浙江開普特氨綸有限公司  劉學功  毛殿江  王子成  中控軟件公司  吳正烙

      摘  要：本文介紹了實時數據庫係統在某氨綸企業中的應用，並對實施過程中出現的關鍵技術作了研究與探討，表明了實時數據庫、OPC技術和.NET技術在氨綸企業生產實時數據信息應用中的強大功能和特點。

      關鍵詞：氨綸  實時數據庫  實時監控  數據采集

 

      進入21世紀，隨著計算機技術的日新月異，計算機集成生產係統的研究已成為自動化領域的一個前沿課題。

      anlunzuoweifuzhuangdeyuanliaozhiyi，youyutajuyouyouyidedanxinghejidadeyanshenxing，yingyongshifenguangfan
，shiwoguozhongdianfazhandechanyezhiyi。muqian
，woguoanlunchannengyichaoguoquanqiude1/3，處chu於yu供gong大da於yu求qiu的de局ju麵mian。所suo以yi
，氨an綸lun生sheng產chan企qi業ye應ying發fa展zhan規gui模mo化hua，走zou可ke持chi續xu發fa展zhan道dao路lu，不bu斷duan提ti高gao工gong藝yi技ji術shu及ji管guan理li水shui平ping
，通tong過guo信xin息xi技ji術shu提ti升sheng傳chuan統tong產chan業ye的de核he心xin競jing爭zheng力li

，積ji極ji開kai展zhan後hou續xu應ying用yong研yan究jiu，這zhe樣yang才cai能neng在zai激ji烈lie的de市shi場chang競jing爭zheng中zhong立li於yu不bu敗bai之zhi地di。

      通過構建基於實時數據庫平台的氨綸企業綜合自動化係統是氨綸企業發展規模化、提高生產工藝技術及管理水平的有效措施之一。企業綜合自動化係統將先進的工藝裝備技術、現代管理技術和以先進控製與優化技術為代表的信息技術相結合，將企業的生產過程控製
、優化
、運行、計劃與管理作為一個整體進行控製與管理，通過提供整體解決方案以實現企業的優化運行、優化控製與優化管理，從而成為提高企業競爭力的核心信息技術。

 

      shishishujukushishixiananlunqiyezonghezidonghuaxitongdehexin，shishixianshengchantiaoduyouhuadejichu。shishishujukuxitongzuoweiqiyedicengguochengkongzhiwangluoyuqiyeshangcengjingyingguanliwangluolianjiedeqiaoliang，qizhechengshangqixiadeguanjianzuoyong
，zaianlunqiyexinxihuajiansheguochengzhongbanyanzhefeichangzhongyaodejiaose。shishishujukuxitongweianlunqiyetigongletongyi、完整的實時數據采集、存儲和監控功能，記錄著生產過程及其控製的狀況。常用的實時數據庫有OSI的PI、Honeywell的PHD、AspenTech的InfoPlus.21及浙大中控的ESP-iSYS等
，本係統采用的是ESP-iSYS。

      ESP-iSYS實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)具(ju)有(you)極(ji)強(qiang)的(de)時(shi)間(jian)特(te)性(xing)，實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)設(she)計(ji)目(mu)標(biao)是(shi)在(zai)有(you)效(xiao)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)響(xiang)應(ying)數(shu)據(ju)的(de)變(bian)化(hua)和(he)完(wan)成(cheng)事(shi)務(wu)處(chu)理(li)。在(zai)企(qi)業(ye)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)中(zhong)

，開(kai)放(fang)結(jie)構(gou)的(de)分(fen)布(bu)式(shi)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)高(gao)速(su)
、及時的實時數據服務，能夠有效地集成異構控製係統。它在企業控製層(DCS
，PLC等)與管理層之間建立了實時的數據連接
，使企業生產控製過程和業務管理有效結合

      在氨綸企業綜合自動化係統中
，管理網需要從控製網上實時地獲取工藝生產過程數據以滿足不同的管理需求。但由於控製網上的DCS
、PLC和其它智能儀器儀表通常來自不同的廠商,相互之間的通訊非常複雜。甚至由於通訊接口不夠靈活，導致控製網與管理網之間數據的互操作性差、通訊的穩定性差、管理軟件功能受到限製。

      OPC（OLE for Process Control）作為硬件和軟件之間的一個中間件
，解決了上述問題
，它為工業數據通訊提供了一種標準。OPC是Microsoft公司的對象鏈接和嵌入OLE/COM技術在過程控製方麵的應用，為工業控製領域提供了標準的數據訪問機製。

OPC技術擴展了硬件設備的概念，隻要符合OPC服務器的規範，OPC客ke戶hu都dou可ke以yi與yu之zhi進jin行xing數shu據ju交jiao換huan，硬ying件jian廠chang商shang隻zhi需xu要yao編bian寫xie一yi套tao驅qu動dong程cheng序xu就jiu可ke以yi滿man足zu不bu同tong用yong戶hu的de需xu要yao，軟ruan件jian開kai發fa商shang也ye無wu需xu了le解jie硬ying件jian設she備bei的de廠chang家jia和he其qi硬ying件jian實shi質zhi。

      顯然
，OPC技ji術shu為wei控kong製zhi網wang與yu管guan理li網wang之zhi間jian的de互hu聯lian，以yi及ji上shang層ceng應ying用yong軟ruan件jian和he控kong製zhi設she備bei之zhi間jian的de數shu據ju通tong訊xun提ti供gong了le極ji大da的de方fang便bian，而er且qie使shi得de整zheng個ge企qi業ye綜zong合he自zi動dong化hua係xi統tong更geng具ju有you靈ling活huo性xing和he開kai放fang性xing。實shi現xian了le應ying用yong軟ruan件jian和he硬ying件jian設she備bei的de“即插即用”。隻要遵循OPC規範，管理網即可隨時通過OPC接口來獲取工藝生產過程數據了。

      通過實時數據庫提供的Web Service 接口，利用.NET編程技術，係統采用兩種方式實現WEB頁麵的更新。

      一種是ActiveX技術，通過下載ActiveX控件來實現與網上信息的動態更新和交互，實現的信息表示和交互方式非常靈活
，並有豐富的開發工具支持。比如
，通過趨勢圖控件（ActiveX控件）
，利用IE瀏覽器裝載調用控件，完成對平台曆史數據的查詢和趨勢圖的繪製。趨勢圖控件所具有的功能：

     可以查看任意一個位號任意時間段的曆史趨勢圖。

     可以同時查看多個位號任意時間段的曆史趨勢圖，多個位號可以靈活組態。

     具有標尺功能，可以查看任意時刻的位號值。

     趨勢圖畫麵可以水平移動

，每屏顯示時間長度可以設置。

     能夠實現量程標準化。

     支持鼠標拖放。

     同時可以查看位號實時趨勢，支持實時趨勢和曆史趨勢的切換。

    另一種是采用動態頁麵技術，通過CGI
、.net編程或嵌入各種Script語言來實現。

      2.4 基於分布式的實時數據庫集成技術

      氨(an)綸(lun)企(qi)業(ye)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin)是(shi)利(li)用(yong)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)和(he)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)
，實(shi)現(xian)企(qi)業(ye)經(jing)營(ying)管(guan)理(li)與(yu)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)綜(zong)合(he)集(ji)成(cheng)
，進(jin)而(er)提(ti)高(gao)企(qi)業(ye)的(de)綜(zong)合(he)競(jing)爭(zheng)能(neng)力(li)。而(er)實(shi)現(xian)氨(an)綸(lun)企(qi)業(ye)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)關(guan)鍵(jian)之(zhi)一(yi)在(zai)於(yu)解(jie)決(jue)企(qi)業(ye)底(di)層(ceng)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)網(wang)絡(luo)與(yu)上(shang)層(ceng)管(guan)理(li)信(xin)息(xi)網(wang)絡(luo)間(jian)的(de)數(shu)據(ju)集(ji)成(cheng)問(wen)題(ti)。

底di層ceng數shu據ju存cun儲chu於yu實shi時shi數shu據ju庫ku
，上shang層ceng管guan理li數shu據ju存cun儲chu於yu關guan係xi數shu據ju庫ku。隻zhi有you實shi現xian實shi時shi數shu據ju庫ku和he關guan係xi數shu據ju庫ku的de數shu據ju共gong享xiang
，才cai能neng使shi控kong製zhi網wang的de生sheng產chan數shu據ju及ji時shi整zheng合he到dao管guan理li網wang，進jin行xing統tong計ji、分析處理，成為生產管理和經營決策的依據。

      ESP-iSYS實時數據庫平台提供了與關係數據庫的ODBC接口，使用ODBC實現實時數據庫和關係數據庫的數據交換。其具有高吞吐量
、gaokekaoxinghegaowendingxingdetedian，zhichisuoyouzhuliudedaxingguanxishujuku，juyoulianghaodeshishishujukuheguanxipingtaideyichanghuifujizhi
，shidezaiguanxishujukuhuoshishishujukuyichangshibuhuidiushishuju。lingwaikezhichishuchuzhongdingxiang，congerlinghuodizhichigengduodeyingyong。

 

      shishishujukuxitongzaimouanlunqiyededaolechenggongyingyong
，gaiqiyezuoweiguoneijiaodadeanlunshengchanqiye，zaiguochengkongzhihejisuanjiyingyongfangmianyouleyidingjichu
，dansuoyouDCS/PLC控製係統均未互聯，生產數據也沒有上網；隻(zhi)有(you)少(shao)數(shu)計(ji)算(suan)機(ji)參(can)與(yu)管(guan)理(li)
，覆(fu)蓋(gai)麵(mian)還(hai)很(hen)低(di)，造(zao)成(cheng)了(le)生(sheng)產(chan)控(kong)製(zhi)層(ceng)和(he)管(guan)理(li)層(ceng)互(hu)相(xiang)隔(ge)離(li)
，信(xin)息(xi)的(de)共(gong)享(xiang)程(cheng)度(du)很(hen)低(di)，很(hen)難(nan)發(fa)揮(hui)這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)的(de)優(you)勢(shi)。另(ling)外(wai)，許(xu)多(duo)信(xin)息(xi)靠(kao)手(shou)工(gong)傳(chuan)遞(di)
，造(zao)成(cheng)了(le)管(guan)理(li)信(xin)息(xi)處(chu)理(li)時(shi)間(jian)過(guo)長(chang)以(yi)及(ji)人(ren)為(wei)差(cha)錯(cuo)，影(ying)響(xiang)經(jing)營(ying)管(guan)理(li)和(he)決(jue)策(ce)。

該企業以實時監控軟件平台（基於實時數據庫）為核心，整個係統的拓撲結構圖如圖1所示。

                                       

      采集生產過程的各種實時數據
，包含聚合
、精製、熱媒、紡絲
、調和、脫泡、公用工程、熱水等工藝已有DCS控製係統數據和中間產品罐區
、能源計量

、質監部化驗分析等計量抄表係統數據。實現全廠範圍內數據的集成
，以便技術人員、管理人員及時地了解到整個生產運轉情況，同時為各種管理和綜合分析決策支持係統提供必要的數據支持。

    （1）生產過程的實時動態監視：包括生產工藝流程圖、設備狀態監測與關鍵參數表等
，提供用於各管理部門和有關領導監視生產過程的集趨勢圖於一體的流程圖。

    （2）物料添加量動態流程監視。從網絡上實時動態顯示各種計量數據（包括瞬時流量、壓力等），進行自動計量、三級計量分析。

    （3）趨勢畫麵的組態。根據需要，在監控平台上建立聚合、精製、熱媒
、紡絲、調和、脫泡、公用工程、熱水等主要生產過程的重點工位儀表位號的趨勢畫麵組態。曆史趨勢的數量無限製，用戶可以根據實際需要自由組態。

    （4）生(sheng)產(chan)實(shi)時(shi)調(tiao)度(du)。實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)係(xi)統(tong)實(shi)時(shi)采(cai)集(ji)裝(zhuang)置(zhi)的(de)運(yun)行(xing)數(shu)據(ju)，隨(sui)時(shi)掌(zhang)握(wo)裝(zhuang)置(zhi)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)，並(bing)通(tong)過(guo)對(dui)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)關(guan)鍵(jian)數(shu)據(ju)的(de)監(jian)控(kong)和(he)分(fen)析(xi)
，對(dui)出(chu)現(xian)的(de)問(wen)題(ti)及(ji)時(shi)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)
，使(shi)生(sheng)產(chan)的(de)運(yun)行(xing)保(bao)持(chi)平(ping)穩(wen)。當(dang)生(sheng)產(chan)狀(zhuang)態(tai)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi)

，可(ke)以(yi)及(ji)時(shi)地(di)做(zuo)出(chu)反(fan)應(ying)
；通過對影響原材料的用量的檢測和分析

，可以及時發現問題。

    （5）追憶曆史過程。通過查詢磁盤曆史數據，進行數據的初級挖掘，可以追憶曆史過程
，分析故障原因等。

    （1）定製的生產工藝報表。采用.NET編程方式來實現跟生產工藝結合比較密切的生產工藝報表
，主要包括：聚合添加量明細表，UAS調配批量表，RA-1降溫顯示表，RA-2降溫顯示表。用戶生成報表時
，隻要選擇指定的時間即可，報表完全是自動生成的。

    （2）模版方式的生產報表。比如庫存物資月盤點記錄表，主要采用實時數據庫平台提供的ESP-iExcelink報表製作插件來實現。通過該組件可以建立與ESP-iSYS係統的磁盤曆史數據庫中的數據聯係
，並把位號數據集成到Excel報表中。 此外，該插件還提供了數據統計分析的功能
，能計算出最大值、最小值和平均值。通過ESP-iExcelink，用戶可以製作自己的報表
，報表模板製作完成後隻要上傳即可，以後就可以根據需要，在任意時間製作報表和瀏覽報表。

 

      氨綸實時數據庫係統建立在安全穩定運行的ESP-iSYS實時數據庫的基礎上，為企業提供了一個全新的基於瀏覽器服務器（B/S）模(mo)式(shi)的(de)生(sheng)產(chan)監(jian)控(kong)平(ping)台(tai)，定(ding)期(qi)獲(huo)取(qu)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)的(de)生(sheng)產(chan)和(he)工(gong)藝(yi)數(shu)據(ju)並(bing)生(sheng)成(cheng)各(ge)類(lei)報(bao)表(biao)。同(tong)時(shi)在(zai)這(zhe)個(ge)數(shu)據(ju)平(ping)台(tai)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)實(shi)現(xian)了(le)關(guan)鍵(jian)數(shu)據(ju)的(de)趨(qu)勢(shi)分(fen)析(xi)、對比，提高了生產管理人員的工作效率和全廠工藝人員查詢數據的效率。

 

      實時數據庫共采集位號約2500個點，已在企業穩定運行1年以上，係統運行良好；整個係統極大地方便了管理人員，如原先儲罐物質盤點一個月一次，現在改為實時生成，調度人員據此增加倒罐的靈活性；原來“聚合添加量明細表”是來源於現場手工記錄

，一般一周產生一張彙總表
，誤差比較大

，現在改為隨時可以根據需要進行實時查詢
，數據準確無誤。