过程工业监测系统三层模型结构的研究与开发

过程工业监测系统三层模型结构的研究与开发

沙莎[1]2008年在《过程工业监测系统数据交互协议的设计与实现》文中认为笔者所在的网络数据库研究室,对过程工业(诸如石油、化工、冶金、造纸等工业制造业)监测系统进行了多年的研究与实际开发工作。随着信息技术的进步和企业信息化的广泛需求,我们开始了对过程工业监测系统组装平台的研制,该组装平台构建的过程工业分布式监测系统由数据采集子系统、数据服务子系统、数据监测子系统、Web子系统以及报表处理等子系统组成。过程工业分布式监测系统面临的一个问题就是如何解决多个子系统之间的信息交换。本文提出了动态可更新的分布式监测系统框架模型,并在此基础上,设计了各子系统间能够实现信息交换的通信机制,即制定通信协议。本文首先分析了典型的分布式监测系统的结构和技术特点,讨论了过程工业分布式监测系统架构和通讯协议设计中的关键问题,并针对这些问题,在总结和分析现有系统的基础上,提出了能满足所研究课题需求的动态可更新的过程工业分布式监测系统体系结构,并从应用层的角度分析了系统的通信需求。其次,提出了基于XML的通信协议设计与实现方法,进而提高了协议的可扩展性和跨平台性,并应用到数据交互协议实现中。然后,在动态可更新的分布式监测系统框架模型基础上,为之量身打造了四种数据交互协议——系统状态信息交互协议,生产数据交互协议、动态更新协议以及用户管理协议,详细说明了这四种数据交互协议的设计思想、协议的内容和格式,并采用DTD对数据交互协议进行了形式化描述,对关键协议给出了协议实例。最后,详细介绍了协议的打包和解析流程,探讨了基于DOM的XML解析器的设计思路,同时详细设计了分布式监测系统的通信组件为上层应用所提供的数据服务接口。利用数据服务接口,上层应用无需关心底层的网络数据传输,实现协议与上层逻辑的分离。

魏姗姗[2]2008年在《基于C/S模式的数据监视技术的研究与实现》文中认为随着工控技术水平的迅速提高及计算机技术在工业领域的广泛应用,越来越多的企业选择使用监测软件对工业流程进行实时监测,从而提高企业的综合竞争力,实现企业的优化运行、优化控制与优化管理。但由于各个行业流程的不同,监测软件的需求也就不同。每次开发新的系统都需要重新设计与编码,不仅造成了极大的人力、财力的浪费,还增加了系统维护的工作量。笔者所在课题组积累了大量经过实践检验的工业监测系统软件的代码、模块、文档,在此基础上提出了监测系统平台化的思想。本文从软件复用和系统扩展的角度出发,对监测平台中的数据监视客户端子系统进行了设计与开发。本课题所要完成的任务是数据监视客户端子系统的开发与设计。数据监视客户端子系统是监测平台的重要组成部分,通过接口获取数据服务子系统采集的数据,对各个数据采集端进行监测,并用曲线图,饼状图等多种监视方式显示,使得用户能够方便、直观地查看现场各设备的运行情况,以便快速做出决策。本文在.NET平台下利用组件技术和GDI+技术,使用面向对象的编程语言C#将数据监视客户端子系统划分为三层,利用工厂模式创建各种监视组件,为系统的扩展预留了接口。

彭四伟[3]2000年在《过程工业监测系统三层模型结构的研究与开发》文中研究表明本课题的目的是研究过程工业监测系统的三层模型结构设计和内置脚本设计。 过程工业监测系统是涉及企业生产现场、生产调度和生产管理等企业各个部门的网络系统。为了使生产调度、生产管理部门能够及时、准确、全面地把握过程工业的生产过程、生产状况,过程工业监测系统将生产现场的实时生产数据收集、整理、记录后,通过网络提供给生产调度、生产管理等部门。生产调度、生产管理部门通过监测系统不仅可以及时了解生产的实时状况,方便地查看以往的生产过程记录,还可以及时看到由生产数据整理出的生产情况分析、投入产出核算,为更科学合理的生产决策提供数据基础。 本课题中采用了目前较为先进的三层模型结构、组件技术来构建系统,同时在系统中引入了基于脚本的用户定制机制。在脚本的实现过程中,引入了形式化描述和编译器自动构造等技术。 采用三层模型结构将数据服务与数据规则有效地隔离和包装起来,为客户提供了更为安全、稳定的服务接口。通过脚本设计,允许用户定制处理过程,使系统具有更好的适应性和可扩充性。

杨帆[4]2002年在《基于三层模型结构的过程工业监测系统——服务层的开发与设计》文中指出论文介绍了本课题的研究背景、系统需求背景以及系统开发中所涉及的几种前沿技术背景,又较为详细地论述和说明了三层模型结构的过程工业监测系统的企业应用环境、中间层服务接口详细设计以及具体对象接口的实现方法等几个方面。并且,我们把组件对象模型结构及接口等关键技术成功地应用到中国石油天然气总公司纵向项目:“乙醛氧化生产醋酸的综合自动化”项目中。该项目已经得到验收并取得显著效益。 本课题研究并实现了过程工业监测系统的服务层,即中间业务逻辑层,它为数据库层和客户层(数据采集系统和客户浏览端)两部分以及整个三层模型系统的正常工作起到重要的协调作用,同时在降低运算资源的开销、减轻数据库服务器的负担、保证系统稳定性和安全性等方面具有明显的贡献,达到了预期的研究开发的目的。

周江林[5]2008年在《过程工业监测平台动态监测画面编辑系统的研究与实现》文中进行了进一步梳理随着计算机技术在过程工业控制领域中的应用,基于以太网、互联网和现场总线的监测系统越来越显得重要。但是众多的监测系统由于没有统一的标准,各自为政,造成系统的开发雷同,且多属于重复开发,浪费了大量的人力物力资源,因此系统平台化势在必行。作为平台化的监测系统可以有效的整合资源,快速生成满足实际需求的应用。而监测画面的绘制与显示是监测平台的一个重要组成部分,它以图形方式对过程工业现场环境中客观存在的事物进行模拟,并建立它们之间的信息关系,形成简洁、直观、生动的现场背景和生产过程流程图。本文在参考国内外成熟监控系统的基础上,以软件工程的设计思想为指导,利用面向对象的编程方法,以Microsoft Visual Studio 2003为软件开发环境,C#为软件编程语言,应用XML技术和DirectX9Software Develop Kit实现了动态监测画面编辑系统。该系统提供统一的图形用户界面(GUI),能快速生成用户需要的监测画面,支持画面中的设备图元与实时数据连接,支持高效、快速、流畅的监测画面在监测客户端的动画显示,具有一定的可视化、开放性和可移植性等特点,与其他子系统(如数据采集子系统、数据服务子系统等)共同构成过程工业监测平台。

韩敏[6]2008年在《企业生产报表系统的研究与实现》文中进行了进一步梳理我国工业信息化的发展加速了企业生产的信息化建设,现代企业生产管理中各种信息系统的构建推进了企业在新型工业化道路上的建设。报表作为企业数据的组织和输出方式在企业信息平台中起着重要的作用。本课题以过程工业监测平台为背景,对企业生产报表系统进行了分析和研究。从分析企业生产报表系统的需求入手,本文在研究了各种报表系统的解决方案的基础上,提出了基于C/S和B/S混合模式的企业生产报表系统的设计思想,运用数据库技术、模板技术和组件技术在.NET环境下实现了具有一定通用性和自定义功能的企业生产报表系统,包括报表管理、报表生成、报表数据查询和报表查询等子系统。重点解决了系统的结构框架、报表模板的管理、报表数据处理以及报表在不同结构下的输出问题。满足了企业在不同环境下对报表系统的需求,为用户提供了一个报表操作平台。

石佳锐[7]2008年在《基于B/S模式数据监视技术的研究与实现》文中进行了进一步梳理计算机网络和多媒体技术的飞速发展,使得企业对于过程工业监测这一生产环节中的重要一环提出了越来越高的要求。研究并建立一套现代的过程工业监测平台,对生产过程的进行实时、连续的监测,可以及时发现生产过程中存在的异常现象,向生产管理和调度指挥部门提供有效的决策依据,对于企业进行安全、稳定、优化的生产具有极其重要的意义。数据监视作为过程工业监测的核心内容,监视技术一直以来都是过程工业监测研究的重中之重。本文通过对当今已有的以及所在实验室多年来在该领域研究成果的分析和总结,试图从理论设计与实际应用两方面研究与实现全新的基于B/S模式、结合Ajax和Web Services等先进技术的数据监视技术。理论上,该技术系统的设计需要着重考量系统架构和功能的设计方式。本文在系统架构上,通过对当前B/S模式系统中流行的“三层模式”特点的分析,提出“横纵结合”的架构方式;功能上,通过分析比较以往监测系统的功能,提出包括流程图,实时趋势图、历史趋势图、棒图、饼图在内的多种通用监视方式。应用上,该技术系统的实现将有赖于AJAX、Web Services等重要技术的引入。本文以流程图模块与实时趋势图模块的实现为例,深入解释这些技术在数据监视技术实践中的运用方法,以期利用这些技术实现各种复杂的监视效果,达到最好的用户体验。此外,本文不但对数据监视技术子系统同过程工业监测平台内其他子系统相关接口进行了设计,而且引入了CodeSmith这一重要开发工具对系统相关基类模板进行研究与设计,该模板不仅能运用于本系统,还能运用于平台中其他子系统,这样将非常有助于过程工业监测平台中子系统之间的接口实现。

周华林[8]2002年在《基于三层结构模式的过程工业监测系统——监测客户层的设计与实现》文中提出随着网络普及和发展,网络设备的不断升级换代,各大型企业纷纷把建设局域网工程放在技术改革的首位。如何更有效地挖掘网络资源以及实现网络数据的分布式管理,是企业改造的重点。 企业建立在传统的二层Client/Server体系结构上的应用系统比较适合于小规模的、用户较少(<100)、单一数据库且有安全性和快速性保障的局域网环境下运行,曾经在当时条件下得到了广泛的应用。但随着应用系统的大型化以及用户对系统性能要求的不断提高,二层Client/Server结构越来越满足不了用户更高需求。 我们研究开发组便是采用目前信息技术中最先进的面向对象的软件工程方法,即采用三层C/S架构的组件式体系结构,来进行过程工业实时监测系统的设计与开发,克服了原有的两层C/S结构带来的局限性。 本人的课题任务主要是完成用户监测端的开发和设计。监测画面以灵活多样、方便快捷的显示方式,对来自现场各个数据采集端的数据进行实时监测,通过数据服务中心(DataCenter)实时接收数据采集端(DataClient)发送的数据,并即刻用动态曲线、动态流程图方式反映在监测客户端(WatchClient)。采用Microsoft新的扩展了组件对象模型技术(COM)的分布式COM(DCOM),构建了一系列过程工业实时监测组件,包括突出数据显示的ActiveX控件,这些数据点控件包括单开关量、多开关量、液位刻度量、管道流体量、仪表盘刻度量以及数据曲线等等自定义控件。 对于监测端的数据监测,系统分为动态数据和历史数据的两种不同的显示方法。对于实时数据,系统提供动态流程图和动态曲线从不同侧面来实时监测。而对于历史数据,系统提供了静态曲线和在线WEB访问查询。为了数据具有更灵活的打印功能,系统成功地实现了动态报表,不仅可以提供最新的数据的查询,而且可以打印实时数据,作为有关部门分析生产情况之用。 考虑到现场生产过程中出现设备数据过限或超标的情况,系统在监测端提供了一套预警和报警措施,防止意外情况发生,并对于此类情况有详细的日志记录。对于数据的安全性问题,由于系统采用了三层C/s结构,所以成功地避免了用户能够直接访问数据库进行操作的情况,数据库对于用户是隔离的,所有的数据访问都是通过中间件来进行的。 本课题的意义在于,各企业生产调度、生产管理部门通过监测系统不仅可以及时了解生产的实时状况,方便地查看以往的生产过程记录,还可以及时地发现由生产数据整理出的生产情况分析、投入产出核算,为企业更科学合理的生产决策提供数据依据。

李荷华[9]2003年在《面向智能体的化工过程运行系统信息集成模型研究》文中提出流程工业自动化水平较高,但信息化水平不足,造成了自动化孤岛的存在。探索实现自动化孤岛之间信息集成的理论和方法,解决流程工业广泛存在的自动化孤岛问题,是本论文的研究目的。本文首次提出了用XML建立流程工业运行系统的数据模型,并运用智能体(Agent)技术实现对过程运行系统中运行任务建模,在此基础上提出了一个基于XML(Extensible Markup Language)和多Agent的用于过程运行系统信息集成的开发式集成平台。为了实现与现有网络技术的融合,采用浏览器/服务器(B/S)模式实现该平台与Intranet的集成。 对于流程工业来说,为了最终实现企业联盟达到敏捷制造的目的,必须在企业内部实现集成(数据集成->信息集成->过程集成->企业集成->企业联盟->……)。为了实现上层系统的集成,首先必须实现下层数据的集成。但是对于流程工业来说,尤其是对于流程工业的运行系统来说,数据集成非常困难。一方面是数据结构复杂;另外一方面是数据之间关系复杂。采用传统的数据库集成技术以及STEP标准,不能满足运行系统数据集成的需要。本文提出用XML和STEP标准结合的方式建立运行系统的数据模型,能够解决过程运行系统中数据结构复杂、相关性强这个难题。同时采用XML建立的数据模型,具有良好的可重用性。 智能体技术非常适合处理结构复杂、耦合性强的系统。能够根据所处的环境作出反应,同时具有自学习功能。本文运用Agent方法分析过程运行系统,并建立了运行子系统的Agent模型。针对过程运行系统的特点,提出用多智能体协作和竞争来描述运行系统中各子系统之间复杂关系。根据运行系统的实际情况,采用了两种多智能体结构结合的方式。同时根据粒度不同,功能不同的特点,把运行系统中的运行任务设计为不同粒度的智能体。 不同智能体之间的通信采用XML,XML同时用来建立智能体的知识库和历史库。在此基础上,开发出流程工业运行系统的开方式集成平台,实现不同运行任务的集成。并重点针对目前企业界普遍存在的遗留系统问题作了深入地研究,提出了针对遗留系统接口开发规范。实现集成平台对遗留系统的开放性。 为了实现集成平台与网络技术融合,最后在Intranet的基础上,用B/S模式实现了本文提出的信息集成平台。针对甲苯脱烷基化制苯(HDA)的设计过程的研究和TE过程中遗留系统及新开发系统的集成研究表明,信息集成平台在实现不同子系统的数据集成、信息集成以及任务集成具有优势。同时系统在开放性和拓展性方面也具有良好的性能。

刘俊峰[10]2003年在《基于.NET框架的工业生产数据监测系统》文中进行了进一步梳理生产数据一直是工业企业最关心的信息。过去,这些数据信息只能记录和显示在车间控制室。随着网络的普及和发展,各企业都拥有自己的Intranet,这为发展工业生产数据监测系统提供了基本的硬件环境。 论文介绍了工业生产数据监测系统的发展历史和现状。阐述了工 业生产数据监测系统的基本任务和主要功能。在对当今世界的几种主 要计算模式进行了介绍和对比后,提出了在Microsoft.NET框架下构 建工业生产数据监测系统的解决方案。论文还对服务层的设计做了比 较详细的介绍,论述和说明了如何使用Microsoft.NET框架的各种技 术来实现工业生产数据监测系统的功能,并简单介绍了包括SOAP, Web服务,ADO.NET等新技术。 本课题实现了基于.NET框架的工业生产数据监测系统的总体设 计。并对未来的研究工作提出了合理的展望和规划,达到了预期研究 的目的。

参考文献:

[1]. 过程工业监测系统数据交互协议的设计与实现[D]. 沙莎. 北京化工大学. 2008

[2]. 基于C/S模式的数据监视技术的研究与实现[D]. 魏姗姗. 北京化工大学. 2008

[3]. 过程工业监测系统三层模型结构的研究与开发[D]. 彭四伟. 北京化工大学. 2000

[4]. 基于三层模型结构的过程工业监测系统——服务层的开发与设计[D]. 杨帆. 北京化工大学. 2002

[5]. 过程工业监测平台动态监测画面编辑系统的研究与实现[D]. 周江林. 北京化工大学. 2008

[6]. 企业生产报表系统的研究与实现[D]. 韩敏. 北京化工大学. 2008

[7]. 基于B/S模式数据监视技术的研究与实现[D]. 石佳锐. 北京化工大学. 2008

[8]. 基于三层结构模式的过程工业监测系统——监测客户层的设计与实现[D]. 周华林. 北京化工大学. 2002

[9]. 面向智能体的化工过程运行系统信息集成模型研究[D]. 李荷华. 华南理工大学. 2003

[10]. 基于.NET框架的工业生产数据监测系统[D]. 刘俊峰. 北京化工大学. 2003

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过程工业监测系统三层模型结构的研究与开发
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