|
由于管理和生產(chǎn)的需要，目前絕大多數(shù)電廠都記錄了大量數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)往往分散在不同的計算機或控制系統(tǒng)上，不能統(tǒng)一的存儲或調(diào)用，各個控制系統(tǒng)是互不連通的信息孤島，許多問題因無法集中到足夠的數(shù)據(jù)進行綜合分析而難以得到合理快捷的解決辦法，特別是管理與控制信息，從體系的開發(fā)到數(shù)據(jù)處理的思路常常有很大的差異，不能為各種應(yīng)用的方方面提供一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，難以實現(xiàn)管理、控制的一體化，不能將管理的效益真正從實際生產(chǎn)中充分的發(fā)揮出來。
隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，在企業(yè)激烈競爭的條件下，要實現(xiàn)企業(yè)利益、員工利益和社會利益最大化，那么改造或拋棄傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)模式、設(shè)計新的高速高效和穩(wěn)定的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已成為必然趨勢，或在原有系統(tǒng)中增加新的控制功能、新的控制方式及其它信息化渠道也已成當務(wù)之急。一言以蔽之，企業(yè)自動化及信息化建設(shè)是緊迫的,同時也是發(fā)展的必然趨勢。
一 實時數(shù)據(jù)庫的技術(shù)特點
為了滿足上述要求，應(yīng)建立一個實時／歷史數(shù)據(jù)庫，并具有下列特點：
（1）為生產(chǎn)和管理獲取所有的相關(guān)信息，可以生成過去和現(xiàn)在的所有操作情況畫面，以足夠的信息供用戶以不同的視角在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫訪問相同的信息，獲得不同的應(yīng)用。
（2）在線存儲多年的工藝數(shù)據(jù)，即以用戶或應(yīng)用的要求包括秒級的數(shù)據(jù)存儲歷史數(shù)據(jù)，以利于工藝和設(shè)備的運行狀況分析。
（3）以數(shù)據(jù)的原型存貯，即數(shù)據(jù)的采集與存貯保持原有的時間間隔、精度而不必考慮將來如何用，但這需要占用大量的磁盤空間，采用先進的壓縮技術(shù)和保持應(yīng)有精度的還原技術(shù)是可取的。
（4）數(shù)據(jù)只存貯一次，以數(shù)據(jù)的基本形式存貯，并可對數(shù)據(jù)進行任何格式的計算和歸納處理。支持過程優(yōu)化、先進控制、專家系統(tǒng)和其它復(fù)雜計算功能，以滿足不同用戶或應(yīng)用程序的要求。
（5）實時數(shù)據(jù)庫是一個全廠范圍內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，是用來在不同廠商的產(chǎn)品間傳送信息。因此，必須具有開放性，系統(tǒng)除了支持標準的C/S（客戶/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，支持API、OLE、ActiveX、DDE、ODBC、OPC、文件交換、外部程序連入等以外，還支持B/S (瀏覽器/服務(wù)器) 結(jié)構(gòu)。
（6）數(shù)據(jù)采集和存儲的可靠性。采用分布式結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)采集和存儲，接口能支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的容錯技術(shù)，當發(fā)生故障時仍可繼續(xù)采集網(wǎng)絡(luò)節(jié)點式接口設(shè)備的數(shù)據(jù)，采用分布式數(shù)據(jù)存貯數(shù)據(jù)暫時保存在該節(jié)點上，保證數(shù)據(jù)在節(jié)點上層故障時數(shù)據(jù)不丟失。
由于實時／歷史數(shù)據(jù)庫采集的數(shù)據(jù)量大，精度要求高，并且?guī)в袝r標，因此不宜采用常規(guī)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲，需要專用的實時／歷史數(shù)據(jù)庫。
二、紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫
紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫是紫金橋軟件公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高技術(shù)產(chǎn)品。采用了可靠的多線程數(shù)據(jù)庫內(nèi)核設(shè)計，保證了重要過程數(shù)據(jù)的可靠處理、壓縮和管理；具有成熟的數(shù)據(jù)采集，靈活的分層結(jié)構(gòu)，超級的歷史數(shù)據(jù)庫功能等特點；提供了一套豐富的工具，用于檢索、顯示、分析和報告生產(chǎn)數(shù)據(jù)；充分利用微軟的工具軟件，使桌面客戶端更加直觀和功能強大；提供OPC等開放的標準的接口，使得應(yīng)用集成和維護更加容易。紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫可以和各種先進控制優(yōu)化、管理等高級應(yīng)用集成在一起，方便電廠用戶實現(xiàn)管控一體化的目標。
歷史數(shù)據(jù)庫采取了基于斜率滾動比較的壓縮算法，數(shù)據(jù)壓縮比低于10%；另外對于新近歷史數(shù)據(jù)和早期歷史數(shù)據(jù)可以指定不同的保存精度，這樣可以進一步對歷史數(shù)據(jù)進行壓縮，大大節(jié)省存儲空間。
主要性能指標：
測試環(huán)境：
操作系統(tǒng)：Windows 2003 Server SP2
CPU：Intel Pentium4 2.4GHz 雙核
內(nèi)存：2G DDRII 800MHz
硬盤：250GB 250G 7200轉(zhuǎn)高速SATAII
測試結(jié)果：
服務(wù)器處理速度：每秒鐘處理200,000次實時數(shù)據(jù)請求。
單機容量：200,000點
20萬點測試，CPU占用率只有30%左右。
歷史存儲精度：最小分辨率１毫秒
并發(fā)客戶數(shù)：服務(wù)器可同時處理1024個客戶端請求，客戶端數(shù)據(jù)刷新頻率在1秒之內(nèi)
數(shù)據(jù)輸入/輸出處理周期最小可達10毫秒
在IO設(shè)備允許的情況下，數(shù)據(jù)采集周期可以達到1毫秒
10000點保存一年歷史數(shù)據(jù)占用磁盤空間一般不超過20G
10000點，占用內(nèi)存35M之內(nèi)
平均無故障運行時間50000小時以上
故障恢復(fù)時間小于2分鐘
歷史檢索速度：檢索任意一天歷史數(shù)據(jù)（抽樣100,000記錄）不超過１秒
三、系統(tǒng)描述及結(jié)構(gòu)
SIS系統(tǒng)，主要獲取工業(yè)現(xiàn)場各生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)并存儲，繪制分析曲線和制作生產(chǎn)報表。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是綜合了設(shè)備接口技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和信息管理技術(shù)等的成果，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建立的堅實的理論基礎(chǔ)。
紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)架構(gòu)圖：
基于紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫的SIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：
四、系統(tǒng)主要功能特點
紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫是一個性能好、容量大、可靠性高、安全性強的分布式實時數(shù)據(jù)庫平臺。適用于數(shù)據(jù)存儲、生產(chǎn)管理、先進控制、優(yōu)化控制、流程模擬等應(yīng)用，是企業(yè)信息化的橋梁。
系統(tǒng)服務(wù)器軟件可采用紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫作為信息化平臺，根據(jù)電廠的實際需要，軟件主要功能如下：
1 分布式結(jié)構(gòu)
真正的分布式數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、設(shè)備驅(qū)動、人機界面、實用工具可任意組合，分別運行在相同或不同機器上。實時數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，過程報警，事件等作為整個系統(tǒng)的共有資源，可為其他客戶端和數(shù)據(jù)庫共享。
2. 高性能歷史存儲
長時間、高分辨率歷史存儲。歷史保存時間可以精確到1毫秒，高效的數(shù)據(jù)存儲算法，歷史數(shù)據(jù)庫采取了基于斜率滾動比較的壓縮算法，數(shù)據(jù)壓縮比低于10%；另外對于新近歷史數(shù)據(jù)和早期歷史數(shù)據(jù)可以指定不同的保存精度，這樣可以進一步對歷史數(shù)據(jù)進行壓縮，大大節(jié)省存儲空間。不但讓你快速存取數(shù)據(jù)，而且能夠快速進行歷史數(shù)據(jù)插值。可以將延期采來的數(shù)據(jù)或者人工錄入數(shù)據(jù)插入到過去指定的時刻.
3. 內(nèi)部儀表
數(shù)據(jù)庫中以內(nèi)部儀表的形式表示各種運算控制功能，組態(tài)方便，層次清晰，便于調(diào)試、維護。
4. 事故追憶功能
對與事件相關(guān)的點的歷史狀態(tài)進行詳實記錄，以便事后對事件產(chǎn)生原因進行分析。事件的種類、數(shù)量、關(guān)聯(lián)的點、事件發(fā)生前后時間范圍等都可以自由指定。并自動對與事故追憶相關(guān)的點進行高速采集。
5. 班組考核
通過工藝重要參數(shù)的追蹤，發(fā)現(xiàn)操作潛在的問題，產(chǎn)生指導(dǎo)性的信息、并能對各個班組的操作水平進行評估。
6. 操作監(jiān)控臺
它是數(shù)據(jù)庫遠程維護工具。通過它可以對數(shù)據(jù)庫進行各種遠程操作，如遠程組態(tài)、數(shù)據(jù)瀏覽、程序/系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、啟停程序等。可以同時監(jiān)控多臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。并可自動搜尋局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
7. 全面提升的自由報表系統(tǒng)
- 類似Excel方便易用。
- 功能豐富，可實現(xiàn)各種復(fù)雜的報表系統(tǒng)。
- 所見即所得的打印方式，打印出專業(yè)的報表。
- 多種模版，輕松實現(xiàn)班報、日報、年報、報警報表等等。
- 可以輕松訪問SQL關(guān)系數(shù)據(jù)庫。
8. 與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫無縫連接
通過簡單的組態(tài)即可完成與普通關(guān)系數(shù)據(jù)庫雙向數(shù)據(jù)交換，也可以利用紫金橋腳本實現(xiàn)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫操作、也可以通過SQL功能塊實現(xiàn)事件驅(qū)動式的數(shù)據(jù)交互，并可通過與Excel的結(jié)合達到批量數(shù)據(jù)庫點的建立和導(dǎo)入導(dǎo)出。
9. 查詢工具
以直觀的方式遠程對數(shù)據(jù)庫進行各種查詢。包括對實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報警、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、摘要、操作記錄，系統(tǒng)運行狀態(tài)等的查詢。可任意指定工位號、時間段、查詢條件、數(shù)值邊界條件等。
10. 自恢復(fù)功能
當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)通訊故障，底層服務(wù)器仍能保存數(shù)據(jù)；通信恢復(fù)后，下級服務(wù)器能夠自動將暫存的故障時段的所有數(shù)據(jù)上傳到上級服務(wù)器。利用功能恢復(fù)，保證全部數(shù)據(jù)不會因為局部故障而丟失，為連續(xù)的歷史存儲提供了堅實、可靠的基礎(chǔ)。
另外系統(tǒng)還具有控制功能、過程趨勢和統(tǒng)計分析工具、在線修改，遠程維護、多進程與多線程、WEB瀏覽、雙機熱備、豐富的開放接口和安全審核等優(yōu)勢.
五、綜述
基于紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫的SIS系統(tǒng)解決了火電廠廠級自動化應(yīng)用中遇到的兩個主要問題：實時數(shù)據(jù)來源復(fù)雜而又分散和實時數(shù)據(jù)很難長期高精度存儲。在紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫中，可存儲全廠各臺機組DCS中的所有數(shù)據(jù)、各輔控系統(tǒng)（水系統(tǒng)、煤系統(tǒng)和灰系統(tǒng)）以及各服務(wù)器端應(yīng)用軟件的計算結(jié)果數(shù)據(jù)，并采取有效的壓縮方式，保證全廠所有數(shù)據(jù)的保存時間至少達到3年，經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)恢復(fù)的掃描時間應(yīng)不大于15毫秒；系統(tǒng)實時性好、規(guī)模大、數(shù)據(jù)精度高、占用存儲空間小。
采用紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫三層架構(gòu)后，系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：SIS、DCS、PLC、MIS等各個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相對獨立，權(quán)限劃分明晰，管理系統(tǒng)和參與生產(chǎn)自動控制的系統(tǒng)完全隔離，安全性和可維護性大大提高。以上各個系統(tǒng)服務(wù)器端應(yīng)用軟件和客戶端應(yīng)用軟件相對獨立，分別通過接口軟件與監(jiān)控系統(tǒng)連接，其中任意應(yīng)用軟件的停用不影響系統(tǒng)中其他應(yīng)用軟件的運行與使用。
紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，標準接口豐富、解決方案簡便，解決了監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)孤島的問題；同時，大量、全面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的積累，為改善運行方式、提高控制水平、故障預(yù)防維護等提供了堅實的基礎(chǔ)。
此外在紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫平臺基礎(chǔ)上，還可以構(gòu)建基于無限網(wǎng)絡(luò)的集團信息化系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如下：
結(jié)論
基于紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫的電廠SIS系統(tǒng)能大大提升了企業(yè)管理水平和競爭能力，使各項日常管理工作和管理目標有據(jù)可依，各級管理人員以生產(chǎn)為中心、更加重視工廠的生產(chǎn)平穩(wěn)，消除了各類生產(chǎn)隱患，降低了各種生產(chǎn)事故發(fā)生的概率，提高了全廠安全生產(chǎn)的平穩(wěn)率，真正實現(xiàn)了企業(yè)信息化提升企業(yè)管理水平的目的。
紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫在電廠的成功應(yīng)用，表明紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫完全能夠滿足發(fā)電廠這個行業(yè)需求，尤其是紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫具有的數(shù)據(jù)恢復(fù)和斷點續(xù)傳，批量建點，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲，以及強大的報表功能和事故追憶、虛擬點、設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)視等功能，對于發(fā)電廠非常適用
|
