視化的順控流程、關(guān)系型的歷史數(shù)據(jù)庫、光字顯示等，實現(xiàn)面向?qū)ο蟮挠嬎銠C監(jiān)控軟件程序的設(shè)計，包括設(shè)備對象及功能需求的收集、對象模板的設(shè)計、區(qū)域模型的設(shè)計、安全模型的設(shè)計、驅(qū)動程序的設(shè)計、實時數(shù)據(jù)庫的設(shè)計等，希望由此能夠提高系統(tǒng)的運行能力。

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

1 軟件的設(shè)計思想

本文實現(xiàn)煤礦監(jiān)控軟件的設(shè)計，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、開關(guān)、斷電儀、傳送機和升降機等。其中的檢測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，通過通訊傳輸接口將數(shù)據(jù)都到工業(yè)控制計算機中傳輸。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)控分站檢測控制設(shè)備具有一定的相似性，以實際的使用出現(xiàn)一定的變化。監(jiān)控系統(tǒng)對煤礦中的實際對象都有另外和其相互對應(yīng)的對象，對于每個系統(tǒng)對象監(jiān)控都能夠利用監(jiān)控對象實現(xiàn)。監(jiān)控軟件的構(gòu)成主要包括監(jiān)控系統(tǒng)、維護系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與用戶界面，其和系統(tǒng)中的監(jiān)控對象進行聯(lián)系，從而創(chuàng)建完善的監(jiān)控管理系統(tǒng)。計算機監(jiān)控軟件的組成關(guān)系?；蛘邉h除，還能夠?qū)ζ溥M行修改，其還能夠通過監(jiān)控對象實現(xiàn)實際受控系統(tǒng)中相應(yīng)監(jiān)控對象的監(jiān)控。其中的用戶界面能夠?qū)⒈O(jiān)控對象監(jiān)控信息進行充分的展現(xiàn)，從而有效實施人機的交互處理。

2 系統(tǒng)設(shè)計的特點

2.1 智能化報警管理設(shè)計

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)先級語音報警及自動退出故障的處理；能夠?qū)λ袌缶畔⒌膶傩赃M行有效查看；具備是那種報警確認(rèn)的方法，分別為根據(jù)對象、全部及逐條等確認(rèn)方式。

2.2 可視化的順控流程

在煤礦控制過程中，要使用順序控制的方式。在實現(xiàn)系統(tǒng)過程中，能夠利用預(yù)編譯順序控制流程，保證流程在工作過程中能夠高效且正確的實現(xiàn)。在流程比較復(fù)雜的時候，可以利用大步標(biāo)示框。在正常執(zhí)行的過程中，要根據(jù)大步顯示，如果發(fā)現(xiàn)問題，可以利用切換按鈕將流程詳細(xì)的執(zhí)行過程進行顯示。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)異常的過程中還能夠?qū)ζ溥M行處理。

2.3 關(guān)系型的歷史數(shù)據(jù)庫

以無人值守作為設(shè)計的主要目標(biāo)，通過歷史數(shù)據(jù)庫將現(xiàn)場的維護、運行及管理人員對故障的分析和處理等數(shù)據(jù)進行充分的展現(xiàn)，利用SQL作為數(shù)據(jù)庫平臺，根據(jù)開放接口標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)關(guān)系型歷史數(shù)據(jù)庫，從而對此需求進行有效的滿足。

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)對象進行確認(rèn)，或者全屏、逐個進行確認(rèn)；能夠根據(jù)類型、對象對光字進行查詢；具備對象光字報警功能，也就是利用對象樹圖標(biāo)的顏色對此對象是否具有光字報警進行區(qū)分。

3 計算機監(jiān)控軟件程序的設(shè)計

3.1 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)。

3.2 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(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(fù)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(yīng)用模板，此應(yīng)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(yīng)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。

3.3 區(qū)域模型的設(shè)計

在實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)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(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、用戶及動作為基礎(chǔ)設(shè)計邏輯參數(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)，對于部署、報警及執(zhí)行實現(xiàn)了對象分組機制的設(shè)計.

3.4 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(fù)雜安全授權(quán)。安全模型的設(shè)計結(jié)構(gòu)。

參考文獻：

[1] 王昱峰，張新磊，張功，等.飛行仿真轉(zhuǎn)臺的軟件控制系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機測量與控制，2017（06）.

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