蘭州石化公司實時數據庫的架構設計與應用

[摘 要] 實時數據庫是指在蘭州石化的存續應用中，基于接口軟件采集到的實時過程數據并對這些實時數據進行管理和維護的信息系統。本文主要介紹實時數據庫的設計，包括軟件功能與架構設計，以及實時數據庫應用。

[關鍵詞] 實時數據庫；PHD；歷史庫；架構；接口；過程數據

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 11. 028

[中圖分類號] TP315 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）11-0042-02

1 設計背景

實時數據庫PHD是蘭州石化公司MES系統的一個子系統，是工廠基礎數據平臺，主要實現生產過程信息的傳輸和存儲功能。相對于原有的Info Plus.21數據庫來說，具有數據容量大，穩定性強以及數據傳輸的準確率高等優勢。

2 實時數據庫的設計

本設計包括實時數據庫、實時數據庫應用兩個軟件模塊，主要用于解決下列問題。

2.1 實時數據庫

提供實時數據采集、存儲和管理功能，搭建實時數據與應用系統集成的平臺。

解決實時數據來源不統一造成的應用沖突，降低實時數據的管理難度，減少實時數據的管理成本。

與實驗室等其他應用系統集成，擴大實時數據與關系數據的應用范圍。

2.2 實時數據庫應用

提供實時監控KPI的工具，及時發現生產過程中的問題；裝置考核指標。

實時計算需要的工藝參數。

提供分析歷史數據工具，幫助分析生產工藝，加強生產過程平穩控制。

通過實時數據的查詢工具，分析其他應用系統的相關數據（如通過趨勢查詢工具分析實驗室數據）。

2.3 實施范圍

包括蘭州石化的各個業務部門、相關處室及生產裝置。實時數據庫系統涉及單位包括分公司生產處、技術處、機動處、安全環保處和各分廠調度室、技術科、機動科、安全環保科以及各生產車間。

3 實時數據庫的軟件功能與架構設計

3.1 實時數據庫軟件結構（見圖1）

3.2 軟件功能

存儲數據可以保證原始信號在一定的約束條件下再現，優化存儲和支持時間序列平均值。

允許手工錄入那些分布式信息源，非連接的裝置或地理上分布很遠的信息點數據。

接口或集成DCS、SCADA。

提供收集、跟蹤、分析、響應和報表支持，提供流程圖和趨勢圖。

提供執行簡單計算和對象類型平衡的功能，結合用戶開發實現復雜、高級計算功能。

提供靈活的用戶接口選項，最終用戶通過LAN/WAN進行配置。

特別與微軟Office全套產品如Excel結合緊密，支持自動數據存取，報表提供鏈接到“活躍/靜態”數據，而不僅是簡單的數據拷貝。

提供數據復制工具復制物理/邏輯服務器，允許在配置復制會話時改變壓縮規則。

提供標準化用戶模板，以促進用戶的快速、標準集成的實施。

3.3 各項功能實現方式

3.3.1 實時數據庫自動點的建立

實時數據庫系統（PHD）采集來自蘭州石化各生產裝置的DCS等自控系統的實時信息。

PHD通過RDI for OPC等接口采集DCS等自控系統的實時信息，并將這些信息以實時的和歷史的方式存儲。

實時數據庫PHD將過程信息如點的位號，通過Uniformance的TPI組態工具預組態到Uniformance系統中，并下載到PHD。

3.3.2 實時數據庫虛擬點、手動點的建立

通過虛擬點的定義，在PHD中定義KPI、工藝參數、平穩率計算等公式在PHD中實現計算，計算按裝置分類。實時數據庫中的數據可以通過流程圖界面和趨勢圖界面工具以C/S或B/S的方式組態查詢。

實時數據庫支持手動數據錄入界面，以B/S方式進行，支持物料平衡應用、物料跟蹤和其他應用需要的手工錄入數據。

3.4 架構設計

系統設計采用3層結構，即控制層、應用層和數據表現層：

控制層由各裝置的DCS系統和接口組成，通過接口將實時過程信息輸入到實時數據庫系統中。

應用層是由實時數據庫系統及其應用程序組成，實時數據庫采集來自DCS系統的過程信息。應用程序基于這些信息提供操作管理應用?？蛻艋膽靡不谶@個平臺進行開發。

數據表現層由客戶端軟件和瀏覽器組成，客戶端軟件為實時數據庫管理及應用提供應用平臺，瀏覽器用于發布操作管理的實時信息和組態界面，計算結果也通過該界面顯示。

4 實時數據庫應用

提供對已有應用系統的集成能力，為更多的應用提供統一的數據平臺，全部的應用基于一個統一的工廠模型。

為客戶化的應用提供簡單易組態的開發環境。

4.1 流程圖（見圖2）