由于管理和生產(chǎn)的需要，目前絕大多數(shù)電廠都記錄了大量數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)往往分散在不同的計(jì)算機(jī)或控制系統(tǒng)上，不能統(tǒng)一的存儲(chǔ)或調(diào)用，各個(gè)控制系統(tǒng)是互不連通的信息孤島，許多問題因無法集中到足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析而難以得到合理快捷的解決辦法，特別是管理與控制信息，從體系的開發(fā)到數(shù)據(jù)處理的思路常常有很大的差異，不能為各種應(yīng)用的方方面提供一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，難以實(shí)現(xiàn)管理、控制的一體化，不能將管理的效益真正從實(shí)際生產(chǎn)中充分的發(fā)揮出來。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，在企業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的條件下，要實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益、員工利益和社會(huì)利益最大化，那么改造或拋棄傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)模式、設(shè)計(jì)新的高速高效和穩(wěn)定的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已成為必然趨勢(shì)，或在原有系統(tǒng)中增加新的控制功能、新的控制方式及其它信息化渠道也已成當(dāng)務(wù)之急。一言以蔽之，企業(yè)自動(dòng)化及信息化建設(shè)是緊迫的,同時(shí)也是發(fā)展的必然趨勢(shì)。
一 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)特點(diǎn)
為了滿足上述要求，應(yīng)建立一個(gè)實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，并具有下列特點(diǎn)：
（1）為生產(chǎn)和管理獲取所有的相關(guān)信息，可以生成過去和現(xiàn)在的所有操作情況畫面，以足夠的信息供用戶以不同的視角在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問相同的信息，獲得不同的應(yīng)用。
（2）在線存儲(chǔ)多年的工藝數(shù)據(jù)，即以用戶或應(yīng)用的要求包括秒級(jí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，以利于工藝和設(shè)備的運(yùn)行狀況分析。
（3）以數(shù)據(jù)的原型存貯，即數(shù)據(jù)的采集與存貯保持原有的時(shí)間間隔、精度而不必考慮將來如何用，但這需要占用大量的磁盤空間，采用先進(jìn)的壓縮技術(shù)和保持應(yīng)有精度的還原技術(shù)是可取的。
（4）數(shù)據(jù)只存貯一次，以數(shù)據(jù)的基本形式存貯，并可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何格式的計(jì)算和歸納處理。支持過程優(yōu)化、先進(jìn)控制、專家系統(tǒng)和其它復(fù)雜計(jì)算功能，以滿足不同用戶或應(yīng)用程序的要求。
（5）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)全廠范圍內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，是用來在不同廠商的產(chǎn)品間傳送信息。因此，必須具有開放性，系統(tǒng)除了支持標(biāo)準(zhǔn)的C/S（客戶/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，支持API、OLE、ActiveX、DDE、ODBC、OPC、文件交換、外部程序連入等以外，還支持B/S (瀏覽器/服務(wù)器) 結(jié)構(gòu)。
（6）數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的可靠性。采用分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，接口能支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的容錯(cuò)技術(shù)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)仍可繼續(xù)采集網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)式接口設(shè)備的數(shù)據(jù)，采用分布式數(shù)據(jù)存貯數(shù)據(jù)暫時(shí)保存在該節(jié)點(diǎn)上，保證數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)上層故障時(shí)數(shù)據(jù)不丟失。
由于實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫(kù)采集的數(shù)據(jù)量大，精度要求高，并且?guī)в袝r(shí)標(biāo)，因此不宜采用常規(guī)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，需要專用的實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。
二、紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)
紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是紫金橋軟件公司具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高技術(shù)產(chǎn)品。采用了可靠的多線程數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)核設(shè)計(jì)，保證了重要過程數(shù)據(jù)的可靠處理、壓縮和管理；具有成熟的數(shù)據(jù)采集，靈活的分層結(jié)構(gòu)，超級(jí)的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)功能等特點(diǎn)；提供了一套豐富的工具，用于檢索、顯示、分析和報(bào)告生產(chǎn)數(shù)據(jù)；充分利用微軟的工具軟件，使桌面客戶端更加直觀和功能強(qiáng)大；提供OPC等開放的標(biāo)準(zhǔn)的接口，使得應(yīng)用集成和維護(hù)更加容易。紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)可以和各種先進(jìn)控制優(yōu)化、管理等高級(jí)應(yīng)用集成在一起，方便電廠用戶實(shí)現(xiàn)管控一體化的目標(biāo)。
歷史數(shù)據(jù)庫(kù)采取了基于斜率滾動(dòng)比較的壓縮算法，數(shù)據(jù)壓縮比低于10%；另外對(duì)于新近歷史數(shù)據(jù)和早期歷史數(shù)據(jù)可以指定不同的保存精度，這樣可以進(jìn)一步對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，大大節(jié)省存儲(chǔ)空間。
主要性能指標(biāo)：
測(cè)試環(huán)境：
操作系統(tǒng)：Windows 2003 Server SP2
CPU：Intel Pentium4 2.4GHz 雙核
內(nèi)存：2G DDRII 800MHz
硬盤：250GB 250G 7200轉(zhuǎn)高速SATAII
測(cè)試結(jié)果：
服務(wù)器處理速度：每秒鐘處理200,000次實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)請(qǐng)求。
單機(jī)容量：200,000點(diǎn)
20萬點(diǎn)測(cè)試，CPU占用率只有30%左右。
歷史存儲(chǔ)精度：最小分辨率１毫秒
并發(fā)客戶數(shù)：服務(wù)器可同時(shí)處理1024個(gè)客戶端請(qǐng)求，客戶端數(shù)據(jù)刷新頻率在1秒之內(nèi)
數(shù)據(jù)輸入/輸出處理周期最小可達(dá)10毫秒
在IO設(shè)備允許的情況下，數(shù)據(jù)采集周期可以達(dá)到1毫秒
10000點(diǎn)保存一年歷史數(shù)據(jù)占用磁盤空間一般不超過20G
10000點(diǎn)，占用內(nèi)存35M之內(nèi)
平均無故障運(yùn)行時(shí)間50000小時(shí)以上
故障恢復(fù)時(shí)間小于2分鐘
歷史檢索速度：檢索任意一天歷史數(shù)據(jù)（抽樣100,000記錄）不超過１秒
三、系統(tǒng)描述及結(jié)構(gòu)
SIS系統(tǒng)，主要獲取工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，繪制分析曲線和制作生產(chǎn)報(bào)表。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是綜合了設(shè)備接口技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和信息管理技術(shù)等的成果，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建立的堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)圖：
基于紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的SIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：
四、系統(tǒng)主要功能特點(diǎn)
紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)性能好、容量大、可靠性高、安全性強(qiáng)的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。適用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、生產(chǎn)管理、先進(jìn)控制、優(yōu)化控制、流程模擬等應(yīng)用，是企業(yè)信息化的橋梁。
系統(tǒng)服務(wù)器軟件可采用紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為信息化平臺(tái)，根據(jù)電廠的實(shí)際需要，軟件主要功能如下：
1 分布式結(jié)構(gòu)
真正的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、人機(jī)界面、實(shí)用工具可任意組合，分別運(yùn)行在相同或不同機(jī)器上。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，過程報(bào)警，事件等作為整個(gè)系統(tǒng)的共有資源，可為其他客戶端和數(shù)據(jù)庫(kù)共享。
2. 高性能歷史存儲(chǔ)
長(zhǎng)時(shí)間、高分辨率歷史存儲(chǔ)。歷史保存時(shí)間可以精確到1毫秒，高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法，歷史數(shù)據(jù)庫(kù)采取了基于斜率滾動(dòng)比較的壓縮算法，數(shù)據(jù)壓縮比低于10%；另外對(duì)于新近歷史數(shù)據(jù)和早期歷史數(shù)據(jù)可以指定不同的保存精度，這樣可以進(jìn)一步對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，大大節(jié)省存儲(chǔ)空間。不但讓你快速存取數(shù)據(jù)，而且能夠快速進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)插值。可以將延期采來的數(shù)據(jù)或者人工錄入數(shù)據(jù)插入到過去指定的時(shí)刻.
3. 內(nèi)部?jī)x表
數(shù)據(jù)庫(kù)中以內(nèi)部?jī)x表的形式表示各種運(yùn)算控制功能，組態(tài)方便，層次清晰，便于調(diào)試、維護(hù)。
4. 事故追憶功能
對(duì)與事件相關(guān)的點(diǎn)的歷史狀態(tài)進(jìn)行詳實(shí)記錄，以便事后對(duì)事件產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。事件的種類、數(shù)量、關(guān)聯(lián)的點(diǎn)、事件發(fā)生前后時(shí)間范圍等都可以自由指定。并自動(dòng)對(duì)與事故追憶相關(guān)的點(diǎn)進(jìn)行高速采集。
5. 班組考核
通過工藝重要參數(shù)的追蹤，發(fā)現(xiàn)操作潛在的問題，產(chǎn)生指導(dǎo)性的信息、并能對(duì)各個(gè)班組的操作水平進(jìn)行評(píng)估。
6. 操作監(jiān)控臺(tái)
它是數(shù)據(jù)庫(kù)遠(yuǎn)程維護(hù)工具。通過它可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行各種遠(yuǎn)程操作，如遠(yuǎn)程組態(tài)、數(shù)據(jù)瀏覽、程序/系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、啟停程序等。可以同時(shí)監(jiān)控多臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。并可自動(dòng)搜尋局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。
7. 全面提升的自由報(bào)表系統(tǒng)
-
類似Excel方便易用。
-
功能豐富，可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的報(bào)表系統(tǒng)。
-
所見即所得的打印方式，打印出專業(yè)的報(bào)表。
-
多種模版，輕松實(shí)現(xiàn)班報(bào)、日?qǐng)?bào)、年報(bào)、報(bào)警報(bào)表等等。
-
可以輕松訪問SQL關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。
8. 與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)無縫連接
通過簡(jiǎn)單的組態(tài)即可完成與普通關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)雙向數(shù)據(jù)交換，也可以利用紫金橋腳本實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)操作、也可以通過SQL功能塊實(shí)現(xiàn)事件驅(qū)動(dòng)式的數(shù)據(jù)交互，并可通過與Excel的結(jié)合達(dá)到批量數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)的建立和導(dǎo)入導(dǎo)出。
9. 查詢工具
以直觀的方式遠(yuǎn)程對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行各種查詢。包括對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、摘要、操作記錄，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等的查詢。可任意指定工位號(hào)、時(shí)間段、查詢條件、數(shù)值邊界條件等。
10. 自恢復(fù)功能
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)通訊故障，底層服務(wù)器仍能保存數(shù)據(jù)；通信恢復(fù)后，下級(jí)服務(wù)器能夠自動(dòng)將暫存的故障時(shí)段的所有數(shù)據(jù)上傳到上級(jí)服務(wù)器。利用功能恢復(fù)，保證全部數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)榫植抗收隙鴣G失，為連續(xù)的歷史存儲(chǔ)提供了堅(jiān)實(shí)、可靠的基礎(chǔ)。
另外系統(tǒng)還具有控制功能、過程趨勢(shì)和統(tǒng)計(jì)分析工具、在線修改，遠(yuǎn)程維護(hù)、多進(jìn)程與多線程、WEB瀏覽、雙機(jī)熱備、豐富的開放接口和安全審核等優(yōu)勢(shì).
五、綜述
基于紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的SIS系統(tǒng)解決了火電廠廠級(jí)自動(dòng)化應(yīng)用中遇到的兩個(gè)主要問題：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來源復(fù)雜而又分散和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)很難長(zhǎng)期高精度存儲(chǔ)。在紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，可存儲(chǔ)全廠各臺(tái)機(jī)組DCS中的所有數(shù)據(jù)、各輔控系統(tǒng)（水系統(tǒng)、煤系統(tǒng)和灰系統(tǒng)）以及各服務(wù)器端應(yīng)用軟件的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，并采取有效的壓縮方式，保證全廠所有數(shù)據(jù)的保存時(shí)間至少達(dá)到3年，經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)恢復(fù)的掃描時(shí)間應(yīng)不大于15毫秒；系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好、規(guī)模大、數(shù)據(jù)精度高、占用存儲(chǔ)空間小。
采用紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)三層架構(gòu)后，系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：SIS、DCS、PLC、MIS等各個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)獨(dú)立，權(quán)限劃分明晰，管理系統(tǒng)和參與生產(chǎn)自動(dòng)控制的系統(tǒng)完全隔離，安全性和可維護(hù)性大大提高。以上各個(gè)系統(tǒng)服務(wù)器端應(yīng)用軟件和客戶端應(yīng)用軟件相對(duì)獨(dú)立，分別通過接口軟件與監(jiān)控系統(tǒng)連接，其中任意應(yīng)用軟件的停用不影響系統(tǒng)中其他應(yīng)用軟件的運(yùn)行與使用。
紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)接口豐富、解決方案簡(jiǎn)便，解決了監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)孤島的問題；同時(shí)，大量、全面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的積累，為改善運(yùn)行方式、提高控制水平、故障預(yù)防維護(hù)等提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
此外在紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)基礎(chǔ)上，還可以構(gòu)建基于無限網(wǎng)絡(luò)的集團(tuán)信息化系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：
結(jié)論
基于紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的電廠SIS系統(tǒng)能大大提升了企業(yè)管理水平和競(jìng)爭(zhēng)能力，使各項(xiàng)日常管理工作和管理目標(biāo)有據(jù)可依，各級(jí)管理人員以生產(chǎn)為中心、更加重視工廠的生產(chǎn)平穩(wěn)，消除了各類生產(chǎn)隱患，降低了各種生產(chǎn)事故發(fā)生的概率，提高了全廠安全生產(chǎn)的平穩(wěn)率，真正實(shí)現(xiàn)了企業(yè)信息化提升企業(yè)管理水平的目的。
紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在電廠的成功應(yīng)用，表明紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)完全能夠滿足發(fā)電廠這個(gè)行業(yè)需求，尤其是紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)具有的數(shù)據(jù)恢復(fù)和斷點(diǎn)續(xù)傳，批量建點(diǎn)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，以及強(qiáng)大的報(bào)表功能和事故追憶、虛擬點(diǎn)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視等功能，對(duì)于發(fā)電廠非常適用
