集散控制系统,主要用于实现对生产过程的计算机控制和管理,它融合了计算机、通信、自动控制、CRT显示等众多领域的先进技术,在电力、机械、石油、化工等行业都有广泛的应用。组态软件是集散控制系统中用户开发和操作的平台,用于实现自定义信号采集、监控画面和信息处理等配置,是系统的重要组成部分。因此,课题具有重要的研究和应用价值。作为山东省科技厅科研项目《基于工业以太网与现场总线技术的新型控制系统》的一部分,课题主要实现了组态软件的监控画面组态运行系统和控制算法组态系统。首先分析了整个集散控制系统的功能要求和实现机制,给出了软件设计架构和网络分布结构,然后重点介绍了监控画面组态运行系统和控制算法组态系统的实现,对系统的设计模式、数据结构及相关算法处理等方面做了详细的论述。论文的主要工作有:从具体功能和技术实现角度对组态软件进行分析,划分成各个相对独立的模块,建立起组态软件的设计架构和分布式网络结构。确定软件开发模型为螺旋模型,用C++语言实现,以Windows2000为开发平台,Microsoft Visual Studio 6.0为开发工具。介绍了整个组态软件系统的数据流实现机制,实现了数据点接口和实时数据通信接口设计,是监控画面组态运行系统和控制算法组态系统与其它系统信息交互的关键。实现了监控画面组态运行系统,主要完成工艺流程画面的组态和实时监控功能。根据对常用工业图形的分析,抽象出支持的基本图元类,采用面向对象方法设计实现。利用工厂模式实现图元创建机制,给出了图元属性编辑、旋转操作等功能具体设计。同时提供用户自定义图元接口,并实现图库支持自定义图元的重复使用,用以实现更加生动灵活的监控画面。分析了图元动画实现机制,完成了图元动画效果设计。实现了控制算法组态系统,主要完成集散控制系统中主控卡运行控制算法的图形化组态功能。系统采用IEC61131-3标准中功能块图语言实现控制算法组态。结合图论相关知识,抽象出控制算法图形信息向数据信息转化问题的数学模型,并且利用改进的Johnson算法和有向图拓扑排序算法解决了此问题。根据数学模型中对图形信息的要求,设计实现了系统中的功能块类、连线类和回路类。介绍了与主控卡之间的通信机制及其实现。系统创新性的提出基于SQL数据库文件的控制算法参数在线整定。