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案卷号日期＜XX管道仿真系统控制模块＞概要设计说明书作者：曲斌完成日期：2007—6—17签收人：签收日期：修改情况记录：版本号修改批准人修改人安装日期签收人i1引言.........................................................................................................11.1编写目的...............................................................................11.2范围.......................................................................................11.3定义.......................................................................................11.4参考资料...............................................................................32总体设计..................................................................................................32.1需求规定...............................................................................32.2运行环境...............................................................................42.3基本设计概念和处理流程...................................................42.4系统状态图...........................................................................82.5数据字典...............................................................................92.6尚未解决的问题.................................................................113面向对象分析和接口设计.....................................................................113.1控制引擎类的划分..............................................................113.2控制引擎模块脚本..............................................................133.3脚本的事件跟踪图..............................................................153.4外部接口.............................................................................164用例设计：.............................................................................................174.1基本功能概述......................................................................174.2用例概述..............................................................................185其它说明.................................................................................................196系统出错处理设计................................................................................2011引言1.1编写目的随着计算机技术的不断发展，通过计算机仿真模拟工业加工、制造、装配过程已经成为一门主流的技术。对于具有复杂的过程工艺的管道系统，建立虚拟管道系统仿真管道的搭建安全性和工艺过程的合理性对于实际生产有着十分重要的帮助。基于此目的，我们将设计一个管道仿真系统来实现管道仿真。这里我们仅讨论它的一个子模块——控制引擎模块的分析和设计。1.2范围说明：a．软件系统名称：XX管道仿真系统控制引擎模块b．本项目由XXX提出，开发者系XXX，用户为石油、化工、过程控制领域企业设计部门的相关技术人员。1.3定义1)用例(UseCase)：用例是面向对象分析中，采用UML进行系统需求分析的一个叙述性文档，用来描述一个参与者（一个外部的主动者）使用系统完成某个过程2时的事件发生顺序。2)用例图（UseCaseDiagram）：显示了系统的一组用例、用例的参与者以及用例和参与者之间的关系。3)时序图（SequenceDiagram）：展示出对象之间的交互顺序，这些交互是指在场景或用例的事件流中发生的4)状态图（StateDiagram）：显示事件对状态的改变关系的图，通常状态图用来描绘一类对象的行为。5)命令操作语言：系统定义的具有规范的语法结构的语言，作为模型控制的外部接口供用户调用。6)剧本编辑模版：提供一个命令输入、编辑环境，用户通过该环境输入命令操作语言。7)剧本保存：将用户输入剧本的命令操作保存成不同格式的文件，以便在以后仿真的过程中调用。8)剧本文件载入：通过剧本模版加载之前写好的命令操作文件。9)剧本编译：将用户输入的剧本控制命令编译成对用户搭建的模型系统内各个对象的动作和状态的控制。10)编译检查：检查之前输入的命令操作语言是否符合语法规范，并根据对错给出相应的提示。11)命令行操作器：简化了的剧本编辑器，不需载入剧本文件，一次只能输入一个命令对单独的模型对象进行动作和状态的控制。12)中断优先级：在控制仿真过程中对各个控制指令的控制级别的限制，级别高的指令可以中断低级别的指3令。1.4参考资料a．1）《软件工程导论》（第四版）张海藩编著清华大学出版社2）《软件工程》（高级）郑人杰主编清华大学出版社3）《需求工程》（英）IanSommervillePeteSawyer著赵文耘叶恩等译机械工业出版社4）《面向对象软件工程》TimothyC.LethbridgeRobertLaganiere著张洪光温遇华徐巧丽译机械工业出版社5）《SPSManual.pdf》——sps管道仿真系统帮助文档b．1）国家标准-软件开发规范2）软件工程教案(放飞网)3）软件工程思想2总体设计2.1需求规定本模块的输入部分是用户编辑的命令信息，输出为对整个系统仿真各个模块的对象的控制操作。即用户根据规范的4表述方式（可以是系统自定义的语言体系）向系统输入逻辑控制信息，系统接收信息后将控制信息提供给信息处理单元，产生控制模型变量动作和状态的信息，供给预处理、计算等模块，控制仿真对象，完成对整个仿真过程的控制。2.2运行环境a．硬件的限制：CPU：AMD或INTEL64位CPU，内存：2GB，显卡：NVIDIA7300以上。b．软件环境：Windows98/Windows2000/WindowsXP+MSSQL20002.3基本设计概念和处理流程该模块是管道仿真系统的重要部分，一典型的管道仿真系统其功能应当包括管道仿真模型编辑，管道系统建立，仿真计算方式初始化、计算仿真结果，显示参数等等。控制仿真模块作为整个系统的仿真引擎，通过用户操作对已建立的仿真模型系统进行仿真计算统一调度，使用户实时的交互的控制已建立的仿真模型系统。该模块贯穿于整个仿真系统中，是整个系统的核心。图一描述整个管道仿真系统的系统结构以及控制引擎模块在管道仿真系统中的对其他模块的控制作用。5用户仿真调度器仿真编译器数据记录器*仿真数据记录*剧本编辑功能*剧本解释执行*仿真调度控制控制仿真引擎方案库实体（组件库）环境（资源库）模型编辑器预处理计算模块预处理文件数据库预处理结果数据库输出报告网络接口仿真结果数据库仿真计算模块终端显示图形绘制模块图形数据库图1软件系统体系结构针对仿真引擎模块，它的体系结构应当如下所示：6控制仿真初始化调度控制器接口编译处理模块*逻辑信息映射*调用模型库数据剧本编辑模块数据模型获取模块剧本文件剧本接口数据记录接口结果数据库模型库接口用户控制模块模型库编译环境控制器初始数据库模型调用逻辑控制信息逻辑控制信息仿真交互方式模块*一次运行到结束*分步运行方式*混合方式初始化方式模块*零流速状态*动稳态*恒稳态*LOAD.STATUS图2控制引擎体系结构图控制引擎模块基本系统模型和功能级数据流图分别如图3、图4所示：用户控制引擎模块交互控制命令预处理模块计算模块结果显示模块编译后控制代码图3控制引擎基本系统模型7用户文件存储命令行编辑器D1INPRE文件D2INTRAN文件D3INGRAF文件语法检查信息编辑模板命令信息命令信息事务事务1.21.1信息编辑模板1.12.1用户检查结果命令信息命令信息命令信息命令信息命令信息命令信息命令信息对象选择编译工艺过程编译3.13.2预处理模块计算模块结果显示模块1.3编译后的命令信息编译后的工艺命令信息编译后的对象选择信息图4控制引擎模块的功能级数据流图82.4系统状态图用户编译do/选择预处理计算边界编辑do/从命令行输入编辑do/从剧本编译模版输入编译do/利用图形数据库译制成可用图形信息编译do/用模型库译制成可用模型信息检查语法检查语法信息输入信息输入信息命令信息命令信息无效语句保存do/将命令信息保存成相应文件点击按钮do/显示错误用户重新输入命令do/中断编译显示do/利用图形数据库译制成可用图形信息异常错误载入do/从加载文件返回用户处理编译后的命令信息有效语句返回用户处理图5控制引擎模块的状态图92.5数据字典流体属性：流体属性=各种流体的基本属性+流体密度+流体的粘性指数+压力系数+温度系数+蒸汽压力+气体组成或比重+密闭输送条件各种流体的基本属性=字母+十进制4{数字}4流体密度=十进制4{数字}4流体的粘性指数压力系数=十进制8{数字}10温度系数=十进制5{数字}5蒸汽压力=十进制4{数字}4字母＝“A”…“Z”十进制数字＝“0”…“9”边界条件：边界条件=压力和流量的设定值+恒速流入/流出+恒压流入/流出+所有供给和输出的控制压力和流量的设定值=十进制4{数字}410恒速流入/流出=十进制4{数字}4恒压流入/流出=十进制10{数字}10所有供给和输出的控制=字母字母＝“A”…“Z”十进制数字＝“0”…“9”操作数据：操作数据=正常开启或关闭的程序+紧急情况操作程序+对管道和设备的强制操作正常开启或关闭的程序=字母紧急情况操作程序=字母对管道和设备的强制操作=字母字母＝“A”…“Z”图表：图表=稳态细节图表+传输管道相关图稳态细节图表=图表传输管道相关图=图表11单位：单位=所有数据的度量单位所有数据的度量单位=字母&符号字母＝“A”…“Z”符号=各种单位符号2.6尚未解决的问题在系统的整个控制过程中需要统一的语法规范约束用户的输入命令，语法的规定是一个系统的工