現(xiàn)場(chǎng)總線組態(tài)軟件功能塊圖形組態(tài)的研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、現(xiàn)場(chǎng)總線目前已成為自動(dòng)化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線的節(jié)點(diǎn)是具有數(shù)字通信能力的智能儀表。現(xiàn)場(chǎng)總線的目標(biāo)就是通過(guò)開(kāi)放的系統(tǒng)協(xié)議，從現(xiàn)場(chǎng)獲取盡可能多的信息，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工廠整個(gè)生命周期的自動(dòng)化。 隨著自動(dòng)化技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展，組態(tài)軟件作為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中較為基礎(chǔ)的應(yīng)用軟件，在工業(yè)控制系統(tǒng)中的重要性日益突出。基于現(xiàn)場(chǎng)總線分布式控制系統(tǒng)的組態(tài)技術(shù)的研究，已成為當(dāng)前組態(tài)軟件技術(shù)的研究熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都在致力于現(xiàn)場(chǎng)總線組態(tài)技術(shù)的研究，以

2、更好的推動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展。 本論文以現(xiàn)場(chǎng)總線組態(tài)軟件的功能塊圖形組態(tài)為研究對(duì)象，提出支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議、多種組態(tài)策略的集成組態(tài)將是圖形組態(tài)方式的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，深入研究了當(dāng)前各主流組態(tài)軟件中功能塊圖形組態(tài)的實(shí)現(xiàn)方式、路徑規(guī)劃算法以及模板實(shí)現(xiàn)原理，分析了當(dāng)前存在連接線不能自動(dòng)規(guī)避障礙功能塊、功能塊端口連接線縱向重合、路徑冗余以及當(dāng)前采用的模板組態(tài)技術(shù)不具備功能和協(xié)議的可擴(kuò)展性等問(wèn)題。 首先，在深入研究了相關(guān)領(lǐng)域的面向

3、對(duì)象組件設(shè)計(jì)技術(shù)、最優(yōu)路徑規(guī)劃算法、XML可擴(kuò)展描述語(yǔ)言等相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)上，提出了一種基于組件技術(shù)的、與協(xié)議無(wú)關(guān)且可重用的功能塊組態(tài)軟件模塊實(shí)現(xiàn)方案。然后，針對(duì)組態(tài)連線過(guò)程中遇到的路徑規(guī)避等問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一種基于深度優(yōu)先探索、智能規(guī)避、隊(duì)列選優(yōu)思想的最優(yōu)連線路徑規(guī)劃算法，并綜合考慮組態(tài)過(guò)程中障礙功能塊的數(shù)目和排列關(guān)系以及最終的路徑轉(zhuǎn)折次數(shù)、路徑總長(zhǎng)度等執(zhí)行因素，為該算法建立了一套新的客觀評(píng)價(jià)函數(shù)，經(jīng)多種組態(tài)情況下的驗(yàn)證測(cè)試，均得到了滿意的效

4、果。最后，通過(guò)抽象出一種與協(xié)議無(wú)關(guān)的基于XML可擴(kuò)展描述語(yǔ)言的模板描述方式，設(shè)計(jì)出一種可方便進(jìn)行協(xié)議、組態(tài)策略擴(kuò)展的組態(tài)模板設(shè)計(jì)方案，并提出該模板設(shè)計(jì)方案在組態(tài)軟件中的應(yīng)用方法。 目前已完成開(kāi)發(fā)的功能塊圖形組態(tài)軟件模塊已經(jīng)應(yīng)用于EPA-FF組態(tài)系統(tǒng)中，并對(duì)兩種協(xié)議的功能塊圖形組態(tài)效果和穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)試，應(yīng)用結(jié)果表明開(kāi)發(fā)的功能塊圖形組態(tài)軟件模塊完全做到了協(xié)議無(wú)關(guān)，應(yīng)用了新的連線路徑規(guī)劃算法后，功能塊組態(tài)連線更加智能化、人性化，新的