浅谈实时数据库在生产中的应用

闫小楼　孟召磊　施智操

摘 要：实时数据库管理系统是调度自动化系统的核心，同时更是支撑整个自动化系统的平台，建立一个完整的实时数据库管理系统对于实际生产的高效运行起着十分重要的作用。

关键词：实时数据库 自动化 高效

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0106-01

随着计算机及信息技术的高速发展，企业的信息化管理覆盖范围正逐渐从传统的经营管理信息到工厂的主控信息及现场的控制信息延伸。现代大型生产企业（例如选矿厂、火电厂、炼铁厂等）普遍采用DCS分散控制系统和辅助控制系统PLC，提高了企业生产运作的自动化水平。但各个控制系统之间以及控制系统与厂级管理信息系统（MIS）之间通常都是孤立的，在厂内无法做到信息共享，这使得各企业开始注重企业的信息化建设，力求实现全厂管理的信息化、自动化，从而提高企业的整体经济效益，实现现代体制改革的迫切要求。然而，这一切最底层的数据来源便是基础自动化。

1 现状及特点

实时数据库是指应用与工业生产过程中存放实时生产数据的数据库，当今国内广泛使用的实时数据库主要有以下几个产品：

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

OSIsoft正在淡化PI的概念，严格来说2000年后PI就不叫实时数据库了，现在OSIsoft推出的是实时企业智能化解决方案RtPM，PI实时历史数据引擎是RtPM中RtBaseline的一小部分；Honeywell也推出一体化解决方案，用户如果买Honeywell的APC，PHD可以免费，因为APC需要一个实时数据平台的支撑；Aspentech还是靠IP.21，但IP.21在国内没有真正的技术，其WEB使用效果也不是太好，V6.0存在严重的内存泄漏和WEB21服务挂起等问题。

在生产制造行业中，数据的实时存取很重要，实时数据库的特点突出表现为“快”，比如PI，快到每秒可以有百万的数据流量；其次是高压缩，一只普通容量的硬盘可以保存8年的数据。这样的高速度高容量远远胜过普通数据库，如果用Orcal的话，还是这样的流量，只需几秒就会使其瘫痪。生产制造行业为什么需要“实时”，比如电厂，在一个供电回路中都装有时间继电器，每一级开关何时动作，延时多少毫秒都是有严格要求的。那么返回来的开关状态也要求是很快的，否则，失去了实时性的信息反馈也就无法进行自动控制。

2 在选矿工程中的应用

选矿是一个连续生产的过程，主要包含破碎、矿石输送、磨矿、浮选、过滤、药剂制备、尾矿输送等作业。要想让选矿各作业发挥到最好的状态，最大限度地提高产量、精矿品位和回收率等技术经济指标，并且要达到品质好、产量高、减人增效、节能降耗的目的，我公司选矿厂采用了先进的DCS 或FCS系统来实时控制选矿生产过程，实时性要求DCS或FCS系统作为选矿厂生产过程的综合决策支持系统对生产数据的实时性有严格要求，所以实时数据库要具有并发处理在线组态查询海量存储即时响应和对外开放等实时数据库所特有的数据处理功能。

该自动化系统的实时数据库采用特殊的数据模型来处理同一数据点的两类不同性质的属性。一类是固定属性，保存位号、单位、量程等参数；另一类是时变属性，保存过程变量（PV）、操作变量（OP）和报警时限等实时数据。为保存实时数据，分组不同时刻的数据。同时，将最常用的数据（所有固定属性以及最新的实时数据等）放在内存中，硬盘上只保存历史数据；数据访问方式主要通过指针相联系，以加快访问速度。

整个控制系统通过工业以太网把远程 I/O站与工艺过程监控系统联系起来，自动化系统接受主控单元及控制台（主控室）的各种指令，并把过程参数、设备状态传送给控制台。监控系统（工艺过程监控级）具备了一个完整的实时数据库管理系统，它实现了如下功能：现场设备工作状态显示，远程启停设备，工艺参数趋势曲线、历史数据归档，数据报表，现场设备、仪表远程组态，产量显示、事故记录、报警、现场设备远程诊断、远程维护，历史记录，工艺流程运行状态分析等。

3 结语

具备了实时数据库管理的DCS系统具备当今世界先进水平通过运用自动化系统，最终让劳动生产率处于在国内前茅。通过设备监控与设备安全管理，达到保障设备安全运行、减少设备故障停机时间，提高设备作业率。通过对能耗、物耗的管理及生产成本的监控，达到强化管理、节省能耗、降低成本的目的。在实现我公司数字化管理、提高选矿生产过程的自动化水平、提高产品质量、提高资源的综合利用、提高生产能力，实现增效节能等方面发挥了积极的作用。

参考文献

[1] 张少敏，李志雄，王保义.一种面向智能电网的实时数据库数据完整性恢复方法[J].电力系统自动化，2013，37（13）：93-98.

[2] 李蔚，盛德仁，陈坚红，等.火电厂SIS系统中实时数据库平台的选择[J].中国电机工程学报，2003，23（12）：218-221.endprint

摘 要：实时数据库管理系统是调度自动化系统的核心，同时更是支撑整个自动化系统的平台，建立一个完整的实时数据库管理系统对于实际生产的高效运行起着十分重要的作用。

关键词：实时数据库 自动化 高效

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0106-01

随着计算机及信息技术的高速发展，企业的信息化管理覆盖范围正逐渐从传统的经营管理信息到工厂的主控信息及现场的控制信息延伸。现代大型生产企业（例如选矿厂、火电厂、炼铁厂等）普遍采用DCS分散控制系统和辅助控制系统PLC，提高了企业生产运作的自动化水平。但各个控制系统之间以及控制系统与厂级管理信息系统（MIS）之间通常都是孤立的，在厂内无法做到信息共享，这使得各企业开始注重企业的信息化建设，力求实现全厂管理的信息化、自动化，从而提高企业的整体经济效益，实现现代体制改革的迫切要求。然而，这一切最底层的数据来源便是基础自动化。

1 现状及特点

实时数据库是指应用与工业生产过程中存放实时生产数据的数据库，当今国内广泛使用的实时数据库主要有以下几个产品：

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

OSIsoft正在淡化PI的概念，严格来说2000年后PI就不叫实时数据库了，现在OSIsoft推出的是实时企业智能化解决方案RtPM，PI实时历史数据引擎是RtPM中RtBaseline的一小部分；Honeywell也推出一体化解决方案，用户如果买Honeywell的APC，PHD可以免费，因为APC需要一个实时数据平台的支撑；Aspentech还是靠IP.21，但IP.21在国内没有真正的技术，其WEB使用效果也不是太好，V6.0存在严重的内存泄漏和WEB21服务挂起等问题。

在生产制造行业中，数据的实时存取很重要，实时数据库的特点突出表现为“快”，比如PI，快到每秒可以有百万的数据流量；其次是高压缩，一只普通容量的硬盘可以保存8年的数据。这样的高速度高容量远远胜过普通数据库，如果用Orcal的话，还是这样的流量，只需几秒就会使其瘫痪。生产制造行业为什么需要“实时”，比如电厂，在一个供电回路中都装有时间继电器，每一级开关何时动作，延时多少毫秒都是有严格要求的。那么返回来的开关状态也要求是很快的，否则，失去了实时性的信息反馈也就无法进行自动控制。

2 在选矿工程中的应用

选矿是一个连续生产的过程，主要包含破碎、矿石输送、磨矿、浮选、过滤、药剂制备、尾矿输送等作业。要想让选矿各作业发挥到最好的状态，最大限度地提高产量、精矿品位和回收率等技术经济指标，并且要达到品质好、产量高、减人增效、节能降耗的目的，我公司选矿厂采用了先进的DCS 或FCS系统来实时控制选矿生产过程，实时性要求DCS或FCS系统作为选矿厂生产过程的综合决策支持系统对生产数据的实时性有严格要求，所以实时数据库要具有并发处理在线组态查询海量存储即时响应和对外开放等实时数据库所特有的数据处理功能。

该自动化系统的实时数据库采用特殊的数据模型来处理同一数据点的两类不同性质的属性。一类是固定属性，保存位号、单位、量程等参数；另一类是时变属性，保存过程变量（PV）、操作变量（OP）和报警时限等实时数据。为保存实时数据，分组不同时刻的数据。同时，将最常用的数据（所有固定属性以及最新的实时数据等）放在内存中，硬盘上只保存历史数据；数据访问方式主要通过指针相联系，以加快访问速度。

整个控制系统通过工业以太网把远程 I/O站与工艺过程监控系统联系起来，自动化系统接受主控单元及控制台（主控室）的各种指令，并把过程参数、设备状态传送给控制台。监控系统（工艺过程监控级）具备了一个完整的实时数据库管理系统，它实现了如下功能：现场设备工作状态显示，远程启停设备，工艺参数趋势曲线、历史数据归档，数据报表，现场设备、仪表远程组态，产量显示、事故记录、报警、现场设备远程诊断、远程维护，历史记录，工艺流程运行状态分析等。

3 结语

具备了实时数据库管理的DCS系统具备当今世界先进水平通过运用自动化系统，最终让劳动生产率处于在国内前茅。通过设备监控与设备安全管理，达到保障设备安全运行、减少设备故障停机时间，提高设备作业率。通过对能耗、物耗的管理及生产成本的监控，达到强化管理、节省能耗、降低成本的目的。在实现我公司数字化管理、提高选矿生产过程的自动化水平、提高产品质量、提高资源的综合利用、提高生产能力，实现增效节能等方面发挥了积极的作用。

参考文献

[1] 张少敏，李志雄，王保义.一种面向智能电网的实时数据库数据完整性恢复方法[J].电力系统自动化，2013，37（13）：93-98.

[2] 李蔚，盛德仁，陈坚红，等.火电厂SIS系统中实时数据库平台的选择[J].中国电机工程学报，2003，23（12）：218-221.endprint

摘 要：实时数据库管理系统是调度自动化系统的核心，同时更是支撑整个自动化系统的平台，建立一个完整的实时数据库管理系统对于实际生产的高效运行起着十分重要的作用。

关键词：实时数据库 自动化 高效

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0106-01

随着计算机及信息技术的高速发展，企业的信息化管理覆盖范围正逐渐从传统的经营管理信息到工厂的主控信息及现场的控制信息延伸。现代大型生产企业（例如选矿厂、火电厂、炼铁厂等）普遍采用DCS分散控制系统和辅助控制系统PLC，提高了企业生产运作的自动化水平。但各个控制系统之间以及控制系统与厂级管理信息系统（MIS）之间通常都是孤立的，在厂内无法做到信息共享，这使得各企业开始注重企业的信息化建设，力求实现全厂管理的信息化、自动化，从而提高企业的整体经济效益，实现现代体制改革的迫切要求。然而，这一切最底层的数据来源便是基础自动化。

1 现状及特点

实时数据库是指应用与工业生产过程中存放实时生产数据的数据库，当今国内广泛使用的实时数据库主要有以下几个产品：

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

OSIsoft正在淡化PI的概念，严格来说2000年后PI就不叫实时数据库了，现在OSIsoft推出的是实时企业智能化解决方案RtPM，PI实时历史数据引擎是RtPM中RtBaseline的一小部分；Honeywell也推出一体化解决方案，用户如果买Honeywell的APC，PHD可以免费，因为APC需要一个实时数据平台的支撑；Aspentech还是靠IP.21，但IP.21在国内没有真正的技术，其WEB使用效果也不是太好，V6.0存在严重的内存泄漏和WEB21服务挂起等问题。

在生产制造行业中，数据的实时存取很重要，实时数据库的特点突出表现为“快”，比如PI，快到每秒可以有百万的数据流量；其次是高压缩，一只普通容量的硬盘可以保存8年的数据。这样的高速度高容量远远胜过普通数据库，如果用Orcal的话，还是这样的流量，只需几秒就会使其瘫痪。生产制造行业为什么需要“实时”，比如电厂，在一个供电回路中都装有时间继电器，每一级开关何时动作，延时多少毫秒都是有严格要求的。那么返回来的开关状态也要求是很快的，否则，失去了实时性的信息反馈也就无法进行自动控制。

2 在选矿工程中的应用

选矿是一个连续生产的过程，主要包含破碎、矿石输送、磨矿、浮选、过滤、药剂制备、尾矿输送等作业。要想让选矿各作业发挥到最好的状态，最大限度地提高产量、精矿品位和回收率等技术经济指标，并且要达到品质好、产量高、减人增效、节能降耗的目的，我公司选矿厂采用了先进的DCS 或FCS系统来实时控制选矿生产过程，实时性要求DCS或FCS系统作为选矿厂生产过程的综合决策支持系统对生产数据的实时性有严格要求，所以实时数据库要具有并发处理在线组态查询海量存储即时响应和对外开放等实时数据库所特有的数据处理功能。

该自动化系统的实时数据库采用特殊的数据模型来处理同一数据点的两类不同性质的属性。一类是固定属性，保存位号、单位、量程等参数；另一类是时变属性，保存过程变量（PV）、操作变量（OP）和报警时限等实时数据。为保存实时数据，分组不同时刻的数据。同时，将最常用的数据（所有固定属性以及最新的实时数据等）放在内存中，硬盘上只保存历史数据；数据访问方式主要通过指针相联系，以加快访问速度。

整个控制系统通过工业以太网把远程 I/O站与工艺过程监控系统联系起来，自动化系统接受主控单元及控制台（主控室）的各种指令，并把过程参数、设备状态传送给控制台。监控系统（工艺过程监控级）具备了一个完整的实时数据库管理系统，它实现了如下功能：现场设备工作状态显示，远程启停设备，工艺参数趋势曲线、历史数据归档，数据报表，现场设备、仪表远程组态，产量显示、事故记录、报警、现场设备远程诊断、远程维护，历史记录，工艺流程运行状态分析等。

3 结语

具备了实时数据库管理的DCS系统具备当今世界先进水平通过运用自动化系统，最终让劳动生产率处于在国内前茅。通过设备监控与设备安全管理，达到保障设备安全运行、减少设备故障停机时间，提高设备作业率。通过对能耗、物耗的管理及生产成本的监控，达到强化管理、节省能耗、降低成本的目的。在实现我公司数字化管理、提高选矿生产过程的自动化水平、提高产品质量、提高资源的综合利用、提高生产能力，实现增效节能等方面发挥了积极的作用。

参考文献

[1] 张少敏，李志雄，王保义.一种面向智能电网的实时数据库数据完整性恢复方法[J].电力系统自动化，2013，37（13）：93-98.

[2] 李蔚，盛德仁，陈坚红，等.火电厂SIS系统中实时数据库平台的选择[J].中国电机工程学报，2003，23（12）：218-221.endprint