淺談實時數(shù)據(jù)庫在生產(chǎn)中的應(yīng)用

閆小樓　孟召磊　施智操

摘 要：實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是調(diào)度自動化系統(tǒng)的核心，同時更是支撐整個自動化系統(tǒng)的平臺，建立一個完整的實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對于實際生產(chǎn)的高效運行起著十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：實時數(shù)據(jù)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(shù)的高速發(fā)展，企業(yè)的信息化管理覆蓋范圍正逐漸從傳統(tǒng)的經(jīng)營管理信息到工廠的主控信息及現(xiàn)場的控制信息延伸。現(xiàn)代大型生產(chǎn)企業(yè)（例如選礦廠、火電廠、煉鐵廠等）普遍采用DCS分散控制系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)PLC，提高了企業(yè)生產(chǎn)運作的自動化水平。但各個控制系統(tǒng)之間以及控制系統(tǒng)與廠級管理信息系統(tǒng)（MIS）之間通常都是孤立的，在廠內(nèi)無法做到信息共享，這使得各企業(yè)開始注重企業(yè)的信息化建設(shè)，力求實現(xiàn)全廠管理的信息化、自動化，從而提高企業(yè)的整體經(jīng)濟效益，實現(xiàn)現(xiàn)代體制改革的迫切要求。然而，這一切最底層的數(shù)據(jù)來源便是基礎(chǔ)自動化。

1 現(xiàn)狀及特點

實時數(shù)據(jù)庫是指應(yīng)用與工業(yè)生產(chǎn)過程中存放實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，當(dāng)今國內(nèi)廣泛使用的實時數(shù)據(jù)庫主要有以下幾個產(chǎn)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(shù)據(jù)庫了，現(xiàn)在OSIsoft推出的是實時企業(yè)智能化解決方案RtPM，PI實時歷史數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)平臺的支撐；Aspentech還是靠IP.21，但IP.21在國內(nèi)沒有真正的技術(shù)，其WEB使用效果也不是太好，V6.0存在嚴重的內(nèi)存泄漏和WEB21服務(wù)掛起等問題。

在生產(chǎn)制造行業(yè)中，數(shù)據(jù)的實時存取很重要，實時數(shù)據(jù)庫的特點突出表現(xiàn)為“快”，比如PI，快到每秒可以有百萬的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。這樣的高速度高容量遠遠勝過普通數(shù)據(jù)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(chǎn)制造行業(yè)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(guān)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(guān)狀態(tài)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(yīng)用

選礦是一個連續(xù)生產(chǎn)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(yè)。要想讓選礦各作業(yè)發(fā)揮到最好的狀態(tài)，最大限度地提高產(chǎn)量、精礦品位和回收率等技術(shù)經(jīng)濟指標，并且要達到品質(zhì)好、產(chǎn)量高、減人增效、節(jié)能降耗的目的，我公司選礦廠采用了先進的DCS 或FCS系統(tǒng)來實時控制選礦生產(chǎn)過程，實時性要求DCS或FCS系統(tǒng)作為選礦廠生產(chǎn)過程的綜合決策支持系統(tǒng)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時性有嚴格要求，所以實時數(shù)據(jù)庫要具有并發(fā)處理在線組態(tài)查詢海量存儲即時響應(yīng)和對外開放等實時數(shù)據(jù)庫所特有的數(shù)據(jù)處理功能。

該自動化系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫采用特殊的數(shù)據(jù)模型來處理同一數(shù)據(jù)點的兩類不同性質(zhì)的屬性。一類是固定屬性，保存位號、單位、量程等參數(shù)；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(shù)據(jù)。為保存實時數(shù)據(jù)，分組不同時刻的數(shù)據(jù)。同時，將最常用的數(shù)據(jù)（所有固定屬性以及最新的實時數(shù)據(jù)等）放在內(nèi)存中，硬盤上只保存歷史數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)訪問方式主要通過指針相聯(lián)系，以加快訪問速度。

整個控制系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)把遠程 I/O站與工藝過程監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)系起來，自動化系統(tǒng)接受主控單元及控制臺（主控室）的各種指令，并把過程參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)傳送給控制臺。監(jiān)控系統(tǒng)（工藝過程監(jiān)控級）具備了一個完整的實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它實現(xiàn)了如下功能：現(xiàn)場設(shè)備工作狀態(tài)顯示，遠程啟停設(shè)備，工藝參數(shù)趨勢曲線、歷史數(shù)據(jù)歸檔，數(shù)據(jù)報表，現(xiàn)場設(shè)備、儀表遠程組態(tài)，產(chǎn)量顯示、事故記錄、報警、現(xiàn)場設(shè)備遠程診斷、遠程維護，歷史記錄，工藝流程運行狀態(tài)分析等。

3 結(jié)語

具備了實時數(shù)據(jù)庫管理的DCS系統(tǒng)具備當(dāng)今世界先進水平通過運用自動化系統(tǒng)，最終讓勞動生產(chǎn)率處于在國內(nèi)前茅。通過設(shè)備監(jiān)控與設(shè)備安全管理，達到保障設(shè)備安全運行、減少設(shè)備故障停機時間，提高設(shè)備作業(yè)率。通過對能耗、物耗的管理及生產(chǎn)成本的監(jiān)控，達到強化管理、節(jié)省能耗、降低成本的目的。在實現(xiàn)我公司數(shù)字化管理、提高選礦生產(chǎn)過程的自動化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高資源的綜合利用、提高生產(chǎn)能力，實現(xiàn)增效節(jié)能等方面發(fā)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(wǎng)的實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)完整性恢復(fù)方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2013，37（13）：93-98.

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

摘 要：實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是調(diào)度自動化系統(tǒng)的核心，同時更是支撐整個自動化系統(tǒng)的平臺，建立一個完整的實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對于實際生產(chǎn)的高效運行起著十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：實時數(shù)據(jù)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(shù)的高速發(fā)展，企業(yè)的信息化管理覆蓋范圍正逐漸從傳統(tǒng)的經(jīng)營管理信息到工廠的主控信息及現(xiàn)場的控制信息延伸。現(xiàn)代大型生產(chǎn)企業(yè)（例如選礦廠、火電廠、煉鐵廠等）普遍采用DCS分散控制系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)PLC，提高了企業(yè)生產(chǎn)運作的自動化水平。但各個控制系統(tǒng)之間以及控制系統(tǒng)與廠級管理信息系統(tǒng)（MIS）之間通常都是孤立的，在廠內(nèi)無法做到信息共享，這使得各企業(yè)開始注重企業(yè)的信息化建設(shè)，力求實現(xiàn)全廠管理的信息化、自動化，從而提高企業(yè)的整體經(jīng)濟效益，實現(xiàn)現(xiàn)代體制改革的迫切要求。然而，這一切最底層的數(shù)據(jù)來源便是基礎(chǔ)自動化。

1 現(xiàn)狀及特點

實時數(shù)據(jù)庫是指應(yīng)用與工業(yè)生產(chǎn)過程中存放實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，當(dāng)今國內(nèi)廣泛使用的實時數(shù)據(jù)庫主要有以下幾個產(chǎn)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(shù)據(jù)庫了，現(xiàn)在OSIsoft推出的是實時企業(yè)智能化解決方案RtPM，PI實時歷史數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)平臺的支撐；Aspentech還是靠IP.21，但IP.21在國內(nèi)沒有真正的技術(shù)，其WEB使用效果也不是太好，V6.0存在嚴重的內(nèi)存泄漏和WEB21服務(wù)掛起等問題。

在生產(chǎn)制造行業(yè)中，數(shù)據(jù)的實時存取很重要，實時數(shù)據(jù)庫的特點突出表現(xiàn)為“快”，比如PI，快到每秒可以有百萬的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。這樣的高速度高容量遠遠勝過普通數(shù)據(jù)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(chǎn)制造行業(yè)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(guān)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(guān)狀態(tài)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(yīng)用

選礦是一個連續(xù)生產(chǎn)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(yè)。要想讓選礦各作業(yè)發(fā)揮到最好的狀態(tài)，最大限度地提高產(chǎn)量、精礦品位和回收率等技術(shù)經(jīng)濟指標，并且要達到品質(zhì)好、產(chǎn)量高、減人增效、節(jié)能降耗的目的，我公司選礦廠采用了先進的DCS 或FCS系統(tǒng)來實時控制選礦生產(chǎn)過程，實時性要求DCS或FCS系統(tǒng)作為選礦廠生產(chǎn)過程的綜合決策支持系統(tǒng)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時性有嚴格要求，所以實時數(shù)據(jù)庫要具有并發(fā)處理在線組態(tài)查詢海量存儲即時響應(yīng)和對外開放等實時數(shù)據(jù)庫所特有的數(shù)據(jù)處理功能。

該自動化系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫采用特殊的數(shù)據(jù)模型來處理同一數(shù)據(jù)點的兩類不同性質(zhì)的屬性。一類是固定屬性，保存位號、單位、量程等參數(shù)；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(shù)據(jù)。為保存實時數(shù)據(jù)，分組不同時刻的數(shù)據(jù)。同時，將最常用的數(shù)據(jù)（所有固定屬性以及最新的實時數(shù)據(jù)等）放在內(nèi)存中，硬盤上只保存歷史數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)訪問方式主要通過指針相聯(lián)系，以加快訪問速度。

整個控制系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)把遠程 I/O站與工藝過程監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)系起來，自動化系統(tǒng)接受主控單元及控制臺（主控室）的各種指令，并把過程參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)傳送給控制臺。監(jiān)控系統(tǒng)（工藝過程監(jiān)控級）具備了一個完整的實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它實現(xiàn)了如下功能：現(xiàn)場設(shè)備工作狀態(tài)顯示，遠程啟停設(shè)備，工藝參數(shù)趨勢曲線、歷史數(shù)據(jù)歸檔，數(shù)據(jù)報表，現(xiàn)場設(shè)備、儀表遠程組態(tài)，產(chǎn)量顯示、事故記錄、報警、現(xiàn)場設(shè)備遠程診斷、遠程維護，歷史記錄，工藝流程運行狀態(tài)分析等。

3 結(jié)語

具備了實時數(shù)據(jù)庫管理的DCS系統(tǒng)具備當(dāng)今世界先進水平通過運用自動化系統(tǒng)，最終讓勞動生產(chǎn)率處于在國內(nèi)前茅。通過設(shè)備監(jiān)控與設(shè)備安全管理，達到保障設(shè)備安全運行、減少設(shè)備故障停機時間，提高設(shè)備作業(yè)率。通過對能耗、物耗的管理及生產(chǎn)成本的監(jiān)控，達到強化管理、節(jié)省能耗、降低成本的目的。在實現(xiàn)我公司數(shù)字化管理、提高選礦生產(chǎn)過程的自動化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高資源的綜合利用、提高生產(chǎn)能力，實現(xiàn)增效節(jié)能等方面發(fā)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(wǎng)的實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)完整性恢復(fù)方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2013，37（13）：93-98.

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

摘 要：實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是調(diào)度自動化系統(tǒng)的核心，同時更是支撐整個自動化系統(tǒng)的平臺，建立一個完整的實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對于實際生產(chǎn)的高效運行起著十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：實時數(shù)據(jù)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(shù)的高速發(fā)展，企業(yè)的信息化管理覆蓋范圍正逐漸從傳統(tǒng)的經(jīng)營管理信息到工廠的主控信息及現(xiàn)場的控制信息延伸。現(xiàn)代大型生產(chǎn)企業(yè)（例如選礦廠、火電廠、煉鐵廠等）普遍采用DCS分散控制系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)PLC，提高了企業(yè)生產(chǎn)運作的自動化水平。但各個控制系統(tǒng)之間以及控制系統(tǒng)與廠級管理信息系統(tǒng)（MIS）之間通常都是孤立的，在廠內(nèi)無法做到信息共享，這使得各企業(yè)開始注重企業(yè)的信息化建設(shè)，力求實現(xiàn)全廠管理的信息化、自動化，從而提高企業(yè)的整體經(jīng)濟效益，實現(xiàn)現(xiàn)代體制改革的迫切要求。然而，這一切最底層的數(shù)據(jù)來源便是基礎(chǔ)自動化。

1 現(xiàn)狀及特點

實時數(shù)據(jù)庫是指應(yīng)用與工業(yè)生產(chǎn)過程中存放實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，當(dāng)今國內(nèi)廣泛使用的實時數(shù)據(jù)庫主要有以下幾個產(chǎn)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(shù)據(jù)庫了，現(xiàn)在OSIsoft推出的是實時企業(yè)智能化解決方案RtPM，PI實時歷史數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)平臺的支撐；Aspentech還是靠IP.21，但IP.21在國內(nèi)沒有真正的技術(shù)，其WEB使用效果也不是太好，V6.0存在嚴重的內(nèi)存泄漏和WEB21服務(wù)掛起等問題。

在生產(chǎn)制造行業(yè)中，數(shù)據(jù)的實時存取很重要，實時數(shù)據(jù)庫的特點突出表現(xiàn)為“快”，比如PI，快到每秒可以有百萬的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。這樣的高速度高容量遠遠勝過普通數(shù)據(jù)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(chǎn)制造行業(yè)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(guān)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(guān)狀態(tài)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(yīng)用

選礦是一個連續(xù)生產(chǎn)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(yè)。要想讓選礦各作業(yè)發(fā)揮到最好的狀態(tài)，最大限度地提高產(chǎn)量、精礦品位和回收率等技術(shù)經(jīng)濟指標，并且要達到品質(zhì)好、產(chǎn)量高、減人增效、節(jié)能降耗的目的，我公司選礦廠采用了先進的DCS 或FCS系統(tǒng)來實時控制選礦生產(chǎn)過程，實時性要求DCS或FCS系統(tǒng)作為選礦廠生產(chǎn)過程的綜合決策支持系統(tǒng)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時性有嚴格要求，所以實時數(shù)據(jù)庫要具有并發(fā)處理在線組態(tài)查詢海量存儲即時響應(yīng)和對外開放等實時數(shù)據(jù)庫所特有的數(shù)據(jù)處理功能。

該自動化系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫采用特殊的數(shù)據(jù)模型來處理同一數(shù)據(jù)點的兩類不同性質(zhì)的屬性。一類是固定屬性，保存位號、單位、量程等參數(shù)；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(shù)據(jù)。為保存實時數(shù)據(jù)，分組不同時刻的數(shù)據(jù)。同時，將最常用的數(shù)據(jù)（所有固定屬性以及最新的實時數(shù)據(jù)等）放在內(nèi)存中，硬盤上只保存歷史數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)訪問方式主要通過指針相聯(lián)系，以加快訪問速度。

整個控制系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)把遠程 I/O站與工藝過程監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)系起來，自動化系統(tǒng)接受主控單元及控制臺（主控室）的各種指令，并把過程參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)傳送給控制臺。監(jiān)控系統(tǒng)（工藝過程監(jiān)控級）具備了一個完整的實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它實現(xiàn)了如下功能：現(xiàn)場設(shè)備工作狀態(tài)顯示，遠程啟停設(shè)備，工藝參數(shù)趨勢曲線、歷史數(shù)據(jù)歸檔，數(shù)據(jù)報表，現(xiàn)場設(shè)備、儀表遠程組態(tài)，產(chǎn)量顯示、事故記錄、報警、現(xiàn)場設(shè)備遠程診斷、遠程維護，歷史記錄，工藝流程運行狀態(tài)分析等。

3 結(jié)語

具備了實時數(shù)據(jù)庫管理的DCS系統(tǒng)具備當(dāng)今世界先進水平通過運用自動化系統(tǒng)，最終讓勞動生產(chǎn)率處于在國內(nèi)前茅。通過設(shè)備監(jiān)控與設(shè)備安全管理，達到保障設(shè)備安全運行、減少設(shè)備故障停機時間，提高設(shè)備作業(yè)率。通過對能耗、物耗的管理及生產(chǎn)成本的監(jiān)控，達到強化管理、節(jié)省能耗、降低成本的目的。在實現(xiàn)我公司數(shù)字化管理、提高選礦生產(chǎn)過程的自動化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高資源的綜合利用、提高生產(chǎn)能力，實現(xiàn)增效節(jié)能等方面發(fā)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(wǎng)的實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)完整性恢復(fù)方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2013，37（13）：93-98.

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