自动控制系统软件开发论文

摘要：计算机网络自动检测控制系统的设计首先应该对其总体方案进行规划，搭建好硬件平台，选择C/S的通信模式，再设计出系统工作的流程，并根据流程对系统功能模块划分为基于服务器平台的系统管理模块、分析诊断模块和网络通信模块，以及基于客户端平台的网络通信模块、检测资源模块和检测执行模块。以下是小编精心整理的《自动控制系统软件开发论文 (精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

自动控制系统软件开发论文 篇1：

DCS自动控制系统软件设计分析

摘 要：在当下经济发展的浪潮中，DCS自动控制系统已逐步展露其优势。而DCS自动控制系统的设计理念则充分决定了系统实现、运行效果以及所代表的自动化水平等多项问题。因此，着眼于DCS自动控制系统软件的设计分析十分重要。本文将从系统软件结构设计、硬件结构设计以及系统数据库设计三方面着手对DCS自动控制系统的设计进行分析。

关键词：DCS自动控制系统;软件设计;硬件设计

DCS自动控制系统的广泛应用，对于现今各种生产制造行业来说是生产方式方面跨越性的进步。DCS自动控制系统通过网络监视、控制、数据处理等功能，实现了生产过程的系统化、规模化，提高生产效率，有效降低生产成本，有利于DCS系统用户与管理层对数据的快速分析，从而进行生产决策，提高生产效益。

一、DCS系统概述

(一)DCS系统的发展

自上世纪九十年代DCS系统第一次出现至今，其发展过程分别从系统功能、控制功能以及开发性三个方面进行了技术性跨越。为跟随科技发展进步的趋势，人类的在生活方式以及生产行为的观念有所改变，从单一的生产方式转变为当下网络集中监控，即以计算机为中心运作的自动控制系统。当前，DCS自动控制系统已经广泛应用于各加工制造行业。

(二)典型的DCS系统

典型的DCS系统结构可理解为由过程控制级和过程监控级组成的多级计算机系统，由厂管理网为出发点，包含2各以上中央操作站，以可靠性较高的计算机为主体，可配备相关打印机，形成包含多个控制站的控制网络，以流畅完整地完成系统的监控、操作及反馈工作，实现对现场信号的收集、处理、监视、操作、控制、记录、生成等功能。因而，管理者能通过操作人员的反馈，明晰本厂生产流程及运行情况，并通过控制结果进行决策分析，降低生产成本，提高产品质量，保证整厂的内部控制制度合理实施，实现生产效益最大化。

(三)DCS自动控制系统的特点

高可靠性。DCS自动控制系統具有非常高的可靠性，原因在于DCS将整个控制系统分为若干各分散的子系统，其不同功能的实现也分散在不同的计算机，因此，分配至每台计算机的任务较为简单，错误关联性较小，而组成系统的可靠性也因此提高，同时也利于系统的维护。

抗干扰性。DCS自动控制系统中，各计算机之间在信息传输的过程中，如有改善扩充系统功能时，由于DCS的设计采用标准化、开放化、系统化、模块化的理念，在进行改变的过程中不会影响整个系统功能。

此外，DCS自动控制系统具有较高的适用性，且性价比高，使得本厂可以低成本投资，获得高效率的控制系统，以满足厂的生产管理模式，提高生产效益。

二、DCS自动控制系统的设计分析

(一)系统软件结构设计

DCS自动控制系统的功能可主要分为3部分，即监控、控制及分析。因此，在软件结构设计的过程中首先要根据需求考虑其功能。在软件设计体系中，包括支撑软件与运行软件，支撑软件包括操作系统软件与网络通信软件，运行软件指系统组态软件和系统监控软件。在此基础上，可以通过支撑软件，保证系统硬件与软件的正常运行，并支持通信协议，结合系统运行软件，可进行数据的收集与处理，同时实现监视、操作与控制等功能。

当下，采用最为广泛的DCS设计与实现的方式是集成方式，在DCS系统软件实现的过程中，必须采用较为成熟规范的环境，并以此为起点进行系统应用软件的开发。

操作系统软件和工具软件均可采用微软产品，要注意系统组态软件的支持软件类型。网络通信软件的实现方法需根据控制网络来选定，可选取通信网络基础软件与硬件相配的软件，同时通过编程完成接下来的功能。系统监控软件一般采用自主开发的形式，而创立系统监控软件的关键之处在于系统实施数据库的创建。首先要确定的是数据库的各个组成部分，进行其结构描述与关联操作。

监控软件可从其实现的功能入手，其功能主要包括数据处理、控制、报警、记录、报表生成、生成历史比较趋势图等。数据处理功能主要通过收集系统的数字信号，结合计算机的数据连接、数据变化等技术实现;控制功能可通过组态软件实现顺序、连锁以及回路控制;报警功能可预先设定优先报警级别，区分时态和属性;记录主要针对重要事件、重要数据与参数等进行记录，并连接数据库进行存储;报表生成功能可根据数据连接技术，连接实时数据库和历史数据库产生报表，便于用户和管理者对数据信息的使用等。

(二)系统数据库的设计

系统数据库的设计可包括实时数据库的设计和历史数据库的设计。

实施数据库是以系统中硬件与软件的操作基础上形成的，可通过I/O设备以及I/O驱动软件为收集现场数据提供端口，从而对原始数据进行处理。然而，由于实时数据库的储存空间有限，其定期清理与备份是十分必要的。在删除旧数据，输入新数据的同时，客户端将会收到数据库更新提醒。

系统中的历史数据库会将某些因时间而变化而产生的信息自动储存至稳定性较好的设备中，这种数据可生成多种图表形式，便于用户及管理者理解。历史数据库的存储量受存储介质空间大小的影响，同时也严格要求时间的标注，具有可靠性、共享性等特点。

(三)DCS自动控制系统硬件结构设计

DCS自动控制系统硬件包含现场控制、过程控制、过程管理、经营管理四个级次，相互协调，共同实现数据的收集、控制与处理。DCS自动控制系统的数据收集过程设备时通过I/O来完成，其表现形式为模块化，每个模块有多个通道，有利于传感器与执行器的连接。每个I/O都会通过独立的通道以单点卡或者对应连接箱电缆排序的方式连接现场的接线箱，为简化维修过程，可针对每个不同的I/O连接通道采用不同类型的I/O卡。此外，用户是根据实际需求来选择I/O卡，在系统设计的过程中，可用2块I/O卡公共的冗余接线底座，可提高其适应性。

三、总结

DCS自动控制系统对现代工业的生产方式产生了一定规模的影响，对自动化水平的提高起到了积极促进作用。同时，随着近年来计算机网络通讯技术的飞速发展，同时也要求DCS自动控制系统不断地完善与提高，我国工业生产模式也将进一步提升与飞跃。

参考文献：

[1]郭春秀.刍议DCS自动控制系统软件体系的设计与实现[J].河南科技，2013，(12)：17-34.

[2]张钢如.DCS在加热炉自动控制系统中的应用[J].科技资讯，2010 (24)：66.

[3]杨超.刍议DCS自动控制系统软件体系的设计与实现[J].城市建设理论研究，2014 (11).

作者：蔡震宇　刘芳

自动控制系统软件开发论文 篇2：

计算机网络自动检测控制系统软件开发设计探索

摘要：计算机网络自动检测控制系统的设计首先应该对其总体方案进行规划，搭建好硬件平台，选择C/S的通信模式，再设计出系统工作的流程，并根据流程对系统功能模块划分为基于服务器平台的系统管理模块、分析诊断模块和网络通信模块，以及基于客户端平台的网络通信模块、检测资源模块和检测执行模块。最后再对计算机网络自动控制系统软件程度的数据库、组件之间的通信、服务器和客户端程序分别进行设计。

关键词：自动检测控制系统;软件开发;C/S模型

计算机网络自动检测控制系统是计算机网络通信技术与虚拟仪器技术发展的必然趋势，因此有必要对其开发设计，特别是系统软件的开发设计进行深入研究。

1 计算机网络自动检测控制系统的总体方案

1.1 总体结构

计算机网络自动检测控制系统软件开发，首先需要对其总体方案的进行规划设计。在此，其总体结构采用图一的组网方式，通过就不同地区的检测设备用户端采集其所在的单元对象的相关数据，相关数据通过计算机网络传递给服务器，再由服务器对用户数据信息进行分析处理后传递给相关用户。

系统在自动检测的过程中，需要整个自动检测控制系统协同工作，设备用户端负责用户接口处理，同时控制对应检测单元;系统实现检测功能的关键环节就是检测单元，它通过相关接口与被检测单元先连，以此来采集输入信号，并输出激励信号;检测控制系统的核心是服务器端，它需要对用户端收集到的客户信息进行分析处理，并将结果返回给客户端;连接客户端与服务器端的是计算机网络通信，这就需要二者支持同一网络协议，确保在整个网络中能进行通信;计算机网络自动检测控制系统中还有一个重要的组成部分就是数据库，它用户储存用户信息、设备信息及检测记录等，由服务器来进行相关数据的读写工作。

1.2 硬件平台

设计好整个系统结构之后，就要搭建相应的硬件平台。根据上述的结构及性能要求，硬件平台包括五个部分：开关系统、检测控制器、检测总线、检测仪器资源和信号接口装置。当前，基于PXI和VXI的总线检测系统的检测范围和检测能力都得到了很大的拓展。因此，在硬件选择上通常采用基于PXI总线的NI模块集成的机箱检测设备作为主体平台，再基于该主体平台设计出对应的公共接口装置、接口适配器、测试探笔和探针、UUT即可。

1.3 通信模式

在通信模式的选择上，选择当前最为常见的C/S模式。在C/S通信模式当中，不同的计算机可以执行不同的功能，实现不同的用户与服务器角色，从而通过服务器为客户端的虚拟仪器应用进程提供服务。

2 系统软工作流程及其功能模块分析

2.1 系统软件工作流程的分析

计算机网络自动检测控制系统对软件设计的基本要求是安全、可靠、有效、开放、实时和可维护。其软件的具体工作流程为：第一步，客户端用户登录测试体系统;第二步用户验证后启动并请求連接远程服务器;第三步，远程服务器连接成功后，用户即登录成功;第四步，用户完成被测试对象与测试设备的对应接口连接;第五步，用户配置检测激励信号控制系统执行相关的检测操作;第六步，系统自动将检测数据通过已经连接的网络通道传送给远程服务器;第七步，远程服务器调用检测诊断程序对检测数据进行分析处理;第八步，远程服务器向客户端返回已经做好的数据处理结果;最后，客户端显示出检测的诊断结果。该工作流程涉及的主要部分为远程服务器、检测用户端和检测设备，其所需的功能模块包括服务器的运算模块、客户端的检测模块和实现客户端与服务器之间的网络通信模块。

2.2 系统软件功能模块分析

根据计算机网络自动检测控制系统的功能需求情况，可以将软件功能模块划分为基于服务器平台的系统管理模块、分析诊断模块和网络通信模块，以及基于客户端平台的网络通信模块、检测资源模块和检测执行模块几个部分。

1) 系统管理模块

系统管理模块包括设备管理、操作管理、操作人员管理、检测任务管理和检测诊断程序管理五个部分。设备管理的功能为对设备用户端的配置状况进行记录，当变更和删除废除客户端信息;操作管理的具体功能为接收、分析和诊断用户的远程登录请求命令，并调用相关的程序执行对应的请求命令;操作人员管理的功能是管理系统操作人员的相关信息;检测任务管理的功能是对每项分析诊断结果和检测记录进行管理，同时完成相关信息在数据库中的保存;检测诊断程序管理的功能为对检测分析诊断程序进行管理。

2) 分析诊断模块

分析诊断模块的主要功能是对客户端存在的故障提供在线支持诊断服务，帮助实现检测控制系统的故障定位与隔离，还可以提供对应的专家系统支持功能。

3) 网络通信模块

网络通信模块包括网络通信的连接和数据的发送与接收三个部分。通信连接服务器与客户端之间数据传送提供通信通道。数据分析与接收除了要具备数据传输的作用，还要建立缓冲区，数据接收时将用户端传送的数据放入对应的缓冲区以等待分析处理;数据发送时，则将缓冲区中的数据发送到用户端中。

4) 检测资源模块

检测资源模块通过适配器的模块文件来储存适配器的描述和信息。用户能够对配置模型文件、适配器文件和器件配置文件进行修改，同时处理适配器模型文件，综合适配器模型中的文件信息，连接数据库，从而完成计算机网络自动检测控制系统的校验与检测工作。

5) 检测执行模块

检测执行模块包括检测控制和激励信号配置两个部分。检测控制负责各检测系统及其资源的控制，借助于输入的激励信号采集的输出响应信号来完成相关检测任务。激励信号配置的功能则是在软件平台当中根据检测任务对配置检测设备的激励信号。

3 计算机网络自动检测控制系统的软件设计

3.1 数据库设计

计算机网络自动检测控制系统中一个重要组成部分就是数据库，因此对检测控制系统设计中数据库设计是非常重要的。对此可以采用数据库VItest管理检测控制信息。当中包括的信息表格包括设备信息表、用户信息表和服务程序列表。如用户信息表应该包含用户标识ID、用户名、密码、注册时间、真实姓名和用户类型六个字段。系统需要维护用户登录退出和增减用户等信息。

3.2 组件之间的通信实现设计

系统组件之间的通信可以采用DSTP协议来完成，它支持多种数据传输协议，因此可以根据不同的URL来按段不同的协议。数据收发通信是相互独立，因此可以只分析某一个数据项的设计。

3.3 服务器设计

服务器程序的设计包括多线程的设计与实现。在计算机网络自动检测控制系统中可能面临同时处理多个用户的请求，因此需要采用并发处理的方式来解决多任务的工作方式，并发处理比循环处理的执行效率更高，响应速度更快。VI服务器利用并发处理方式可以同时实现设备管理和用户管理等功能，其主要的线程包括处理用户请求线程、服务程序管理线程、设备管理线程、连接用户客户端、初始化VI服务器。线程之间通过内存交换参数来完成通讯，多线程间的同步工作则由事件触发来控制实现。

多线程的实现需要完成四个功能：初始化系统;建立通信连接，等待登录;验证用户身份;根据请求分配对应的处理线程。

3.4 客户端设计

根据检测控制系统的功能特点及需求情况，客户的程序采用多线程技术的方式来进行设计。它能够确保不同的激励信号的同时输入、采集及完成数据通信。客户端程序的工作流程为：用户登录→身份验证→系统控制界面→选择对应的程序(包括用户管理、远程连接、信号采集、模拟输入、模拟输出、信号配置和结果发布)。在面板设计上，可以利用多面板的人机界面，这样可以确保操作界面的简洁方便。同时各功能VI的动态载入则采用LabVIEW的SubPanel方法節点，这样可以降低系统的内存占用，从而提高整个系统的运行效率。

客户端程序主要包括激励信号配置VI模块、响应信号采集VI模块、用户登录VI模块和用户管理VI模块四个模块设计。激励信号配置VI模块采用条件结构和事件结构的程度设计，用户能够通过系统的信号配置面板来修改激励信号的相关参数;响应信号采集VI模块通过电流电压测量程序、模拟信号测量程序、动态数据采集程序和信号采集程度五个模块分别对静态数据进行采集，这五个模块程序之间相互独立;用户登录VI模块是独立功能的一个模块，它将信息储存在数据库当中，只要访问用户信息数据库就能完成对用户身份的验证，如果验证值为真，则可以登录启动系统;用户管理VI模块采用的条件结构的程序设计，主要用于增加用户、删除用户、密码修改等用户信息的管理。

4 结束语

计算机网络自动检测控制系统的设计首先应该对其总体方案进行规划，搭建好硬件平台，选择C/S的通信模式，再设计出系统工作的流程，并根据流程对系统功能模块划分为基于服务器平台的系统管理模块、分析诊断模块和网络通信模块，以及基于客户端平台的网络通信模块、检测资源模块和检测执行模块。最后再对计算机网络自动控制系统软件程度的数据库、组件之间的通信、服务器和客户端程序分别进行设计，检测控制系统在设计完成后还需要对其进行测量，通常可以采用波形文件的测量方式来进行。

参考文献：

[1] 沙晓光， 陈国顺， 王格芳. 基于C/S与B/S混合结构的测试诊断网络研究[J].计算机测量与控制， 2005， 13(5)：401-402.

[2] 李勇， 吕永卫. 基于网络远程测试诊断系统的研究[J].计算机测量与控制， 2005， 13(10)：1040-1043.

作者：李礼

自动控制系统软件开发论文 篇3：

面向物联网的开放式无线自组网感控系统

基于MEMS(微机电系统)、SOC(片上系统)、WNS(无线传感器网络)、AGENT(智能体)、Embeded System(嵌入式系统)以及自动控制技术，通过WIFI、BLUETOOTH、ZIGBEE、GPRS等丰富灵活的无线信息交互途径，实现分布式空间内多状态参数的监测、决策和控制。该系统由无线传感器、无线控制器等终端节点以及上位机监控软件组成，终端节点接口丰富开放、上位机系统软件架构开发。面向多行业物联网非标定制应用，可广泛应用于环境监测、精细农业、数字医疗、智能社区、监控安防、智慧城市等多种领域。