SCADA(监控与数据采集)软件系统的设计与开发PDF电子书下载

前言 1

第1章 SCADA系统综述 1

1.1 SCADA系统的基本概念 1

1.2 SCADA系统的发展 1

1.3 SCADA系统的特点 3

1.4 SCADA系统的功能 4

1.5 SCADA系统与DCS的特征对比 4

1.5.1 SCADA系统的应用特征 4

1.5.2 SCADA系统的实时数据库 6

1.6 SCADA系统的典型应用 9

1.7 关于本书 10

第2章 SCADA软件系统架构及设计 11

2.1 概述 11

2.2 SCADA系统功能 11

2.2.1 数据采集 11

2.2.2 数据处理 11

2.2.3 控制和调节 12

2.2.4 报警处理 12

2.2.5 系统时钟同步 13

2.2.6 人机界面功能 13

2.2.7 组态功能 13

2.2.8 安全管理 13

2.2.9 系统的可维护性 13

2.2.10 历史数据和报表处理 13

2.2.11 分布式控制功能 14

2.2.12 设备管理及监视功能 14

2.2.13 实时处理功能 14

2.2.14 二次开发功能 14

2.2.1 提供与相关系统集成的接口功能 14

2.2.16 对Internet／Intranet的信息发布 15

2.3 SCADA系统设计思想 15

2.3.1 软件工程思想 15

2.3.2 符合行业需求 16

2.3.3 注重安全性与可靠性 16

2.3.4 标准化与开放性 17

2.3.5 分层分布式设计 18

2.3.6 架构与模式设计 20

2.3.7 跨平台设计 21

2.4 SCADA系统架构设计 21

2.5 系统主要组成 24

2.5.1 数据库系统 25

2.5.2 分布式控制系统 25

2.5.3 图形组态与监控界面系统 25

2.5.4 数据采集系统 26

2.5.5 数据处理系统 26

2.5.6 数据报表系统 26

2.5.7 基于Web的SCADA系统 26

2.5.8 SCADA系统对外集成接口 26

2.5.9 SCADA系统的安全性 27

2.5.10 SCADA系统的功能扩展 27

2.5.11 工程管理程序系统 27

2.6 系统设计与开发 27

2.7 相关系统集成与功能扩展 28

第3章 数据库系统 30

3.1 概述 30

3.2 系统功能 30

3.3 数据库系统设计综述 32

3.4 关系数据库设计 33

3.4.1 关系数据库及表的创建 33

3.4.2 数据库的组态与维护 40

3.4.3 关系数据库访问接口 41

3.5 实时数据库综述 45

3.5.1 实时数据库定义 45

3.5.2 实时数据库特征 46

3.5.3 实时数据库应用 47

3.6 内存数据库设计 47

3.6.1 内存数据库的创建 47

3.6.2 内存数据库管理系统 50

3.6.3 内存数据库访问接口 57

3.6.4 内存数据库组态与维护 57

3.7 数据库访问服务中间件 58

3.8 关键技术 59

3.8.1 数据库设计过程 59

3.8.2 数据库设计范式 60

3.8.3 存储过程与触发器 61

第4章 分布式控制系统 62

4.1 概述 62

4.2 系统功能 62

4.3 主要数据结构设计 64

4.3.1 主要定义说明 64

4.3.2 主要通信报文说明 65

4.3.3 主要功能类设计 67

4.4 系统设计及开发 68

4.4.1 控制组态部分 68

4.4.2 分布式控制部分 70

4.4.3 状态监视部分 72

4.5 关键技术 73

4.6 基于CORBA的分布式控制系统 75

4.6.1 CORBA应用概述 75

4.6.2 CORBA组件及其开发过程 76

4.6.3 基于TAO的CORBA实现 78

4.7 分布式控制系统中CORBA的应用实现 82

4.7.1 主要应用实现方法 82

4.7.2 方案2的设计实现 83

4.8 冗余容错系统中CORBA的应用实现 89

第5章 图形组态与监控界面系统 95

5.1 概述 95

5.2 系统功能 95

5.3 矢量图形 98

5.3.1 国际通用标准 98

5.3.2 常用矢量图形文件格式标准 99

5.3.3 三维图形规范 100

5.4 系统架构 101

5.5 图形组态系统具体设计 105

5.5.1 组态系统开发实例说明 105

5.5.2 系统组成说明 114

5.6 图形监控界面系统具体设计 125

5.6.1 图形显示子系统设计 125

5.6.2 实时报警设计 128

5.6.3 曲线设计 129

5.6.4 Web应用系统设计 130

5.7 关键技术 137

5.7.1 设计模式 137

5.7.2 Web2.0与Ajax技术 138

5.7.3 脚本语言 144

5.7.4 双缓冲画图技术 152

第6章 数据采集系统 155

6.1 概述 155

6.2 系统功能 155

6.3 系统架构 156

6.3.1 系统架构简介 156

6.3.2 系统组成 156

6.4 系统设计 158

6.5 关键技术 162

6.5.1 数据通信技术 162

6.5.2 内存共享技术 176

6.6 小结 179

第7章 数据处理系统 180

7.1 概述 180

7.2 系统功能 180

7.3 系统架构与设计 181

7.3.1 数据处理主要线程 181

7.3.2 数据转发程序 184

7.4 关键数据结构 184

7.4.1 系统的常量定义 184

7.4.2 数据处理类定义 185

7.5 关键技术 186

7.5.1 多线程技术 186

7.5.2 回调机制 190

第8章 数据报表系统 198

8.1 概述 198

8.2 系统功能 198

8.3 总体设计概述 198

8.4 C／S架构数据报表的开发 199

8.4.1 利用VB＋Excel开发 199

8.4.2 利用FormulaOne开发 204

8.5 B／S架构数据报表的开发 207

8.5.1 水晶报表 207

8.5.2 Java开源报表 215

第9章 基于Web的SCADA系统 219

9.1 概述 219

9.2 系统功能 219

9.3 系统架构设计 220

9.3.1 J2EE架构概述 220

9.3.2 WebServices概述 222

9.3.3 使用WebServices的WebSCADA系统设计 225

9.4 系统关键模块开发 227

9.4.1 监控图形显示 227

9.4.2 数据采集与数据处理 230

9.4.3 数据定时刷新 231

9.4.4 WebServices实例设计 233

9.4.5 用户权限功能开发 236

9.5 系统的安全机制 237

9.5.1 网络连接的安全 237

9.5.2 传输层安全技术 237

9.5.3 SOAP安全性 238

9.6 关键开发技术 239

第10章 SCADA与MIS的系统集成 242

10.1 概述 242

10.2 信息系统集成技术 243

10.2.1 企业应用集成 243

10.2.2 企业信息集成 243

10.2.3 基于SOA技术的应用集成 244

10.3 SCADA与MIS专用接口集成 244

10.3.1 系统直接互连 245

10.3.2 基于网关机的互连 245

10.4 基于Web方式的集成 247

10.5 基于OPC方式的集成 247

10.5.1 系统结构 248

10.5.2 具体设计 248

10.6 基于中间件方式的集成 251

10.6.1 综述 251

10.6.2 基于CORBA的系统集成 252

10.7 基于SOA的系统集成 253

10.7.1 SOA概述 253

10.7.2 WebServices概述 254

10.7.3 SOA与WebServices的关系 255

10.7.4 基于SOA的集成实现 255

10.8 小结 257

第11章 SCADA系统的安全性 258

11.1 概述 258

11.2 系统安全性 258

11.2.1 安全性分类 258

11.2.2 功能安全 259

11.2.3 人身安全及安规认证 259

11.2.4 信息安全 260

11.3 SCADA系统安全性分析 260

11.3.1 潜在的SCADA系统攻击者及其动机 260

11.3.2 测控设备安全性 261

11.3.3 通信网络安全性 261

11.3.4 控制中心安全性 261

11.4 SCADA系统安全实现策略. 262

11.4.1 制定相关政策及法律法规 262

11.4.2 信息安全技术 264

11.4.3 远程终端单元和通信网络 266

11.4.4 控制中心的安全性 266

11.4.5 加强技术培训 266

11.4.6 借鉴国内外同行经验 267

11.4.7 SCADA系统安全的分层保证 268

第12章 SCADA系统的功能扩展 270

12.1 概述 270

12.2 视频图像监控功能扩展 270

12.2.1 系统互连概述 271

12.2.2 系统互连分析 276

12.2.3 互连系统的构成 277

12.2.4 系统互连的设计实现 278

12.3 GIS与GPS功能扩展 280

12.3.1 系统架构与设计 281

12.3.2 GPS系统设计 282

12.3.3 GIS与GPS扩展系统设计 282

12.3.4 GIS与GPS扩展系统实现 290

12.4 移动监控功能 290

12.4.1 智能手机概述 290

12.4.2 WAP协议 292

12.4.3 WAP编程模型 296

12.4.4 WAP中的Push技术 298

12.4.5 SCADA移动监控扩展功能的内容 300

12.4.6 移动监控功能扩展的体系结构设计 300

12.4.7 系统关键技术的实现 301

12.5 总结与展望 306

参考文献 307

相关网址 309