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随着工业生产的飞速发展,生产规模的不断扩大,过程控制复杂程度不断提高,各种控制系统中使用越来越多的各种专有设备和现场总线。工业控制过程中数据交换越来越频繁,特别是处于信息时代的现代企业,数据访问需要标准统一、快速准确、易于实现。但是,由于多个方面的原因造成了不同厂家的设备具有不同的通信机制,迫使工控软件中包含有越来越多的底层通信模块,而不同工控软件中的通信模块访问接口的方式也不尽相同,造成了工业控制软件开放性、可重用性以及灵活性差的问题。
现行的集成方法主要有OPC集成和以太网与现场总线的整合两种。本文首先分析了以这两种方法为代表的传统监测系统集成存在的不足。结合传统两层结构存在的不足,引入分布式多层体系和中间件的思想,本文提出了通用设备模型(CommonDeviceModel)作为一种系统集成的新方法。新的系统集成方法提供面向应用开发的统一接口,改变了针对具体设备进行应用开发的现状,有利于工程人员进行快速的应用开发。
本文详细论述了通用设备模型的原理,分析了通用设备模型与传统的两层应用结构的不同。对通用设备模型的内部结构作了剖析。并提出了通用设备模型的设备数据组织方式。通用设备模型的基础是设备模型。本文以通用建模语言UML为工具,以面向对象的方法,对设备模型的建立作了探讨。
在对通用设备模型进行分析、建模的基础上,研究基于通用设备模型的监测体系结构。从现代远程监测的一般模式入手,比较了C/S和B/S两种监测模式。以通用模型为基础提出分布式监控应用平台的概念。研究了基于CDM的分布式网络监测的逻辑构架,设计了分布式网络监测的系统结构。提出了基于CDM分布式柔性可重组状态监测系统的网络拓朴结构和模型框架。
本文提出的通用设备模型是一种对现行系统集成方法的补充。本文重点介绍了其概念和思想,论述了其原理和结构。由于嵌入式系统和以太网技术的广泛应用,本文以研华嵌入式设备和WindowsCE嵌入式操作系统为基础开发了通用设备模型的原型系统。