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摘 要：鋼鐵企業“以企業信息化帶動工業自動化”debufayijingmaichulejianshidejiaobu，jianlishishishujukupingtai，shishixiangangtieqiyexinxihuadeguanjian。daxingfenbushishishishujukuzaigangtiexingyedeyingyongjiangzhongdiantantaogexitongzhijiandejichengjishu，gegefenchangshishishujukujiqunbingxingyunxing，wulishangfensan，fenbushishishishujudecaiji、存貯、管理與查詢及歸檔管理，實現各個分廠邏輯上的統一，方便調度與決策。
關鍵詞：實時數據庫 集群技術 數據采集生產調度
1 引言
根據國家“十一五”規劃的要求，對各個行業，特別是能源消耗型企業提出了更高更新的要求：清潔化生產、零排放。鋼鐵企業“以企業信息化帶動工業自動化”的步伐已經邁出了堅實的腳步，對建成ERP（企業資源計劃）、MES（製造執行係統）、PCS（過程控製係統）這樣一套以數據流、資金流、物資流有機互動的信息化模式進行了多次有益嚐試，發現ERP、MES要(yao)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)，離(li)不(bu)開(kai)外(wai)部(bu)環(huan)境(jing)的(de)支(zhi)持(chi)，特(te)別(bie)是(shi)數(shu)據(ju)支(zhi)持(chi)體(ti)係(xi)，而(er)其(qi)中(zhong)尤(you)以(yi)生(sheng)產(chan)數(shu)據(ju)為(wei)重(zhong)中(zhong)之(zhi)重(zhong)。因(yin)此(ci)，強(qiang)化(hua)企(qi)業(ye)內(nei)部(bu)的(de)數(shu)據(ju)綜(zong)合(he)利(li)用(yong)與(yu)挖(wa)掘(jue)，建(jian)立(li)自(zi)己(ji)的(de)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)平(ping)台(tai)，是(shi)實(shi)現(xian)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)信(xin)息(xi)化(hua)的(de)關(guan)鍵(jian)，是(shi)滿(man)足(zu)企(qi)業(ye)資(zi)本(ben)和(he)決(jue)策(ce)支(zhi)持(chi)的(de)根(gen)本(ben)需(xu)要(yao)。
2 實時數據庫技術概況
為了獲得對更新與查詢極快的響應，滿足實時應用的需要，將數據庫和實時係統兩者的概念、技術、方法和機製的無縫結合，產生了實時數據庫RTDB（Real Time Database）。實shi時shi數shu據ju庫ku就jiu是shi其qi數shu據ju和he事shi務wu都dou有you顯xian式shi定ding時shi限xian製zhi的de數shu據ju庫ku，在zai時shi間jian的de約yue束shu的de條tiao件jian下xia保bao證zheng共gong享xiang數shu據ju的de一yi致zhi性xing，數shu據ju的de正zheng確que性xing不bu僅jin依yi賴lai於yu邏luo輯ji結jie果guo，而er且qie依yi賴lai於yu邏luo輯ji結jie果guo的de產chan生sheng時shi間jian和he導dao出chu結jie果guo所suo使shi用yong數shu據ju的de時shi間jian一yi致zhi性xing。
yuchuantongdeguanxishujukuxiangbi，shishishujuxitongchulezaizhongshishujuyizhixingzhiwai，haituchudiqiangtiaolezhenggexitongdeshishixing。zaichuantongyingyonglingyushang，guanxixingshujukuyiyangedeshuxuejichu，jiandanqinggainian，bianyulijieheshiyongdecaozuohuodelejudadechenggong，ranerzaixiandaigongcheng（尤其是在工業控製領域）和時間關鍵型的應用領域麵前，卻顯得束手無策。一方麵企業希望該數據平台能夠提供高速、及時的實時數據服務，能夠有效地集成異構控製係統，提供分布式的數據服務。另一方麵希望它可以在工廠控製層（現場總線、DCS、PLC等）與MES係統之間建立了實時的數據連接，使企業全生產過程控製和業務管理相結合。同時它也是流程模擬、先進控製、實時在線優化、生產全過程管理係統的數據平台。而這些僅靠采集控製係統（DCS）和關係數據庫技術並不能完全解決。
3 分布式實時數據庫
ESP-iSYS實shi時shi數shu據ju庫ku係xi統tong是shi浙zhe江jiang中zhong控kong軟ruan件jian技ji術shu有you限xian公gong司si針zhen對dui流liu程cheng工gong業ye企qi業ye實shi現xian企qi業ye綜zong合he自zi動dong化hua而er開kai發fa的de分fen布bu式shi實shi時shi數shu據ju集ji成cheng與yu過guo程cheng監jian控kong平ping台tai。它ta為wei流liu程cheng工gong業ye企qi業ye提ti供gong了le統tong一yi而er完wan整zheng的de實shi時shi數shu據ju采cai集ji、存儲、監視和Web瀏覽功能，提供了API、OPC、ODBC等多種數據服務方式。該係統采用了COM/DCOM、係統容錯、任務調度、壓縮算法和位號映射等多項先進技術，保證了係統在企業局域網環境下能高效、穩定、安全地運行。部分關鍵技術如下：
Ø 基於COM/DCOM的組件技術實現軟件的組件化，實現動態鏈接；
Ø 客戶端管理模塊管理客戶端軟件的調度；
Ø 實時數據庫技術；
Ø 多層分布式技術；
Ø 統一數據管理與訪問平台技術；
Ø 高性能的實時數據庫管理；
Ø 具有多層分布式客戶/服務器結構；
Ø 優良的擴展性；
Ø 能動態地修改實時數據庫中的組態信息；
Ø 完善的備份與恢複機製；
Ø 實時的分布式消息通信中間件 ；
Ø 磁盤曆史數據的旋轉門壓縮技術；
Ø 容錯技術；
Ø 數據處理：累積量計算、報警設置；
Ø 支持先控應用：可編程虛位號；
在分布式應用方麵，通過計算機網絡和正確的DCOM配置和組態過程，ESP-iSYS可以連接不同計算機上或設備上的數據服務器（OPC/DDE），按照統一的數據格式采集數據，對數據統一管理。同時，ESP-iSYS實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)允(yun)許(xu)同(tong)時(shi)運(yun)行(xing)多(duo)套(tao)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)係(xi)統(tong)，各(ge)個(ge)數(shu)據(ju)庫(ku)係(xi)統(tong)分(fen)別(bie)采(cai)集(ji)不(bu)同(tong)的(de)控(kong)製(zhi)站(zhan)位(wei)號(hao)，進(jin)行(xing)壓(ya)縮(suo)處(chu)理(li)存(cun)儲(chu)，之(zhi)上(shang)集(ji)中(zhong)調(tiao)度(du)管(guan)理(li)，做(zuo)到(dao)物(wu)理(li)上(shang)分(fen)布(bu)，邏(luo)輯(ji)上(shang)統(tong)一(yi)。其(qi)分(fen)布(bu)式(shi)體(ti)係(xi)結(jie)構(gou)如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi)：
從圖中可以看出，實時數據庫軟件和數據采集網建立了控製網和企業局域網之間的信息聯係，實現了生產過程信息的綜合集成。
4 實際應用
4.1 湘潭鋼鐵集團有限公司
湘潭鋼鐵集團有限公司有燒結、焦化、煉鐵、一高線、二高線、一棒、二棒等七個分廠共幾十套PLC和DCS係統，采集位號約15000點。目前正抓緊500萬噸鋼配套建設，進行新一輪結構調整，大力推進普鋼向優鋼轉變，單一線棒材向板材等多領域轉變，同時以實施企業資源計劃（ERP）項目為契機，加快企業改革步伐，努力構建集團化管理新模式，向現代企業製度邁進。
4.2 應用方案
針對湘潭鋼鐵廠分廠分散、控製係統較多的特點及分布式結構、多(duo)個(ge)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)並(bing)存(cun)等(deng)要(yao)求(qiu)，采(cai)用(yong)分(fen)布(bu)式(shi)集(ji)群(qun)實(shi)施(shi)方(fang)式(shi)，即(ji)各(ge)分(fen)廠(chang)單(dan)獨(du)運(yun)行(xing)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)係(xi)統(tong)，並(bing)由(you)湘(xiang)鋼(gang)信(xin)息(xi)中(zhong)心(xin)統(tong)一(yi)管(guan)理(li)。其(qi)結(jie)構(gou)圖(tu)如(ru)下(xia)：
通過分布式實施，各個分廠實時數據庫並行運行，物理上分散，實現整個企業實時數據集群，實現采集、存貯、管理與查詢及歸檔管理，同時通過信息中心ESP-iSYS的管理，即可實時了解各分廠係統運行情況，實現上了邏輯上的統一，方便調度與決策。
5 應用效果
shishishujukuxitongdeshishigeizhenggexianggangjituandeshengchanheguanlidailailehenduoyouyibianhua，dedaojituangongsideyizhirenke，youxiaoditishengleqiyedexinxihuashuiping，tuchudibiaoxianzaiyixiajigefangmian：
1. 統一的生產實時數據庫平台
建立企業級實時數據庫平台，用統一的平台對不同控製係統各生產自動化裝置的實時數據進行采集、存儲和發布，並按信息化管理的要求，向企業管理層各管理子係統模塊提供生產現場的各種基礎數據。
2. 生產係統實時監控和管理
湘(xiang)鋼(gang)集(ji)團(tuan)廠(chang)區(qu)較(jiao)大(da)，裝(zhuang)置(zhi)多(duo)而(er)又(you)分(fen)散(san)，流(liu)程(cheng)十(shi)分(fen)複(fu)雜(za)，由(you)於(yu)無(wu)法(fa)及(ji)時(shi)了(le)解(jie)生(sheng)產(chan)現(xian)場(chang)的(de)情(qing)況(kuang)，各(ge)種(zhong)設(she)施(shi)協(xie)同(tong)運(yun)行(xing)的(de)係(xi)統(tong)管(guan)理(li)一(yi)直(zhi)很(hen)難(nan)做(zuo)到(dao)。ESP-iSYSshishishujukuxitongdejianliweigejiguanlibumentigongdeyuanchengshishishengchanguochengxinxi，youxiaodibangzhutiaodurenyuanjishitiaozhengwuliufangxiang，jianshaofeijihuatingche，baochishengchandepingwenyunxing。
3. 報警實時監視
通tong過guo比bi較jiao當dang前qian的de數shu據ju和he曆li史shi趨qu勢shi數shu據ju，特te別bie是shi結jie合he裝zhuang置zhi安an全quan運yun行xing的de經jing驗yan，通tong過guo趨qu勢shi圖tu和he數shu據ju的de分fen析xi可ke以yi及ji早zao報bao告gao事shi故gu隱yin患huan，並bing且qie通tong過guo對dui事shi故gu前qian後hou實shi時shi記ji錄lu的de曆li史shi數shu據ju的de分fen析xi，定ding位wei事shi故gu發fa生sheng的de原yuan因yin。
4. 便於操作考核和加強產品質量控製
tongguoshishishujukuxitongjiludezhuangzhiyunxingzhuangtaicanshudefenxihezhongjianchanpindezhiliangfenxi，ranhoutongguoshishishujukuxitongkuaisufanhuixiangguandejieguo，laijishitiaozhengcaozuocanshu，quebaozhuangzhicaozuodepingwenxing，congeryouxiaoditigaochanpindezhiliang。
5. 應用和集成平台
全廠全生產過程實時數據的曆史積累，是發現過程運行規律的數據基礎，而這些規律的集合則可構成先進控製和流程模擬的數學模型；同時生產的實時數據也為MES、ERP等上層應用提供了數據運行環境。
6. 集群實現
各個分廠實時數據庫集群並行運行，物理上分散，實現分布式實時數據的采集、存貯、管理與查詢及歸檔管理，同時通過總調度室ESP-iSYS集群服務器的管理，可實時了解各分廠係統運行情況，實現上了邏輯上的統一，方便調度與決策。
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