现场总线技术05监控组态软件的功能和使用剖析.ppt

第五章 监控组态软件的功能和使用 5.1 计算机监控系统的组成 5.2 现代软件技术 5.3 监控组态软件原理 5.4 WinCC的功能介绍 5.1 计算机监控系统的组成 监控： （1）狭义：系统内部操作员（运行员）站、工程师站的功能及组成 （2）广义：计算机监控系统 硬件 软件 操作系统 现代软件技术 监控组态软件 → 操作员站、工程师站 本 节 内 容 5.1.1 计算机监控系统的概念 5.1.2 计算机监控系统的组成 5.1.3 计算机监控系统常用软件 5.1.1 计算机监控系统的概念 1．定义 计算机监控是利用传感装置将被控对象中的物理参量转换为电量，再将这些代表实际物理参量的电量送入输入装置中转换为计算机可识别的数字量，并且在计算机的显示装置中以数字、图形或曲线的方式显示出来，从而使得操作人员能够直观地而迅速地了解被监控对象的变化过程。 2．计算机监控技术是一门综合技术 计算机技术（软件技术、接口技术、通信技术、网络技术、显示技术） 自动控制技术 自动检测和传感技术 3．效益 经济效益：稳定和优化生产工艺、提高产品质量、降低能源和原材料消耗、降低成本； 社会效益：降低劳动者的生产强度、提高管理水平。 5.1.2 计算机监控系统的组成 不同学历背景对学科与专业的不同理解与相互关系 自动化科学与技术学科的整个知识结构框架 控制系统各部分与相应的知识领域的对应关系 5.1.3 计算机监控系统常用软件 1．计算机操作系统 管理和控制计算机软硬件资源，并且能为用户创造便利的工作环境的一组计算机程序的集合。 （1）按照程序运行的调度方法，可以将操作系统分为以下三种类型： ①顺序执行系统 ②分时操作系统 ③实时操作系统 （2）计算机操作系统的功能 ①进程管理 进程是关于某个数据集合的可并发的一次运行活动。 区别进程和程序 操作系统对进程的管理：进程的建立、终止、挂起、激活、阻塞和唤醒。同时，操作系统还要为运行的程序以及相关的数据分配内存空间，并为各进程间的通信进行管理。 ②作业管理 作业就是用户为完成一次事务处理而交给计算机的一项任务。 作业管理的任务就是为方便用户建立作业、组织调度系统内部资源执行，并在完成任务后将其撤消。 ③存储器管理 内存分配、、地址映射、内存保护、内存扩充。 ④设备管理 按照一定的算法分配设备；控制和实现输入输出操作，如通道程序控制、启动设备、及时响应及处理中断信号；对输入输出缓冲区进行管理；实现虚拟设备技术。 ⑤文件管理 文件目录管理、文件存储空间管理、文件的保护与机密、文件的使用和运行。 2．通用操作系统 （1）DOS操作系统 （2）UNIX操作系统 小型机、微型机 标准的UNIX是一个多用户、多任务、交互式分时操作系统。就其运行的稳定性而言，UNIX操作系统远比Windows要高，其通信能力也远比Windows NT要强，单价格非常昂贵，通常用于大型系统。 （3）Linux操作系统 是UNIX的兼容产品，几乎具有UNIX的优点，同时还具有其没有的功能。 （4）Windows NT操作系统 可扩充性、可移植性、可靠性、可兼容性。 Windows NT系统模型主要包括3个部分：客户/服务器模型、对象模型、对称多处理模型。Windows NT的另一个特色是引入了“线程”的概念，“线程”是比进程更小的一个单位，它是进程内的一个执行单元和可调度实体。同一进程中的线程是共用一个内存空间的。采用线程的好处是更易于实现并行性。 3．实时操作系统 主要特点：实时性强、可靠性高、稳定性好。 实时操作系统在任何时刻总是保证优先级别高的任务占用CPU和其他资源，而且保证系统响应的时间是可以容忍和确定的。系统对现场进行不间断地监视，一旦有事件发生，系统就能“实时”地做出响应。这除了靠硬件的性能来保证之外，主要由实时操作系统的事件驱动方式和任务调度来决定。 特点： （1）多作业环境 实时系统的多作业、多任务而带来的并发性和实时性，要求操作系统对资源分配具有很强的控制和调度能力。在计算机监控系统中，通常可以采取设立前台和后台两个作业区的方法来解决。 （2）任务的事件驱动 基本驱动方式：事件驱动和时间驱动。 （3）中断与中断优先 实时操作系统充分利用计算机的中断功能来改变CPU执行程序的顺序，以达到实时处理的目的。这种总是保证优先级别最高的任务占用CPU的方式，称为优先级别抢占式调度。 （4）同步与异步 事件分为同步事件和异步事件。 如果事件B的发生和事件A的发生有因果关系，则它们为同步事件，同步事件驱动的任务称为同步