淺談實時數據庫在生產中的應用

閆小樓　孟召磊　施智操

摘 要：實時數據庫管理系統是調度自動化系統的核心，同時更是支撐整個自動化系統的平臺，建立一個完整的實時數據庫管理系統對于實際生產的高效運行起著十分重要的作用。

關鍵詞：實時數據庫 自動化 高效

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0106-01

隨著計算機及信息技術的高速發展，企業的信息化管理覆蓋范圍正逐漸從傳統的經營管理信息到工廠的主控信息及現場的控制信息延伸。現代大型生產企業（例如選礦廠、火電廠、煉鐵廠等）普遍采用DCS分散控制系統和輔助控制系統PLC，提高了企業生產運作的自動化水平。但各個控制系統之間以及控制系統與廠級管理信息系統（MIS）之間通常都是孤立的，在廠內無法做到信息共享，這使得各企業開始注重企業的信息化建設，力求實現全廠管理的信息化、自動化，從而提高企業的整體經濟效益，實現現代體制改革的迫切要求。然而，這一切最底層的數據來源便是基礎自動化。

1 現狀及特點

實時數據庫是指應用與工業生產過程中存放實時生產數據的數據庫，當今國內廣泛使用的實時數據庫主要有以下幾個產品：

（1）Intellutions iHistorian。（2）美國OSI公司的PI（Plant Information System）。（3）AutomSofts Rapid Historian。（4）美國AspenTech公司的IP21 （InfoPlus.21）。（5）.RockWells RS BizWare Historian。（6）Wonderwares Industrial SQL。（7）美國HONEYWELL公司的PHD（Process History Database）。

OSIsoft正在淡化PI的概念，嚴格來說2000年后PI就不叫實時數據庫了，現在OSIsoft推出的是實時企業智能化解決方案RtPM，PI實時歷史數據引擎是RtPM中RtBaseline的一小部分；Honeywell也推出一體化解決方案，用戶如果買Honeywell的APC，PHD可以免費，因為APC需要一個實時數據平臺的支撐；Aspentech還是靠IP.21，但IP.21在國內沒有真正的技術，其WEB使用效果也不是太好，V6.0存在嚴重的內存泄漏和WEB21服務掛起等問題。

在生產制造行業中，數據的實時存取很重要，實時數據庫的特點突出表現為“快”，比如PI，快到每秒可以有百萬的數據流量；其次是高壓縮，一只普通容量的硬盤可以保存8年的數據。這樣的高速度高容量遠遠勝過普通數據庫，如果用Orcal的話，還是這樣的流量，只需幾秒就會使其癱瘓。生產制造行業為什么需要“實時”，比如電廠，在一個供電回路中都裝有時間繼電器，每一級開關何時動作，延時多少毫秒都是有嚴格要求的。那么返回來的開關狀態也要求是很快的，否則，失去了實時性的信息反饋也就無法進行自動控制。

2 在選礦工程中的應用

選礦是一個連續生產的過程，主要包含破碎、礦石輸送、磨礦、浮選、過濾、藥劑制備、尾礦輸送等作業。要想讓選礦各作業發揮到最好的狀態，最大限度地提高產量、精礦品位和回收率等技術經濟指標，并且要達到品質好、產量高、減人增效、節能降耗的目的，我公司選礦廠采用了先進的DCS 或FCS系統來實時控制選礦生產過程，實時性要求DCS或FCS系統作為選礦廠生產過程的綜合決策支持系統對生產數據的實時性有嚴格要求，所以實時數據庫要具有并發處理在線組態查詢海量存儲即時響應和對外開放等實時數據庫所特有的數據處理功能。

該自動化系統的實時數據庫采用特殊的數據模型來處理同一數據點的兩類不同性質的屬性。一類是固定屬性，保存位號、單位、量程等參數；另一類是時變屬性，保存過程變量（PV）、操作變量（OP）和報警時限等實時數據。為保存實時數據，分組不同時刻的數據。同時，將最常用的數據（所有固定屬性以及最新的實時數據等）放在內存中，硬盤上只保存歷史數據；數據訪問方式主要通過指針相聯系，以加快訪問速度。

整個控制系統通過工業以太網把遠程 I/O站與工藝過程監控系統聯系起來，自動化系統接受主控單元及控制臺（主控室）的各種指令，并把過程參數、設備狀態傳送給控制臺。監控系統（工藝過程監控級）具備了一個完整的實時數據庫管理系統，它實現了如下功能：現場設備工作狀態顯示，遠程啟停設備，工藝參數趨勢曲線、歷史數據歸檔，數據報表，現場設備、儀表遠程組態，產量顯示、事故記錄、報警、現場設備遠程診斷、遠程維護，歷史記錄，工藝流程運行狀態分析等。

3 結語

具備了實時數據庫管理的DCS系統具備當今世界先進水平通過運用自動化系統，最終讓勞動生產率處于在國內前茅。通過設備監控與設備安全管理，達到保障設備安全運行、減少設備故障停機時間，提高設備作業率。通過對能耗、物耗的管理及生產成本的監控，達到強化管理、節省能耗、降低成本的目的。在實現我公司數字化管理、提高選礦生產過程的自動化水平、提高產品質量、提高資源的綜合利用、提高生產能力，實現增效節能等方面發揮了積極的作用。

參考文獻

[1] 張少敏，李志雄，王保義.一種面向智能電網的實時數據庫數據完整性恢復方法[J].電力系統自動化，2013，37（13）：93-98.

[2] 李蔚，盛德仁，陳堅紅，等.火電廠SIS系統中實時數據庫平臺的選擇[J].中國電機工程學報，2003，23（12）：218-221.endprint

摘 要：實時數據庫管理系統是調度自動化系統的核心，同時更是支撐整個自動化系統的平臺，建立一個完整的實時數據庫管理系統對于實際生產的高效運行起著十分重要的作用。

關鍵詞：實時數據庫 自動化 高效

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0106-01

隨著計算機及信息技術的高速發展，企業的信息化管理覆蓋范圍正逐漸從傳統的經營管理信息到工廠的主控信息及現場的控制信息延伸。現代大型生產企業（例如選礦廠、火電廠、煉鐵廠等）普遍采用DCS分散控制系統和輔助控制系統PLC，提高了企業生產運作的自動化水平。但各個控制系統之間以及控制系統與廠級管理信息系統（MIS）之間通常都是孤立的，在廠內無法做到信息共享，這使得各企業開始注重企業的信息化建設，力求實現全廠管理的信息化、自動化，從而提高企業的整體經濟效益，實現現代體制改革的迫切要求。然而，這一切最底層的數據來源便是基礎自動化。

1 現狀及特點

實時數據庫是指應用與工業生產過程中存放實時生產數據的數據庫，當今國內廣泛使用的實時數據庫主要有以下幾個產品：

（1）Intellutions iHistorian。（2）美國OSI公司的PI（Plant Information System）。（3）AutomSofts Rapid Historian。（4）美國AspenTech公司的IP21 （InfoPlus.21）。（5）.RockWells RS BizWare Historian。（6）Wonderwares Industrial SQL。（7）美國HONEYWELL公司的PHD（Process History Database）。

OSIsoft正在淡化PI的概念，嚴格來說2000年后PI就不叫實時數據庫了，現在OSIsoft推出的是實時企業智能化解決方案RtPM，PI實時歷史數據引擎是RtPM中RtBaseline的一小部分；Honeywell也推出一體化解決方案，用戶如果買Honeywell的APC，PHD可以免費，因為APC需要一個實時數據平臺的支撐；Aspentech還是靠IP.21，但IP.21在國內沒有真正的技術，其WEB使用效果也不是太好，V6.0存在嚴重的內存泄漏和WEB21服務掛起等問題。

在生產制造行業中，數據的實時存取很重要，實時數據庫的特點突出表現為“快”，比如PI，快到每秒可以有百萬的數據流量；其次是高壓縮，一只普通容量的硬盤可以保存8年的數據。這樣的高速度高容量遠遠勝過普通數據庫，如果用Orcal的話，還是這樣的流量，只需幾秒就會使其癱瘓。生產制造行業為什么需要“實時”，比如電廠，在一個供電回路中都裝有時間繼電器，每一級開關何時動作，延時多少毫秒都是有嚴格要求的。那么返回來的開關狀態也要求是很快的，否則，失去了實時性的信息反饋也就無法進行自動控制。

2 在選礦工程中的應用

選礦是一個連續生產的過程，主要包含破碎、礦石輸送、磨礦、浮選、過濾、藥劑制備、尾礦輸送等作業。要想讓選礦各作業發揮到最好的狀態，最大限度地提高產量、精礦品位和回收率等技術經濟指標，并且要達到品質好、產量高、減人增效、節能降耗的目的，我公司選礦廠采用了先進的DCS 或FCS系統來實時控制選礦生產過程，實時性要求DCS或FCS系統作為選礦廠生產過程的綜合決策支持系統對生產數據的實時性有嚴格要求，所以實時數據庫要具有并發處理在線組態查詢海量存儲即時響應和對外開放等實時數據庫所特有的數據處理功能。

該自動化系統的實時數據庫采用特殊的數據模型來處理同一數據點的兩類不同性質的屬性。一類是固定屬性，保存位號、單位、量程等參數；另一類是時變屬性，保存過程變量（PV）、操作變量（OP）和報警時限等實時數據。為保存實時數據，分組不同時刻的數據。同時，將最常用的數據（所有固定屬性以及最新的實時數據等）放在內存中，硬盤上只保存歷史數據；數據訪問方式主要通過指針相聯系，以加快訪問速度。

整個控制系統通過工業以太網把遠程 I/O站與工藝過程監控系統聯系起來，自動化系統接受主控單元及控制臺（主控室）的各種指令，并把過程參數、設備狀態傳送給控制臺。監控系統（工藝過程監控級）具備了一個完整的實時數據庫管理系統，它實現了如下功能：現場設備工作狀態顯示，遠程啟停設備，工藝參數趨勢曲線、歷史數據歸檔，數據報表，現場設備、儀表遠程組態，產量顯示、事故記錄、報警、現場設備遠程診斷、遠程維護，歷史記錄，工藝流程運行狀態分析等。

3 結語

具備了實時數據庫管理的DCS系統具備當今世界先進水平通過運用自動化系統，最終讓勞動生產率處于在國內前茅。通過設備監控與設備安全管理，達到保障設備安全運行、減少設備故障停機時間，提高設備作業率。通過對能耗、物耗的管理及生產成本的監控，達到強化管理、節省能耗、降低成本的目的。在實現我公司數字化管理、提高選礦生產過程的自動化水平、提高產品質量、提高資源的綜合利用、提高生產能力，實現增效節能等方面發揮了積極的作用。

參考文獻

[1] 張少敏，李志雄，王保義.一種面向智能電網的實時數據庫數據完整性恢復方法[J].電力系統自動化，2013，37（13）：93-98.

[2] 李蔚，盛德仁，陳堅紅，等.火電廠SIS系統中實時數據庫平臺的選擇[J].中國電機工程學報，2003，23（12）：218-221.endprint

摘 要：實時數據庫管理系統是調度自動化系統的核心，同時更是支撐整個自動化系統的平臺，建立一個完整的實時數據庫管理系統對于實際生產的高效運行起著十分重要的作用。

關鍵詞：實時數據庫 自動化 高效

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0106-01

隨著計算機及信息技術的高速發展，企業的信息化管理覆蓋范圍正逐漸從傳統的經營管理信息到工廠的主控信息及現場的控制信息延伸。現代大型生產企業（例如選礦廠、火電廠、煉鐵廠等）普遍采用DCS分散控制系統和輔助控制系統PLC，提高了企業生產運作的自動化水平。但各個控制系統之間以及控制系統與廠級管理信息系統（MIS）之間通常都是孤立的，在廠內無法做到信息共享，這使得各企業開始注重企業的信息化建設，力求實現全廠管理的信息化、自動化，從而提高企業的整體經濟效益，實現現代體制改革的迫切要求。然而，這一切最底層的數據來源便是基礎自動化。

1 現狀及特點

實時數據庫是指應用與工業生產過程中存放實時生產數據的數據庫，當今國內廣泛使用的實時數據庫主要有以下幾個產品：

（1）Intellutions iHistorian。（2）美國OSI公司的PI（Plant Information System）。（3）AutomSofts Rapid Historian。（4）美國AspenTech公司的IP21 （InfoPlus.21）。（5）.RockWells RS BizWare Historian。（6）Wonderwares Industrial SQL。（7）美國HONEYWELL公司的PHD（Process History Database）。

OSIsoft正在淡化PI的概念，嚴格來說2000年后PI就不叫實時數據庫了，現在OSIsoft推出的是實時企業智能化解決方案RtPM，PI實時歷史數據引擎是RtPM中RtBaseline的一小部分；Honeywell也推出一體化解決方案，用戶如果買Honeywell的APC，PHD可以免費，因為APC需要一個實時數據平臺的支撐；Aspentech還是靠IP.21，但IP.21在國內沒有真正的技術，其WEB使用效果也不是太好，V6.0存在嚴重的內存泄漏和WEB21服務掛起等問題。

在生產制造行業中，數據的實時存取很重要，實時數據庫的特點突出表現為“快”，比如PI，快到每秒可以有百萬的數據流量；其次是高壓縮，一只普通容量的硬盤可以保存8年的數據。這樣的高速度高容量遠遠勝過普通數據庫，如果用Orcal的話，還是這樣的流量，只需幾秒就會使其癱瘓。生產制造行業為什么需要“實時”，比如電廠，在一個供電回路中都裝有時間繼電器，每一級開關何時動作，延時多少毫秒都是有嚴格要求的。那么返回來的開關狀態也要求是很快的，否則，失去了實時性的信息反饋也就無法進行自動控制。

2 在選礦工程中的應用

選礦是一個連續生產的過程，主要包含破碎、礦石輸送、磨礦、浮選、過濾、藥劑制備、尾礦輸送等作業。要想讓選礦各作業發揮到最好的狀態，最大限度地提高產量、精礦品位和回收率等技術經濟指標，并且要達到品質好、產量高、減人增效、節能降耗的目的，我公司選礦廠采用了先進的DCS 或FCS系統來實時控制選礦生產過程，實時性要求DCS或FCS系統作為選礦廠生產過程的綜合決策支持系統對生產數據的實時性有嚴格要求，所以實時數據庫要具有并發處理在線組態查詢海量存儲即時響應和對外開放等實時數據庫所特有的數據處理功能。

該自動化系統的實時數據庫采用特殊的數據模型來處理同一數據點的兩類不同性質的屬性。一類是固定屬性，保存位號、單位、量程等參數；另一類是時變屬性，保存過程變量（PV）、操作變量（OP）和報警時限等實時數據。為保存實時數據，分組不同時刻的數據。同時，將最常用的數據（所有固定屬性以及最新的實時數據等）放在內存中，硬盤上只保存歷史數據；數據訪問方式主要通過指針相聯系，以加快訪問速度。

整個控制系統通過工業以太網把遠程 I/O站與工藝過程監控系統聯系起來，自動化系統接受主控單元及控制臺（主控室）的各種指令，并把過程參數、設備狀態傳送給控制臺。監控系統（工藝過程監控級）具備了一個完整的實時數據庫管理系統，它實現了如下功能：現場設備工作狀態顯示，遠程啟停設備，工藝參數趨勢曲線、歷史數據歸檔，數據報表，現場設備、儀表遠程組態，產量顯示、事故記錄、報警、現場設備遠程診斷、遠程維護，歷史記錄，工藝流程運行狀態分析等。

3 結語

具備了實時數據庫管理的DCS系統具備當今世界先進水平通過運用自動化系統，最終讓勞動生產率處于在國內前茅。通過設備監控與設備安全管理，達到保障設備安全運行、減少設備故障停機時間，提高設備作業率。通過對能耗、物耗的管理及生產成本的監控，達到強化管理、節省能耗、降低成本的目的。在實現我公司數字化管理、提高選礦生產過程的自動化水平、提高產品質量、提高資源的綜合利用、提高生產能力，實現增效節能等方面發揮了積極的作用。

參考文獻

[1] 張少敏，李志雄，王保義.一種面向智能電網的實時數據庫數據完整性恢復方法[J].電力系統自動化，2013，37（13）：93-98.

[2] 李蔚，盛德仁，陳堅紅，等.火電廠SIS系統中實時數據庫平臺的選擇[J].中國電機工程學報，2003，23（12）：218-221.endprint