設(shè)計(jì)目標(biāo)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)主要負(fù)責(zé)將分散在現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)匯總到中心的服務(wù)器中，進(jìn)行長期歷史存儲(chǔ)、并能完成各種數(shù)據(jù)展示，同時(shí)將重要的現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到上層應(yīng)用系統(tǒng)中，并及時(shí)向現(xiàn)場控制設(shè)備反饋上層優(yōu)化信息。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫建立后要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

• 重點(diǎn)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測：對(duì)事故易發(fā)設(shè)備和重點(diǎn)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，并把現(xiàn)場的實(shí)際數(shù)據(jù)與相關(guān)的設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，超過偏差限制時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信息并存儲(chǔ)報(bào)警記錄。共享相關(guān)數(shù)據(jù)，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備故障隱患提供必要的數(shù)據(jù)支持。
  
• 對(duì)歷史數(shù)據(jù)的事故分析功能：系統(tǒng)提供對(duì)數(shù)據(jù)的歷史保存功能，支持多種形式報(bào)警、事故追憶、趨勢分析等功能，方便于對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的事故分析。
  
• 與上層應(yīng)用系統(tǒng)的無縫連接：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫提供各種開放接口，完成數(shù)據(jù)平臺(tái)與物料跟蹤、過程模型、優(yōu)化算法、工藝診斷模型等多個(gè)進(jìn)程的數(shù)據(jù)交換和通訊。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫在為上層應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持的同時(shí)協(xié)助實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間調(diào)度關(guān)系。
  
• 人機(jī)交互界面顯示：以報(bào)表、曲線、工藝流程畫面等的形式動(dòng)態(tài)的展現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)過程和工藝優(yōu)化數(shù)據(jù)，支持遠(yuǎn)程發(fā)布。

數(shù)據(jù)平臺(tái)功能

在本系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的主要功能是發(fā)揮其作為一種高效、穩(wěn)健的信息橋梁的作用，為設(shè)備診斷和在線工藝優(yōu)化等上層應(yīng)用程序和底層控制設(shè)備之間鋪設(shè)一條快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地雙向數(shù)據(jù)通路，提供一個(gè)完整、穩(wěn)定、開放性好的數(shù)據(jù)支持平臺(tái)。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)功能從結(jié)構(gòu)上可分為三級(jí)：底層設(shè)備數(shù)據(jù)采集/管理、上層系統(tǒng)數(shù)據(jù)支持、人機(jī)交互數(shù)據(jù)訪問。

底層設(shè)備數(shù)據(jù)采集/管理

自動(dòng)匯總現(xiàn)場各生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行情況，保存歷史數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成報(bào)警信息，統(tǒng)計(jì)信息等，為上層優(yōu)化系統(tǒng)的提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

上層系統(tǒng)數(shù)據(jù)支持

快速向上層應(yīng)用系統(tǒng)反映其關(guān)注的重點(diǎn)數(shù)據(jù)值，及時(shí)的將上層決策反饋給底層控制系統(tǒng)，同時(shí)為部分應(yīng)用模塊提供程序運(yùn)行觸發(fā)開關(guān)。

人機(jī)交互數(shù)據(jù)訪問

形成流程圖、報(bào)表、運(yùn)行趨勢、報(bào)警等，提供數(shù)據(jù)查詢、設(shè)置參數(shù)等功能。為了保證數(shù)據(jù)安全可以建立數(shù)據(jù)訪問對(duì)象安全區(qū)，每個(gè)用戶可訪問的數(shù)據(jù)對(duì)象及可執(zhí)行的操作是由其擁有的安全區(qū)及分配的權(quán)限決定的。可以將主機(jī)上所有允許訪問畫面發(fā)布到公司局域網(wǎng)上，使管理人員可以在局域網(wǎng)內(nèi)遠(yuǎn)程瀏覽、設(shè)置數(shù)據(jù)。

體系結(jié)構(gòu)

硬件層次如下：

系統(tǒng)分三層，最底層是控制器，往上是中心服務(wù)器和遠(yuǎn)程訪問客戶端。

軟件架構(gòu)：

軟件主要包括：

數(shù)據(jù)服務(wù)器

WEB服務(wù)器

I/O數(shù)采服務(wù)程序

網(wǎng)絡(luò)瀏覽軟件

網(wǎng)絡(luò)通訊程序

數(shù)據(jù)調(diào)用接口

其他實(shí)用程序

實(shí)施方案

整個(gè)系統(tǒng)體系有三部分構(gòu)成：

• 數(shù)據(jù)采集、管理：主要對(duì)運(yùn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，根據(jù)不同的控制系統(tǒng)采用不同的數(shù)據(jù)接口。同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和管理。
• 應(yīng)用集成：為上層應(yīng)用提供快速及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，保證上下層數(shù)據(jù)能夠及時(shí)的進(jìn)行交互。
• 數(shù)據(jù)展現(xiàn)：主要根據(jù)系統(tǒng)功能對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，生成人機(jī)交互界面。制定安全機(jī)制，執(zhí)行數(shù)據(jù)訪問安全管理。
• 遠(yuǎn)程發(fā)布：主要是以B/S結(jié)構(gòu)為主，相關(guān)管理人員通過IE瀏覽器以圖形或報(bào)表的形式對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行瀏覽。

各個(gè)部分的具體功能和技術(shù)特點(diǎn)：

• 數(shù)據(jù)采集、管理：

數(shù)據(jù)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(wǎng)、串口、撥號(hào)等。并支持DDE、OPC、設(shè)備專有通信協(xié)議等。紫金橋軟件系統(tǒng)支持多種DCS系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)，同時(shí)有國內(nèi)最強(qiáng)的接口開發(fā)隊(duì)伍，開發(fā)數(shù)據(jù)接口有豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以快速的進(jìn)行數(shù)據(jù)接口開發(fā)。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理：對(duì)現(xiàn)場來的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行各種輸入處理，如量程變換、開方、分段線性化、濾波等；對(duì)于輸出到現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，要進(jìn)行輸出限制和靈敏度檢查。內(nèi)部集成了一系列功能塊，如累計(jì)、計(jì)算、PID控制等，可以對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、運(yùn)算處理。可以對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)警檢查，對(duì)轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種報(bào)警檢查，如限值、變化率、偏差、異常值檢查，支持延時(shí)報(bào)警。對(duì)于報(bào)警信息，可以通過聲音、圖像、手機(jī)短信等多種方式提醒相關(guān)人員。

歷史數(shù)據(jù)管理：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫將重要的生產(chǎn)參數(shù)的瞬時(shí)值、統(tǒng)計(jì)值長期保存。這些歷史數(shù)據(jù)的保存時(shí)間長于DCS、PLC或其他儀表。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件具有數(shù)據(jù)壓縮能力，能夠利用有限的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)更長時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)，并能保證快速歷史存儲(chǔ)與檢索。

• 應(yīng)用集成：

紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫提供了大量的對(duì)外接口，有標(biāo)準(zhǔn)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?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警記錄、位號(hào)記錄等各種數(shù)據(jù)，可以方便的進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)與上層應(yīng)用系統(tǒng)的無縫集成，全部模型的響應(yīng)時(shí)間在30秒之內(nèi)。

• 數(shù)據(jù)展現(xiàn)：

主要完成以下功能：

• 歷史趨勢查詢：可以查看任意時(shí)段的歷史數(shù)據(jù)、多個(gè)點(diǎn)可以顯示在一張圖表中，便于對(duì)比。
• 流程圖顯示：以圖形方式顯示現(xiàn)場的工況，動(dòng)畫形式顯示現(xiàn)場的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、位移等運(yùn)行參數(shù)。
• 過程報(bào)警：對(duì)采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警檢查，生成報(bào)警記錄、并將報(bào)警傳送到客戶端提示給用戶。
• 報(bào)表系統(tǒng)：通過對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的加工，可以形成各類報(bào)表，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)等數(shù)據(jù)。也可以定制各種歷史報(bào)表，如通過查詢時(shí)間等查詢生成各類報(bào)表。
  
• 遠(yuǎn)程訪問：

應(yīng)用展現(xiàn)層系統(tǒng)同時(shí)支持B/S和C/S結(jié)構(gòu)，用戶可以通過IE瀏覽器或者紫金橋客戶端進(jìn)行訪問。同時(shí)，完善的安全管理功能可以讓用戶在授權(quán)范圍內(nèi)訪問，保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。