基于UML的参数监控系统分析与建模
责任编辑：Michael | 2006-12-28
3. 基于 UML 的监控软件建模
机器人焊接监控系统是一个分布式的复杂人机信息系统。由于现场参数比较多，变化比较快， 因此系统必须要具有很强的实时性，该控制软件要具有很强的信息处理能力，同时要具备分布性，并行性能力，才能满足系统的性能要求。 UML 的建模能力比其它面向对象方法更强，不仅适合于一般系统的开发，更擅长于并行、分布式系统的建模，因而采用 UML 对监控软件进行建模是一种有效的手段和方法。
应用 UML 开发应用系统基本框架来对机器人焊接生产线中监控软件进行建模，首先进行需求分析，理解机器人焊接生产线监控系统所需要完成的功能及其软件要达到的设计目标；其次进行静态建模，用 UML 的静态图描述监控软件的功能、类及其相互间的联系；最后进行动态建模，用 UML 的动态图描述 机器人焊接生产线监控软件中对象之间的交互关系。
UML 作为一种优秀的建模语言，适用于软件开发过程的需求、分析、设计、编码测试等各个阶段，下面将以初始分析阶段为主，用 UML 对监控软件开发进行建模。
3.1 理解需求
机器人焊接生产线参数监控系统是以参数来反映系统状态并以直观的方式表现出来，及时了解被监视对象的状态和状态的变化情况。其主要目标是为了达到减少生产线的处理时间，降低故障率，缩短故障排除时间，从而提高生产线的生产效率和效益，同时提高生产管理水平的目标。
生产线中需要监测的对象有：机器人、焊接控制器、工件传输线以及气源、水源和电源。整个监控软件主要有七部分组成。
(1) 权限管理模块：权限管理模块包括添加用户、删除用户和密码修改三部分，其中添加用户和删除用户只能由管理员使用，其余用户不能使用。当登录成功后，用户可使用密码修改功能来更改自己的密码。
(2) 系统设置界面模块 ： 系统设置界面模块主要包括 OPC 树设置和参数树设置两部分。 OPC 树设置 主要是为管理员了解并配置 PLC底层数据源中的数据，PLC的数据在第一次使用该系统时数据库表里并没有，需要管理员或编程人员将其导入数据库中，并在界面上显示。因为PLC的数据由OPC SCOUNT生成并保存在一个文本文件中，由于数据量比较大，若手工输入到数据库表中，不仅浪费时间，而且不能保证输入的正确性，所以我们用导入文本文件的方式来保存数据到数据库中。 参数树设置可由人工添加、删除、修改参数项及目录项。参数树中的参数项和目录项可动态拖动，如参数自动选择状态原属于外部条件目录项，可以用鼠标选中自动选择状态参数项，按住鼠标左健将其拖到任何目录下或其它参数旁均可，当然，目录项也可像参数项一样的托动，若拖动成功，则拖动的目录项将与接收的目录项同级。
(3)主界面模块：主界面模块是登录成功后的默认界面，主要包括开机检查、夹具信息、参数值查询以及重要参数的实时监视等内容。开机检查包括在生产线启动前几个参数指标的查询。夹具信息是生产线上工位的夹具信息，分为夹紧和松开两种信息，若工位上有工件，则在工件上显示当前车型。参数值查询是当用户想查看单个参数或多参数的多个属性时可以通过选择参数树上的参数来获得。主界面上的大部分空间为重要参数的显示。
(4)查询与统计模块：查询与统计模块包括历史数据查询、年月日报表以及故障统计，该模块对生产管理与调度以及企业层领导了解生产线状况起着重要的作用。
(5)辅助界面模块：辅助界面模块是为了用户能够更清晰的了解当前生产线的状况而设置，主要包括连锁、报警以及车型三个界面。
(6)机器人模块：机器人模块将每台机器人单独作为一个界面，包括了机器人的所有信息，还包括一个FTP客户端，供管理员进行服务器和客户端文件的上传下载使用。
(7) 帮助模块：帮助模块主要是为了方便用户使用监控软件而设置的帮助信息。
3.2 静态建模
根据上述需求，可以首先绘制出用例图，如图 2 所示，用例图是站在用户的角度上理解机器人焊接生产线参数监控系 统所要完成的功能；其次，根据用例图，进行领域概念分析，可以找出监控控制软件中概念性的类及它们之间的相互关系。如果类很多，还可从功能的角度建立逻辑包，绘制包图。在分析阶段用 UML 进行静态建模时，建立用例图、类图就基本能够描述系统，如果需要，也可建立包图和对象图。而构件图和配置图是在设计、实现阶段所必需的。
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