某管道仿真系统控制模块设计说明书

1、摆案卷号奥日期笆哎XX敖管道仿真系统控澳制模块爸概要设计说明书吧 伴 鞍作奥 邦者：肮 挨 伴 曲斌 拌 翱 按 阿 笆 拜完成日期：案 邦2007暗笆6艾瓣17隘 柏 靶 碍 啊 翱签靶 半收澳 岸人：皑 跋 伴 肮 般 肮 阿 柏 白 巴签收日期：八 版 岸 拜 懊 皑 班 修改情况记录：傲版本号艾修改批准人隘修改人翱安装日期拜签收人百 拜 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc170028329 1 引言 PAGEREF _Toc170028329 h 1 HYPERLINK l _Toc170028330 氨1.1 把编写目的扮 PAGEREF _Toc170

2、028330 h 熬1 HYPERLINK l _Toc170028331 癌1.2 般范围哎 PAGEREF _Toc170028331 h 啊1 HYPERLINK l _Toc170028332 癌1.3 霸定义哎 PAGEREF _Toc170028332 h 霸1 HYPERLINK l _Toc170028333 百1.4 背参考资料伴 PAGEREF _Toc170028333 h 班3 HYPERLINK l _Toc170028334 叭2 笆总体设计疤 PAGEREF _Toc170028334 h 爱3 HYPERLINK l _Toc170028335 耙2.1 芭需求

3、规定捌 PAGEREF _Toc170028335 h 坝3 HYPERLINK l _Toc170028336 隘2.2 叭运行环境拔 PAGEREF _Toc170028336 h 矮4 HYPERLINK l _Toc170028337 扳2.3 隘基本设计概念和唉处理流程哀 PAGEREF _Toc170028337 h 半4 HYPERLINK l _Toc170028338 鞍2.4 暗系统状态图坝 PAGEREF _Toc170028338 h 罢8 HYPERLINK l _Toc170028339 懊2.5 百数据字典奥 PAGEREF _Toc170028339 h 扮9

4、HYPERLINK l _Toc170028340 埃2.6 叭尚未解决的问题版 PAGEREF _Toc170028340 h 拜11 HYPERLINK l _Toc170028341 懊3傲面向对象分析和叭接口设计瓣 PAGEREF _Toc170028341 h 靶11 HYPERLINK l _Toc170028342 唉3.1岸控制引擎类的划俺分扳 PAGEREF _Toc170028342 h 啊11 HYPERLINK l _Toc170028343 懊3.2唉控制引擎模块脚背本懊 PAGEREF _Toc170028343 h 扮13 HYPERLINK l _Toc1700

5、28344 背3.3巴脚本的事件跟踪碍图罢 PAGEREF _Toc170028344 h 巴15 HYPERLINK l _Toc170028345 胺3.4 矮外部接口岸 PAGEREF _Toc170028345 h 芭16 HYPERLINK l _Toc170028346 蔼4胺用例设计：笆 PAGEREF _Toc170028346 h 摆17 HYPERLINK l _Toc170028347 靶4.1板基本功能概述哎 PAGEREF _Toc170028347 h 搬17 HYPERLINK l _Toc170028348 坝4.2八用例概述靶 PAGEREF _Toc1700

6、28348 h 办18 HYPERLINK l _Toc170028349 哀5吧其它说明拜 PAGEREF _Toc170028349 h 啊19 HYPERLINK l _Toc170028350 败6 靶系统出错处理设巴计办 PAGEREF _Toc170028350 h 俺201 引言搬1氨.扳1 编写目的败随着计算机技术扒的不断发展，通霸过计算机仿真模扮拟工业加工、制疤造、装配过程已斑经成为一门主流八的技术。对于具袄有复杂的过程工捌艺的管道系统，案建立虚拟管道系鞍统仿真管道的搭氨建安全性和工艺奥过程的合理性对柏于实际生产有着摆十分重要的帮助伴。基于此目的，爸我们氨将班设计一个管道仿昂

7、真系统巴来实现管道仿真吧。这里我们仅讨肮论它的一个子模把块稗碍控制引擎模块的背分析和设计。1.2 范围说明：八软件系统名称：百XX管道仿真系吧统控制引擎模块安本项目由埃XXX澳提出，开发者系胺XXX暗，用户为石油、胺化工、过程控制罢领域企业设计部矮门的捌相关肮技术拌人员笆。1.3 定义搬用例(UseC凹ase)：用例芭是面向对象分析袄中，采用UML敖进行系统需求分八析的一个叙述性八文档，用来描述敖一个参与者（一靶个外部的主动者皑）使用系统完成斑某个过程时的事扳件发生顺序。把用例图（Use挨 败Case Di扳agram）：办显示了系统的一版组用例、用例的靶参与者以及用例氨和参与者之间的胺关系。

8、伴时序图（Seq败uence D拔iagram）按：展示出对象之靶间的交互顺序，稗这些交互是指在白场景或用例的事岸件流中发生的班状态图（Sta败te Diag办ram）：肮显示事件对状态敖的改变关系的图埃，通常状态图用啊来描绘一类对象瓣的行为。唉命令操作语言：矮系统定义的凹具有规范的语法邦结构的语言，作安为模型控制的外矮部接口供用户调哎用。傲剧本编辑模版：哎提供一个命令输瓣入、编辑环境，鞍用户通过该环境叭输入命令操作语疤言。癌剧本保存：巴将用户输入剧本把的命令操作保存邦成不同格式的文白件，以便在以后澳仿真的过程中调肮用。澳剧本文件载入：稗通过办剧本癌模版加载之前写背好的命令操作文肮件。哀剧本编

9、译：将用颁户输入的剧本控按制命令编译成对绊用户搭建的芭模型系统昂内澳各个对象的动作芭和状态的控制。耙编译检查：检查矮之前输入的命令暗操作语言是否符唉合笆语法规范，并根柏据对错给出相应拌的提示。巴命令行操作器：耙简化了的剧本编叭辑器，不需载入柏剧本文件，一次霸只能输入一个命哎令对单独的模型癌对象进行动作和安状态的控制。哎中断优先级：在扒控制仿真过程中坝对各个控制指令袄的控制级别的限柏制，级别高的指熬令可以中断低级盎别的指令。氨1岸.阿4 参考资料挨1）软件工程俺导论（第四版把） 张海藩 编爸著 清华大学扮出版社昂2）软件工程氨（高级） 郑爸人杰 主编 安清华大学出版社挨3）需求工程扮 （英）Ia

10、哀n Somme扒rville 奥 Pete凹 Sawyer伴 著 赵文爱耘 叶恩 等译败 傲机械工业出版社颁4）面向对象暗软件工程 T爸imothy 般C. Leth跋bridge 氨 Robe颁rt Laga暗niere 著哀 张洪光 邦温遇华 徐巧丽扮 译 扳 半 唉 机械工肮业出版社般5）SPS 唉Manual.背pdf 啊澳sps管道仿真敖系统帮助文档叭1）国家标准-绊软件开发规范安软件工程教案(爱放飞网)软件工程思想2 总体设计澳2爱.1班 需求规定邦本模块的输入部哎分是用户编辑的伴命令信息，输出哀为对整个系统仿巴真各个模块的对佰象的控制操作。背即用户根据规范扳的表述方式（可绊以是

11、系统自定义办的语言体系）向按系统输入逻辑控摆制信息，系统接颁收信息后将控制办信息提供给信息矮处理单元，产生办控制模型变量动邦作和状态的信息碍，供给预处理、袄计算等模块，控碍制仿真对象，完绊成对整个仿真过敖程的控制。扳2皑.捌2邦 运行环境皑硬件的限制：把CPU：AMD拜或INTEL 拔 64位CPU盎，内存： 2G氨B，版显卡：扮NVIDIA耙 7300以上搬。癌软件环境：佰Windows胺 98/靶W傲indows 摆2000 案/Window柏s XP白+ MS 鞍SQL挨 2000懊2叭.矮3 基本设计概板念和处理流程鞍该模块是管道仿盎真系统的重要部百分，一典型的管凹道仿真系统其功隘能应

12、当包括管道熬仿真模型编辑，巴管道系统建立，盎仿真计算方式初耙始化、计算仿真翱结果，显示参数板等等。控制仿真八模块作为整个系半统的仿真引擎，办通过用户操作对唉已建立的仿真模昂型系统进行仿真懊计算统一调度，耙使用户实时的交俺互的控制已建立隘的仿真模型系统疤。该模块贯穿于耙整个仿真系统中拜，是整个系统的盎核心。肮图一描述整个管白道仿真系统的背系统结构翱以及控制引擎模翱块在管道仿真系按统中的对其他模百块的控制作用罢。盎图1软件系统体唉系结构按针对仿真引擎模巴块，它的体系结熬构应当如下所示办：扮图2控制引擎体吧系结构图熬控制引擎模块俺基本系统模型和爱功能级罢数据流图瓣分别凹如图3扮、图4敖所示：肮图3控

13、制引擎基霸本系统模型斑图扮4疤 隘控制引擎模块的斑功能级斑数据流图哎2耙.盎4 系统状态图吧图5 把控制引擎模块的扳状态图奥2奥.把5办 数据字典流体属性：跋流体属性=各种唉流体的基本属性巴+流体密度+流哀体的粘性指数+板压力系数+温度暗系数+蒸汽压力胺+气体组成或比颁重+密闭输送条捌件办各种流体的基本澳属性=字母+十笆进制4数字霸4昂流体密度=十进碍制4数字4瓣流体的粘性指数挨压力系数=十进笆制8数字1啊0阿温度系数=十进疤制5数字5懊蒸汽压力=十进笆制4数字4岸字母爸“隘A半”“埃Z爱”柏十进制数字按“吧0佰”“瓣9颁”边界条件：俺边界条件=压力柏和流量的设定值懊+恒速流入/流袄出+恒压流

14、入/哀流出+所有供给翱和输出的控制按压力和流量的设办定值=十进制4蔼数字4罢恒速流入/流出扮=十进制4数岸字4把恒压流入/流出叭=十进制10扮数字10伴所有供给和输出邦的控制=字母癌字母奥“办A傲”“版Z爸”佰十进制数字斑“版0扮”“瓣9俺”操作数据：半操作数据=正常芭开启或关闭的程柏序+紧急情况操瓣作程序+对管道稗和设备的强制操百作矮正常开启或关闭伴的程序=字母俺紧急情况操作程靶序=字母扮对管道和设备的肮强制操作=字母胺字母岸“矮A拌”“隘Z巴”图表：板图表=稳态细节霸图表+传输管道隘相关图哎稳态细节图表=阿图表般传输管道相关图耙=图表单位：绊单位=所有数据佰的度量单位吧所有数据的度量碍单位

15、=字母&符绊号扒字母笆“安A昂”“凹Z班”绊符号=各种单位办符号颁2白.疤6 尚未解决的懊问题百在板系统的整个控制案过程中需要统一摆的语法规范约束柏用户的输入板命令，艾语法的规定是一柏个系统的工程，靶这个部分需要进罢一步的讨论；另皑外将用户提供的氨输入信息编译成俺其它模块接口能袄够接受信息的编吧译开发环境核心巴需要借用外部澳环境肮。绊3半面向对象分析和邦接口设计奥3.1控制引擎皑类的划分颁从面向对象的角肮度分析爱整个控制引擎奥大体可以概括如罢下盎的巴类绊和对象：皑剧本编辑模版试霸图类，剧本编辑败模版文档类，剧搬本编辑模版应用凹编辑类，命令行隘操作对话框类，坝控制指令鞍集般类，剧本编译环哎境类，

16、拜管道相关模型集摆类（该类为其它凹模块创建但需要昂载本引擎模块中唉使用）靶，INPRE文柏件类,INTR阿AN文件类,I办NGRAF文件耙类。巴图6控制引擎模百块的类图氨图7 控制引擎版对象模型中的属败性半3.2跋控制引擎模块脚埃本 唉下面的两个表分败别列出了本控制凹引擎模块在正常瓣和非正常情况下斑的脚本。该脚本巴都是以事件为序哎列描述的。颁表1系统正常情隘况下的脚本盎 安 按 拌 隘 按 熬 八 俺 矮 背 罢控制模块开启剧般本编辑模版；用背户在模版上编辑翱控制指令。巴控制模块提示用扒户保存编辑信息矮；用户根据仿真氨阶段（初始化阶哎段、计算阶段、矮输出显示阶段）氨选择保存文件的吧格式。爱控制

17、模块载入保案存的文件信息；翱用户选择编译剧扒本信息。扒控制模块检查用背户输入的文件指拔令是否符合语法澳规范，符合规范扒时提示用户该剧矮本可以进行控制绊操作。搬控制模块在用户办点击邦“巴确定昂”凹按钮时执行控制疤指令，控制之前奥用户建立的模型耙系统的动作及状搬态。叭控制模块命令行摆操作器提供实时邦控制机制；在仿啊真运行过程中，把用户在不载入剧艾本文件的情况下傲可以从命令行操矮作器中直接输入百控制语句控制用哎户建立的模型系疤统的动作及状态暗。埃 控制模块在仿埃真过程中一直处叭于开启待命状态袄，只要用户执行拜命令操作检查稗完毕。控制模块拜在仿提示用户控拜制氨指令有效，执行哀仿真控制。 哀 碍 败 巴

18、 罢表2系统异常脚皑本澳 俺 扳 安 败 八 艾 坝 佰 斑 扳控制模块开启剧凹本编辑模版；用摆户在模版上编辑般控制指令。岸控制模块提示用翱户保存编辑信息爸；用户根据仿真唉阶段（初始化阶昂段、计算阶段、拜输出显示阶段）啊选择保存文件的巴格式。鞍控制模块载入保氨存的文件信息；凹用户选择编译剧俺本信息。疤控制模块检查用碍户输入的命令不叭符合语法规范，埃系统停止编译。班控制模块提示用绊户错误信息的位拔置和错误种类，凹用户更改输入命暗令后，重新编译扳，编译器检查直捌到符合语法输入昂，提示用户输入皑符合语法，编译白通过。挨控制模块命令行熬操作器提供用户坝停止中断仿真命般令；用户输入中盎断仿真仿真命令笆。

19、傲控制模块提示用办户是否中断仿真百，用户需要更改佰模型数据，选择翱“鞍确定半”傲按钮停止仿真。败 爸 罢 摆 百 盎 瓣 胺吧笆岸 傲3.3脚本的事佰件跟踪图啊图8控制引擎模板块事件跟踪图罢3.4 外部接案口邦 搬系统对象模型为拜本控制引擎提供案外部接口函数，皑本模块的控制命斑令在编译完成后爱，调用模型对象绊的接口函数，用靶户输入的控制命奥令仅仅是为这些哎接口函数提供参艾数岸和外部凹调用鞍。4用例设计：氨4.1拌基本艾功能概述敖用户通过控制仿疤真模块控制整个摆系统的拌计算参数和方式半的八初始化，坝对坝计算过程版进行碍实罢时班控制哀，同时坝根据需要选择合坝适的种类和方式哎显示败计算结果案。八用户

20、通过控制引柏擎提供的剧本编罢辑模版写入控制叭命令信息跋，并保存成固定稗格式的文件颁。拌在初始化控制参奥数时根据耙预处理、计算、八图形输出等仿真拜的不同阶段选择肮相应格式的文件拌载入，癌通过文件上的氨控制暗命令语句控制白仿真计算。按控制八模块盎的编译模块能够摆将用户输入的符暗合语法规定的剧翱本信息自动的转凹化为系统识别的隘控制命令，控制柏已经建立的模型疤的时序动作，完把成整个仿真。把控制模块提供优岸先级中断，可以埃在任意时刻中断袄仿真，方便用户艾及时更改错误。 板 佰 颁 鞍 背 坝控制仿真引擎用澳例图败图熬9芭 软件系统癌体系结构4.2用例概述矮 挨 皑 案 斑用例疤控制管道系统计版算仿真初始化、隘工艺过程和输出半结果白角色扳工程师分析员伴概述办当系统建立管道背模型系统时完，跋本用例开始。蔼本用例完成