专利名称：实时cad图形集成监控信息系统的方法
技术领域：
本发明涉及一种CAD(计算机辅助设计)图形的实时功能软件开发和应用技术，可 以方便、快捷和低成本地集成到各种工业和环境领域目前所广泛运用的计算机网络化监控 信息系统和数据采集系统当中。
背景技术：
目前，各种重要的工业和环境领域都运用了计算机网络化监控和数据采集系统 (SCADA)或监控信息系统(SIS)，实现数据信息收集和实时显示，同时完成报警和历史数据 查询等功能。这些监控信息系统和数据采集系统的数据，有的来自集散控制系统(DCS)、 现场总线控制系统(FCS)、远程数据终端(RTU)、可编程控制器(PLC)、数字控制器(DDC)、 工业控制计算机(IPC)等底层控制系统和设备，也有的来自关系数据库(RDB)、实时数据 库(RTDB)等信息记录和储存系统。然而，这些监控信息系统和数据采集系统的人机界面 (HMD的开发一直沿用常规的监控系统人机界面图形组态的技术方法，不仅工作量大、制作 成本高、扩充不方便，而且数据和图形总量受到点数限制。特别是由于常规监控系统采用 的人机界面图形绘制和组态方法，或多或少改变了工业和环境系统原本的工程设计表达方 式，虽然能适应系统运行人员的正常监控需求，但不能最大程度上适应系统检修人员和管 理人员的监控、调试、分析、决策的多种需求。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种实时CAD图形集成监控信息系统的方法，是 建立在以上背景技术和已有系统之上的集成方法和软件增值开发技术，目的是将实时监控 信息数据动态地嵌入到正由监控工作站屏幕打开的工业和环境系统CAD图形当中。
技术方案工业和环境领域系统的设计、安装和运行，依赖于CAD(计算机辅助设 计)电子图纸。这些CAD图纸包括系统结构图、系统分布图、管道仪表图(P&ID)、测点布置 图、控制组态图(SAMA)等，不仅以工程标准的方法图示了被监控设备和系统，还标明了准 确的编码和文字信息，它们大部分都是在监控信息系统实施之前完成的，并可以不断修改 扩充。这些CAD图形就是本发明所建立集成系统信息显示人机界面的基础来源。在装载本 发明提供的实时CAD功能软件模块后， 一但打开这些CAD图，就能显示事先标识的全部图示 测点实时动态数据，并且不断进行实时更新。由本发明提供的实时CAD软件集成后的图形， 其交互功能应没有任何改变，特别是能在实时状态下实现快速无级縮放、聚焦和平移等高 级矢量化图形功能，保持了工业和环境系统原本的工程设计表达方式，从而能在最大程度 上适应系统检修人员和管理人员的在监控、调试、分析、决策等各种具体技术工作需求。
本发明的实时CAD图形集成监控信息系统的方法为 a.服务器端软件创建实时数据对象集合一方面接受所集成的各种底层控制系 统和数据库的接口数据，另一方面快速响应来自多个客户端的实时查询及数据更新要求， 服务器端软件采用C++编制，根据要求定制多种监控信息数据类，采用数据库和电子表格
3管理数据对象集合，方便实现数据对象增删改，全部监控信息集成系统的数据对象总数不 限； b.客户端软件实现来自服务器端的数据对象和CAD图形上的实体对象的实 时连接在原有绘图读图功能的基础上叠加实时显示和人机界面功能，客户端软件采用 ObjectARX运行时扩展模式C++编制开发，当打开CAD图形时，就按事先图示标识过滤出服 务器端能提供实时动态数据的数据对象，并且实现打包传送和在CAD图上的实时更新，在 每一个客户端CAD图上的实时动态实体对象数不限； c.网络通信软件采用基于Socket套接字的一对多点到点模式，借助局域网或虚 拟私有网实现服务器端和客户端之间的高速数据通信。 有益效果本发明实施的CAD图形实时功能软件开发和应用技术，可以方便、快捷 和低成本地集成在各种工业和环境领域广泛运用的监控信息系统和数据采集系统当中，可 以为系统运行人员、检修人员和管理人员在监控、调试、分析、决策等各种具体技术工作中 提供可以不断完善的实时系统信息监控人机界面。
图1是实时CAD图形集成监控信息系统构成，其各组成部分如下
l:DCS系统数据接口；
2:FCS系统数据接口；
3:RTU系统数据接口； 4:PLC系统数据接口； 5:DDC系统数据接口； 6:IPC系统数据接口； 7 :RTDB系统数据接口 ； 8:RDB系统数据接口； 9 :实时CAD系统数据对象管理软件； 10 :服务器端通信软件； ll:客户端通信软件； 12 :实时CAD系统运行时扩展人机界面软件； 13 :CAD软件； 14 :实时CAD系统服务器端软件； 15 :实时CAD系统客户端软件； 16 :本发明提供的实时CAD系统范围。
具体实施例方式
采用本发明建立的实时CAD图形集成监控信息系统，如图1，由服务器端软件、客 户端软件和网络通信软件三部分组成 (1)服务器端软件创建实时数据对象集合， 一方面能接受所集成的各种底层控制 系统和数据库的接口数据，另一方面可以快速响应来自多个客户端的实时查询及数据更新 要求。
服务器瑞软件采用0++编制，可根据要求定制多种监控信息数据类，采用数据库 和电子表格管理数据对象集合，能方便实现数据对象增删改。全部监控信息集成系统的数 据对象总数可以不限； (2)客户端软件实现来自服务器端的数据对象和CAD图形上的实体对象的实时连 接，在原有绘图读图功能的基础上叠加实时显示和人机界面功能。 客户端软件采用ObjectARX运行时扩展模式C++编制开发，当打开CAD图形时，就
按事先图示标识过滤出服务器端能提供实时动态数据的数据对象，并且实现打包传送和在
CAD图上的实时更新。在每一个客户端CAD图上的实时动态实体对象数可以不限。
(3)网络通信软件采用基于Socket套接字的一对多点到点模式，借助局域网
(LAN)或虚拟私有网(VPN)实现服务器端和客户端之间的高速数据通信。 本发明建立的实时CAD图形集成监控信息系统的创新核心是客户端软件所实现
的集成监控功能和方法，这些软件功能和信息监控方法是常规的工业和环境监控信息系统
所没能实现的，它们包括 (1)无需复杂的人机界面组态过程，只需要沿用已有的CAD设计图和事先在图上 标识出的编码或名称，就能实现基本的实时CAD图形监控； (2)实时CAD打开的就是设计原图，只是在装载了实时功能软件模块后就立即可 以实现实时CAD图形监控； (3)实时CAD的图形交互功能没有任何改变，能在实时状态下实现快速无级縮放、 聚焦和平移等矢量化图形操作功能； (4)为了完善监控信息系统集成功能，新设计并添加与实时监控相关的CAD图形
实体模块，如参数报警、事件记录、历史数据查询、动态曲线、参数比较等； (5)进一步集成针对分布式对象、云式对象、移动式对象的信息监控功能； (6)进一步集成针对三维立体对象、动画对象、虚拟现实(VR)对象图形的信息监
控功能等。 客户端界面监控的实现方法为 a.沿用已有的CAD设计图和事先在图上标识出的编码或名称，实现基本的实时 CAD图形监控； b.打开CAD设计原图，再装载实时功能软件模块，就可以实现实时CAD图形监控；
c. CAD的图形交互功能没有改变，能在实时状态下实现快速CAD的图形的无级縮 放、聚焦和平移等； d.设计与实时监控相关的CAD图形实体模块，如参数报警、事件记录、历史数据查 询、动态曲线、参数比较等； 以一个DCS数据点在动态CAD图形上显示为例，说明本发明所制定的方法和提供 的软件的具体实施 1)在DCS接口处1发现有标识名为CCS: CALCA. RI01的对象值在0到100之间动 态变化； 2)在服务器端9的数据对象名表文件上加入CCS:CALCA. RI01 ;
3)启动服务器端的软件14 ; 4)在一个客户端13打开相应的DCS控制组态图，在适当的位置找到标识名为
5CCS:CALCA. RIOl的图形位置； 5)启动客户端的运行时扩展软件12，网络通信软件10和11自动连通；6)在客户端13看到在标识名为CCS:CALCA. RIOl的图形位置上实时正确显示出的
数值呈现亦0到100之间动态变化。
权利要求
一种实时CAD图形集成监控信息系统的方法，其特征在于该方法为a.服务器端软件创建实时数据对象集合一方面接受所集成的各种底层控制系统和数据库的接口数据，另一方面快速响应来自多个客户端的实时查询及数据更新要求，服务器端软件采用C++编制，根据要求定制多种监控信息数据类，采用数据库和电子表格管理数据对象集合，方便实现数据对象增删改，全部监控信息集成系统的数据对象总数不限；b.客户端软件实现来自服务器端的数据对象和CAD图形上的实体对象的实时连接在原有绘图读图功能的基础上叠加实时显示和人机界面功能，客户端软件采用ObjectARX运行时扩展模式C++编制开发，当打开CAD图形时，就按事先图示标识过滤出服务器端能提供实时动态数据的数据对象，并且实现打包传送和在CAD图上的实时更新，在每一个客户端CAD图上的实时动态实体对象数不限；c.网络通信软件采用基于Socket套接字的一对多点到点模式，借助局域网或虚拟私有网实现服务器端和客户端之间的高速数据通信。
全文摘要
实时CAD图形集成监控信息系统的方法涉及一种CAD(计算机辅助设计)图形的实时功能软件开发和应用技术，可以方便、快捷和低成本地集成到各种工业和环境领域目前所广泛运用的计算机网络化监控信息系统和数据采集系统当中，其方法为a.服务器端软件创建实时数据对象集合一方面接受所集成的各种底层控制系统和数据库的接口数据，另一方面快速响应来自多个客户端的实时查询及数据更新要求；b.客户端软件实现来自服务器端的数据对象和CAD图形上的实体对象的实时连接c.网络通信软件采用基于Socket套接字的一对多点到点模式，借助局域网或虚拟私有网实现服务器端和客户端之间的高速数据通信。
文档编号G06F9/44GK101694616SQ20091018486
公开日2010年4月14日 申请日期2009年10月16日 优先权日2009年10月16日
发明者冷杉 申请人:东南大学;