实时数据库在企业信息化中的应用
    

  企业信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择,随着化工企业信息化工作如火如荼地展开,各大中型化工企业均在OA , MIS , ERP, MES等诸多领域开展建设和应用工作。但绝大部分信息化应用项目均采用单点开发方式,缺乏信息化在企业应用中的整体观念,整体集成和沟通程度不高,缺少整体规划、统一协调的系统化工程,形成了一个又一个“信息孤岛”,导致生产和管理数据不能互相利用。经过多年企业信息化的发展,我国化工企业信息化建设正逐渐向注重应用和整合的方向发展,越来越多的企业用户开始认识到一个企业的信息系统必须注重企业各个系统之间的协同和整合,加强企业信息化系统的发展,才能保障企业的快速发展。因此,实时数据库的应用正成为各大化工企业信息化建设考虑的首要问题。本文以四川煤气化项目为例介绍实时数据库在煤化工行业的应用。

  1、解决方案

  1.1总体系统方案说明

  本方案中生产信息平台采用霍尼韦尔Uniformance PHD统一的实时数据库平台和WorkcenterWPKS统一的数据展现平台,分别安装在PHD服务器和Web服务器,同时在PHD buffer服务器中安装PHD软件和实时RDI接口软件。霍尼韦尔Uniformance PHD将为四川煤气化项目建立气化装置的实时数据库系统,它将四川煤气化气化装置霍尼韦尔PKS数据或其它第三方控制系统(DCS,PLC和控制器)先采集到PHD Buffer服务器上,PHD buffer服务器再将数据上传到PHD主服务器,通过Web Server服务器,工厂管理人员可以直接浏览各工厂的实时数据,用WorkCenter WPKS生成的网页直接将各厂的实时数据连接到流程图、报表和趋势图画面上,供相关人员访问。

  具体硬件设置如下:在中心机房设置1台PHD服务器、1台WPKS Web服务器、1台关系数据库服务器、1台域控服务器。在各生产装置节点部署PHD Buffer服务器5台。管控服务器网与公司办公网之间用防火墙隔离,实时数据库服务器采用双网卡设计,实现各节点数据采集机与各服务器之间安全、稳定运行,并通过端口冗余提高连接可靠性。如图1所示。
 

总体救据库系统结构图

  PHD实时数据库采用主服务器一缓存服务器(PHD Buffer)结构。缓存服务器负责从DCS,PLC或其它系统收集数据,PHD主服务器数据随缓存服务器同步更新。这种结构一方面保证了各个系统的通讯相互独立,某个系统通讯故障或缓存服务器发生故障时不会影响到其它系统的数据通信;另一方面当主服务器发生故障时,历史数据可以暂存到缓存服务器中,当主服务器正常工作后,历史数据可以自动传回到主服务器,保证生产数据的连续性与完整性。同时Buger缓存服务器在实时数据库和控制系统(DCS)之间起着隔离的作用。

  WPKS负责以多种方式(如流程图、趋势、报表等)对实时数据库中的数据进行展示。它具有比DCS人机界面更灵活的功能,用户可以根据实际需求进行组态。Web Server则利用Windows自带的网络信息服务功能,对WPKS组态的画面进行发布,联网用户可以通过IE浏览器访问WPKS的画面。

  1.2实时数据库系统构成

  霍尼韦尔Uniformance PHD为企业的数据采集、存储和管理建立了一整套统一、开放的一体化数据库平台。开放型数据库系统可集成工厂所有的过程数据、管理数据并支持相关的应用。这种全厂范围内的数据库结构可保障工厂的管理部门使用一致的数据,从而提高工厂信息化管理水平。实时数据库系统由数据采集、数据存储处理和桌面应用构成。具体结构如图2所示。
 

Uniformance实时数据库系统结构图

  1.2.1生产数据的实时采集

  数据采集是实时数据库运行的基础,实时数据采集的准确和可靠为以后的应用提供了保障。PHD实时数据库可保证数据采集的实时性和可靠性以及实时数据的一致性和完整性。同时,数据采集接口能够方便地进行数据采集的定义和配置。

  霍尼韦尔公司开发了统一的数据采集和连接多种系统的实时数据库的产品化接口RDI (realtime database interface)。这些接口不仅支持霍尼韦尔的系统,还支持多种标准通讯协议,如OPC ,DDE , API等。这些接口具备快速数据采集、数据存储和转发等功能。数据采集工作站上运行的数据采集接口程序具有数据缓存功能,能够在网络故障或实时数据服务器停机时缓存一定时间的数据,当故障解除时能够自动把这些数据发送到实时数据库服务器,以保证数据的完整性。具体连接方案如图3所示。
 

PHD和霍尼韦尔PKS系统连接图

  1)PHD和霍尼韦尔PKS系统连接方案

  PKS系统为客户/服务器结构,所有的实时数据都已经存放在服务器中。PHD Buffer用于采集PKS实时数据的专用内部采集接口RDI Server软件安装在系统的服务器端,RDI Client软件和PHD缓存服务器软件安装在PC缓存服务器,通过将系统的实时数据缓存到PC服务器上。工厂主服务器通过PHD to PHD RDI将缓存服务器保存的所有实时数据映射上来,供全厂用户使用。

  2)PHD和带有OPC Server系统连接方案

  对于非霍尼韦尔的DCS系统,可以通过OPC Server软件来实现,OPC Server软件安装在控制系统的操作站上。实时数据库接口OPC RDI软件和PHD缓存服务器软件安装在PC服务器上,将控制系统的实时数据缓存到该站上,成为装置级缓存服务器。如图4所示。
 

PHD和OPC Server系统连接图

  3) PHD API函数库

  PHD提供的API函数是用于开发用户应用程序的接口。API函数有丰富的功能,如存取历史数据、执行计算、将数据输人DCS以及对PHD的历史数据进行编辑等。它支持C,C++,VB,VS.NET等多种高级语言编程读取实时数据。

  1.2.2实时数据的存储和处理

  PHD作为一体化应用平台不仅可以管理实时数据,还能实现对事件信息、事务性数据和应用数据的管理。在系统内部实现了实时数据库和关系数据库(Oracle)的无缝连接,极大地方便了管理应用软件的开发。实时数据库可用来存放原始数据和修正后的数据,PHD实时数据库能够对各种来源、各种类型的数据进行合理组织,以标准化的数据结构存储于实时数据库中,方便数据查询和应用。PHD一体化应用平台分别设置了实时数据库、事件数据库、事务性数据库和应用数据库,存放不同类型的数据,支持不同的应用。

  1.2.3桌面应用功能

  WPKS是霍尼韦尔生产管理信息系统的统一浏览平台,利用WPKS平台,可将PHD数据库中所存储的生产数据,以多种形式进行展示,形成多种基于网页的应用。PHD一体化应用平台提供的桌面应用包括基于Web服务器的数据库信息浏览、基于 MS Excel的数据分析和报表、基于PowerPoint的监视和演示分析、基于VB的应用开发和功能强大的趋势分析功能,方便用户使用和维护。PHD通过与Workcenter PKS的无缝集成,实现生产信息的Web浏览功能。用于实现信息可视化、监视与分析以及决策支持。WPKS系统管理系统为三层结构(如图5所示),即数据层、逻辑层和展示层,具体结构和功能如下:
 

WPKS管理系统结构图

  数据层包括:PHD实时数据库、Oracle和SQL关系数据库。这三种数据库的数据通过WPKS的数据服务器上传进来,为前台应用提供数据支持。

  逻辑层包括:WPKS的数据服务器、应用服务器和IIS。数据服务器把数据传送给应用服务器,应用服务器负责把WPKS的页面信息发送给IIS服务器,IIS负责解析WPKS发布的信息。

  展示层包括:IE浏览器、HMI WEB图形编辑器等。用户可以通过IE浏览器浏览流程图、趋势图等实时数据信息。HMI WEB用于绘制用户流程图、趋势图等。同时其他MES模块分别通过WPKS处理并以B/S方式在Web服务器上展示和发布。

  2、采用实时数据库实现的功能

  通过采用实时数据库技术,可以为四川煤气化的生产管理、经营决策提供现代化手段。开发集成完善的生产控制与信息一体化的计算机综合管理应用系统,为企业的安全、稳定生产、节能降耗、提高经济效益和市场竞争力服务。本系统方案的设计可以达到以下目标:

  1)企业内所有生产数据统一存储管理,实现企业信息的资源化管理。MES系统所有生产数据统一存储的同时和业务系统进行有机的集成,实现生产、经营全过程业务流程的集成,为企业创造更大的效益。

  2)建立企业信息技术应用的统一平台,通过工厂的数据模型协调各种应用,减少整个信息系统的数据冗余,保证数据的一致性。系统结构为模块化的结构,易于管理和维护,各种应用可以很方便地加人到集成系统中来。企业内各部门的信息能及时准确地传输到公司决策部门和管理部门,为公司的战略和战术决策提供详实、可靠的数据,或给出参考决策。

  3)公司决策部门和管理部门可以远程访问,通过流程图、趋势图工具实时动态地掌握生产状况,提高管理效率。生产数据都进人到生产管理系统,能监督操作人员认真负责地在岗操作,对操作人员的操作建立一个科学的、客观的、量化的考核依据。为生产管理提供一个有效的平台,使企业管理效率进一步提高。

  3、结语

  通过采用实时数据库系统,可以实现生产控制系统的数据自动采集、存储和监视;可以有效弥补工厂的信息断层,将分散的信息资源集成起来,尤其是将管理系统和控制系统的信息有机地结合起来,形成了真正意义上的全厂实时生产信息系统集成。

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    收录时间:2014年04月22日 03:48:21 来源:万方数据 作者:匿名
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