實時歷史資料庫是實現工業海量數據採集的有效手段，套用OPC、螺旋門等工業協定來蒐集與壓縮存儲能源信息。
基本介紹
- 中文名：企業實時歷史資料庫
- 外文名：pSpace
- 套用：OPC、螺旋門
- 補充：生產過程信息是重要的資源
企業實時歷史資料庫,實時資料庫結構,
企業實時歷史資料庫
pSpace在企業信息化的作用
對於現代工業企業，如何能使決策者隨時查看生產過程數據，以便快速地做出更為靈活的商業決策，是企業信息化建設的關鍵，在企業MES所關注的各項資源中，生產過程信息依然是重要的資源，如果不能解決生產過程信息實時有效上傳的問題，將仍然無法充分利用和保障MES及ERP管理系統的投資。
企業MES核心是實時歷史資料庫，實時資料庫可用於工廠過程的自動採集、存儲和監視，可線上存儲每個工藝過程點的多年數據，可以提供清晰、精確的操作情況畫面，用戶既可瀏覽工廠當前的生產情況，也可回顧過去的生產情況，可以說，實時資料庫對於流程工廠來說就如同飛機上的“黑匣子”。
工廠的歷史數據對公司來說是很有價值的，實時資料庫的核心就是數據檔案管理，它採集並存儲與流程相關的上千點的數據，多年套用歷史資料庫管理的經驗告訴我們，現在很難知道將來進行分析時哪些數據是必須的。因此，保存所有的數據是防止丟失所需信息的最好方法。此外，要改進產品，必須具備與之相關物料的信息，並了解當前和過去的操作狀態。實時資料庫採集、存儲流程信息，用來指導工藝改進、降低物料、增加產量。
實時資料庫為最終用戶提供了快捷、高效的工廠信息，由於工廠實時數據存放在統一的資料庫中，工廠中的所有人，無論在什麼地方都可看到和分析相同的信息，客戶端的應用程式可使用戶很容易對工廠級實施管理，諸如工藝改進、質量控制、故障預防維護等。通過實時資料庫可集成產品計畫、維護管理、專家系統、化驗室信息系統、模擬與最佳化等應用程式，在業務管理和實時生產之間起到橋樑作用。
北京三維力控推出的pSpaceTM就是這樣一個極具競爭力的軟體產品，pSpaceTM作為企業級實時歷史資料庫，通過極高速度的數據採集、大量歷史數據存儲和大量實時過程數據的發布，實現企業信息集成的基礎平台，它為企業實現底層監控、信息集成提供了全方位的軟體解決方案。
pSpace可以構成一個複雜的企業信息化系統，企業信息化系統是採用了實時歷史資料庫技術的計算機系統，該系統不僅僅是一組對數據進行處理的軟體，也不只是一個資料庫。一個實時歷史資料庫系統是一個實際可運行的，按照數據方式存儲、維護和向應用程式提供數據或信息支持的系統，它是存儲介質、處理對象和管理系統的集合體，由資料庫、硬體、軟體幾部分組成，pSpace是企業信息化的核心處理軟體平台。
pSpace 企業級實時歷史資料庫為完全的分散式結構，可任意組建套用模式，支持C/S和B/S套用；它可以提供豐富的企業級信息系統客戶端套用和工具；大容量支持企業級套用，內部實現高數據壓縮率，可實現歷史數據的大量存儲，靈活的擴展結構可滿足各種需求，具備廣泛的安全性和可跟蹤性。
實時資料庫結構
一個實時資料庫系統的優劣，主要體現在它提供的功能是否齊備，系統性能是否優越，能否完成有效的數據存取，各種數據操作、查詢處理、存取方法、完整性檢查，保證相關的事務管理，事務的概念、調度與並發控制、執行管理及存取控制，安全性檢驗。
以下是力控的系統結構圖系統組成：由採集站DA、數據伺服器、 WEB伺服器、客戶端組成，同時和關係資料庫進行有效的數據交換，DCS的數據經過DA進行採集，由DA SERVER送到數據伺服器，數據伺服器再有效的送給其它客戶端。
pSpace Server：
pSpace Data Service：
為第三方廠家的軟體訪問pSpaceTM Server時提供數據服務功能，包括：OPC Server、DDE Server、ODBC Router、Base API接口等
pSpace COM SDK：
pSpace Visual ActiveX：
是一組開放的控制項，如：數據控制項、文本控制項、棒圖控制項、趨勢控制項等，控制項可以直接訪問實時資料庫和關係資料庫的數據。
pSpace DA Server數據採集器：
使用IIS作為Web管理伺服器，用圖形客戶端生成Web網頁；
使用pSpace Visual ActiveX自行創建Web伺服器和Web網頁；
使用pSpace Webserver，用圖形客戶端生成Web網頁；
pSpace 客戶端
監控組態軟體：力控Forcecontrol系列；
Microsoft Excel：採用標準EXCEL載入宏方式通過網路訪問資料庫；
“瘦”客戶端：Microsoft Internet Explorer 5.0或以上版本的瀏覽器；
二次開發工具及訪問接口
標準訪問接口供客戶端程式調用或第三方軟體訪問使用，因此接口的完整性、開放性決定實時資料庫二次開發的性能的優劣，pSpace訪問接口及開發工具主要包括以下幾種：
1）DBI API
2）COM SDK
SDK是為用戶開發基於pSpaceTM Server的應用程式提供基於COM對象的編程接口，用COM SDK編寫的一個實例可以同時連線多個Server，也可以用COM SDK同時建立多個實例，提供面向對象的類庫供用戶開發應用程式，用戶使用該工具編程可以提高開發效率，該工具可以在VC++，VB，VBScript，.net等開發環境下使用。
3）OLE DB Provider
應用程式提供pSpace Server資料庫的ADO訪問接口。
4）DAI SDK
pSpace的數據源採集接口的開放工具，DAI採集接口軟體都可以單獨運行在一台網路結點機，並可在遠程對其進行配置與監控，具備以下功能：
DAI 具備斷線快取功能；另外DAInterface還要增加幾個接口；
DAI 支持XML、CSV檔案接口，可採集離線數據源。
實時資料庫性能指標：
從實時資料庫運行環境來看，實時資料庫系統的除了自身的軟體性能外，還取決於所使用的作業系統、硬體環境等。
單台伺服器容量可達12,0000點以上；
歷史資料庫支持unix linux windows等64位作業系統；
完整的事件記錄系統，所有操作員的動作均被檢查並記錄，可作為跟蹤依據；
功能強大的壓縮算法：按高壓縮格式保存數據,採用死區和變化率壓縮，壓縮比為1:30；
支持最佳化旋轉門算法對歷史數據進行壓縮；
專用的磁碟存貯算法來保證對長年形成的海量歷史數據的快速查詢；
資料庫吞吐量支持每秒寫入/查詢20,000個數據點；
支持歷史資料庫線上備份，多伺服器並發處理；
IO數據採集斷線重連：通訊故障能夠自動恢復，I/O時間同步；自動補償 PC 時鐘偏差。
構建企業信息門戶
對pSpaceTM Server的數據進行Web管理有以下幾種方式：
用戶使用pSpaceTM Visual ActiveX自行創建Web伺服器和Web網頁；
用戶可以使用自己熟悉的網站開發工具如：FrontPage、Dreamweaver、ASP等創建主頁，設立網站，並在網頁中嵌入pSpace Visual ActiveX中的控制項建立pSpaceTM Server的數據顯示。
特點如下：
Web頁面與過程畫面的高度同步
企業級Web伺服器
pSpace Web Server專為構建企業級Web伺服器而設計，具備高容量的數據吞吐能力和良好的健壯性，力控Web Server支持多達500的客戶端的同時訪問。
完善的安全機制
pSpace Web Server提供完善的安全管理機制。只有授權的用戶才能修改過程參數。使用pSpace Web Server時，管理員盡可安心，不必擔心非法或未授權的修改。
客戶端
力控實時歷史資料庫管理系統提供了基本的客戶端組態工具，開放的接口可以高級套用中的資產管理、設備診斷等管理客戶端的開發，每個客戶端套用軟體都可以與pSpace Server運行在同一台計算機上，也可以分散式地運行在其它網路結點機上。
1）管理工具Admin
3）Excel Add-In：Excel載入宏，完成功能包括：
查詢原始數據；
查詢當前數據；
利用索引點查詢過濾數據；
查詢數據的採樣值；
查詢統計值（最小值、最大值、平均值、標準方差、累計值、計數值）；
顯示、導入、導出標籤；
導入、導出數據；
顯示、導入、導出訊息；
顯示採集接口；
4）pBatch
批量生產工藝數據的檢索和表示，可跟蹤與批量生產相關的各種信息。
5）Alarm Server
報警伺服器。
6）SNMP Agent：
上層套用工具
報表工具：
設備運行診斷工具：
趨勢組記錄工具：
提供了非常豐富的趨勢記錄功能，實時趨勢和歷史趨勢記錄允許趨勢曲線多層重疊，可以通過顏色區分好數據和壞數據，可以顯示數據的採樣周期、數值精度和曲線變化情況。
圖形分析工具：
趨勢曲線放大鏡：
利用趨勢曲線的放大鏡工具，可以放大任何時間的實時和歷史曲線，非常方便地分析時間序列的數據。通過趨勢曲線的滾動按鈕，可以前後滾動查看趨勢曲線的變化情況。
成本核算工具：
質量分析工具：
安全性及用戶管理
網路安全
用戶管理
實時資料庫提供了完備的安全保護機制，以保證生產過程的安全可靠，用戶管理具備多個級別，並可根據級別限制對重要工藝參數的修改，以有效避免生產過程中的誤操作。
實時資料庫提供了安全區的概念，同級別，不同安全區的數據不可以互相操作，保證了數據的分散式的管理。
提供基於遠程的用戶管理，增加更多的用戶級別及安全區，管理所有用戶的遠程登入信息。
加密管理：
支持工程加密，用戶可以通過加密鎖自己定義工程密碼，沒有此加密鎖任何非法用戶無法侵入，保護了自己的工程結構；
操作事件：
可以詳細的記錄操作事件和系統事件，方便事故追憶；
開機自動運行設定、有效的禁止系統鍵盤，可以防止非法用戶入侵；
數據採集器DA SERVER
DA SERVER 是Server 與各種數據源之間的接口，DA SERVER具有自動網路通信負荷平衡功能和斷線數據緩衝功能，DA SERVER可以和Server運行在同一伺服器內，也可以運行在不同的前端機上，通過TCP/IP與Server通信。
DA SERVER主要有以下幾種：
DA SERVER：專用的數據採集伺服器，通過它中心伺服器可以採集各種DCS、PLC、FCS等I/O設備的數據，DA SERVER可以集成HMI/SCADA組態軟體的數據採集接口，對於已經安裝運行了組態軟體的SCADA工作站，通過該數據採集器可以很方便地將SCADA數據採集到Server中。
MOPC：通過該數據採集器，Server可以採集其他各種第三方的OPC Server的數據。
性能
支持控制設備和控制網路冗餘，控制設備進行切換時，通訊會自動切換；
支持多種協定的設備掛在一條通訊鏈路上與DA SERVER進行通訊，方便電台等遠程通訊；
支持與設備採取主從、主主、從主等多種互動機制來進行通訊，比如對MODBUS標準協定設備，支持主與從2種方式與設備通訊；
支持的設備種類
無所不在的移動通訊
支持設備主動通過GPRS上傳數據的方式進行數據傳輸。
典型企業信息化套用
勝利油田油氣集輸公司是勝利油田從事油氣集輸的專業化生產企業，主要擔負勝利油田原油外輸、天然氣生產集輸及輕烴生產任務。管理著9個氣田，187口氣井，24座集配氣站，總長240公里的天然氣輸氣管道和220公里的輸油管道，8座大中型輸油站庫，2座壓氣站和3套輕烴回收裝置。所轄13個三級單位，具有點多、線長、面廣、易燃易爆、高溫高壓的特點。
該系統對油田的原油庫和壓氣站等身產裝置進行網路信息處理。該信息系統集成了多種設備，信息集成使用了OPC、DDE、ODBC、PROFIBUS、MODBUS、RS485等多種網路採集方式進行數據處理，是一個典型的分散式採集，集中管理的大型網路信息化系統。
勝利油田原油庫控制系統主要選用了SIEMENS 控制系統，在壓氣站中， 50萬崗位使用Honeywell的S9000型號的DCS控制系統；SW64崗位是美國庫伯公司的RR控制器；二次增壓崗位使用日本Omron的控制器；離心機崗位是橫河CS1000型號的DCS控制系統；配氣崗位是美國SIXNET公司的ST-GT-1210控制器；熱煤爐崗位控制系統是三菱的PLC；配電崗位設有許繼的配電保護及監控系統。
pSpace在套用中有效的集成了以上系統，從監測和考核原材料及水、電、氣、風的用量入手，減少能耗物耗，對最佳化生產過程，提高生產運行效率起到了關鍵的作用。
典型先進控制方案
