設備診斷系統實時數據庫平臺實現方案

分類：解決方案日期：2010-07-16 09:17:23

設計目標

實時數據庫平臺主要負責將分散在現場的生產數據、設備狀態匯總到中心的服務器中，進行長期歷史存儲、并能完成各種數據展示，同時將重要的現場數據實時傳送到上層應用系統中，并及時向現場控制設備反饋上層優化信息。

實時數據庫建立后要實現以下目標：

重點設備狀態實時監測：對事故易發設備和重點關鍵設備的運行情況進行實時監測，同時對采集的數據進行分析整理，并把現場的實際數據與相關的設備運行指標進行對比，超過偏差限制時產生報警信息并存儲報警記錄。共享相關數據，為及時發現和消除設備故障隱患提供必要的數據支持。
對歷史數據的事故分析功能：系統提供對數據的歷史保存功能，支持多種形式報警、事故追憶、趨勢分析等功能，方便于對現場數據的事故分析。
與上層應用系統的無縫連接：實時數據庫提供各種開放接口，完成數據平臺與物料跟蹤、過程模型、優化算法、工藝診斷模型等多個進程的數據交換和通訊。實時數據庫在為上層應用系統提供數據支持的同時協助實現進程間調度關系。
人機交互界面顯示：以報表、曲線、工藝流程畫面等的形式動態的展現現場生產過程和工藝優化數據，支持遠程發布。

數據平臺功能

在本系統中，實時數據庫的主要功能是發揮其作為一種高效、穩健的信息橋梁的作用，為設備診斷和在線工藝優化等上層應用程序和底層控制設備之間鋪設一條快速、及時、準確地雙向數據通路，提供一個完整、穩定、開放性好的數據支持平臺。

實時數據庫平臺功能從結構上可分為三級：底層設備數據采集/管理、上層系統數據支持、人機交互數據訪問。

底層設備數據采集/管理

自動匯總現場各生產設備的運行情況，保存歷史數據，自動生成報警信息，統計信息等，為上層優化系統的提供數據基礎。

上層系統數據支持

快速向上層應用系統反映其關注的重點數據值，及時的將上層決策反饋給底層控制系統，同時為部分應用模塊提供程序運行觸發開關。

人機交互數據訪問

形成流程圖、報表、運行趨勢、報警等，提供數據查詢、設置參數等功能。為了保證數據安全可以建立數據訪問對象安全區，每個用戶可訪問的數據對象及可執行的操作是由其擁有的安全區及分配的權限決定的。可以將主機上所有允許訪問畫面發布到公司局域網上，使管理人員可以在局域網內遠程瀏覽、設置數據。

體系結構

硬件層次如下：

文本框: 局域網

系統分三層，最底層是控制器，往上是中心服務器和遠程訪問客戶端。

軟件架構：

軟件主要包括：

數據服務器

WEB服務器

I/O數采服務程序

網絡瀏覽軟件

網絡通訊程序

數據調用接口

其他實用程序

實施方案

整個系統體系有三部分構成：

數據采集、管理：主要對運行生產數據進行采集，根據不同的控制系統采用不同的數據接口。同時對數據進行保存和管理。
應用集成：為上層應用提供快速及時準確的數據，保證上下層數據能夠及時的進行交互。
數據展現：主要根據系統功能對實時數據庫中的數據進行加工處理，生成人機交互界面。制定安全機制，執行數據訪問安全管理。
遠程發布：主要是以B/S結構為主，相關管理人員通過IE瀏覽器以圖形或報表的形式對數據信息進行瀏覽。

各個部分的具體功能和技術特點：

數據采集、管理：

數據采集：紫金橋軟件具有豐富的I/O接口，能夠與各種DCS，PLC，智能儀表通過多種連接方式，如以太網、串口、撥號等。并支持DDE、OPC、設備專有通信協議等。紫金橋軟件系統支持多種DCS系統和PLC系統，同時有國內最強的接口開發隊伍，開發數據接口有豐富的經驗，可以快速的進行數據接口開發。

實時數據存儲、管理：對現場來的原始數據進行各種輸入處理，如量程變換、開方、分段線性化、濾波等；對于輸出到現場的數據，要進行輸出限制和靈敏度檢查。內部集成了一系列功能塊，如累計、計算、PID控制等，可以對原始數據進行分析、運算處理。可以對數據報警檢查，對轉化后的數據進行各種報警檢查，如限值、變化率、偏差、異常值檢查，支持延時報警。對于報警信息，可以通過聲音、圖像、手機短信等多種方式提醒相關人員。

歷史數據管理：實時數據庫將重要的生產參數的瞬時值、統計值長期保存。這些歷史數據的保存時間長于DCS、PLC或其他儀表。實時數據庫軟件具有數據壓縮能力，能夠利用有限的計算機存儲空間存儲更長時間的歷史數據，并能保證快速歷史存儲與檢索。

應用集成：

紫金橋實時數據庫提供了大量的對外接口，有標準的OPC，DDE，ActiveX接口，也有API接口、VC++類庫接口、Excel插件接口、COM組件接口、SQL接口等等。使用這些接口可以高效訪問紫金橋實時數據庫的實時/歷史數據、報警記錄、位號記錄等各種數據，可以方便的進行二次開發，實現與上層應用系統的無縫集成，全部模型的響應時間在30秒之內。