1.能源管理平臺(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)
1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
1.2 模塊總體設(shè)計(jì)達(dá)到的要求
根據(jù)上述業(yè)務(wù)目標(biāo)要求，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具備：
? 對(duì)來(lái)自各分公司生產(chǎn)過(guò)程中的各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)、高質(zhì)量采集和集中、穩(wěn)定存儲(chǔ)；
? 對(duì)各種信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼希诰蚝吞釤挘瑸樾畔⑾到y(tǒng)的各種應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)來(lái)源；
? 為開(kāi)放型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，使基于此平臺(tái)所有應(yīng)用軟件協(xié)同工作；
? 支持各種桌面應(yīng)用程序，并能夠進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)分析，為用戶提供趨勢(shì)分析報(bào)告等實(shí)用信息；
? 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為企業(yè)級(jí)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是過(guò)程信息實(shí)時(shí)管理的基礎(chǔ)架構(gòu)，將為EMS能源管理系統(tǒng)及ERP系統(tǒng)的建設(shè)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐。
1.3系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖
系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖
系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖如上圖所示，分為生產(chǎn)企業(yè)側(cè)和動(dòng)力集團(tuán)總部側(cè)。
（一）生產(chǎn)企業(yè)側(cè)
在各化工廠，部署廠級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，其上安裝紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件（包括OPC接口軟件等）。通過(guò)OPC接口軟件將各分公司獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集并上傳至總部側(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。
分公司實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)具有緩存功能，當(dāng)由于網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器或其他故障引起數(shù)據(jù)無(wú)法上傳時(shí)，分公司實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)緩存從監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)上傳恢復(fù)時(shí)，將緩存的這部分?jǐn)?shù)據(jù)繼續(xù)上傳恢復(fù)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)完整性和準(zhǔn)確性。利用緩存功能，能夠有效地防止數(shù)據(jù)丟失，而且單個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障不影響其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集，起到故障隔離作用。
（二）集團(tuán)總部側(cè)
為保證系統(tǒng)安全，總部側(cè)劃分為2個(gè)網(wǎng)絡(luò)，分別是管控網(wǎng)層和管理網(wǎng)層。在管控網(wǎng)安裝紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為核心，提供數(shù)據(jù)的采集、壓縮存儲(chǔ)、查詢、管理等功能，配有管理工具對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行配置管理；關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)各分公司關(guān)系數(shù)據(jù)。應(yīng)用服務(wù)器用于繪制流程圖，制作報(bào)表，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應(yīng)用。管理網(wǎng)層中Web服務(wù)器用于網(wǎng)頁(yè)發(fā)布，可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)的形式對(duì)流程圖、趨勢(shì)圖進(jìn)行瀏覽。同時(shí)系統(tǒng)可與EMS系統(tǒng)相連，便于EMS系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的應(yīng)用。
數(shù)據(jù)采集是指從各種監(jiān)控系統(tǒng)中讀取所需數(shù)據(jù)，通過(guò)安全可靠的通信信道傳輸?shù)焦究偛浚M(jìn)入相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備的過(guò)程。
數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)保持現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)原有的時(shí)間間隔和精度，也可根據(jù)用戶的需要自由定義采集周期和精度，系統(tǒng)可支持毫秒級(jí)的時(shí)間精度。
在對(duì)各監(jiān)控系統(tǒng)的采集方面，紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供OPC采集接口、MODBUS采集接口等，還提供專有系統(tǒng)接口，如電力系統(tǒng)101、103等，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集。
為達(dá)到公司總部鏈路建設(shè)的目標(biāo)要求，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)構(gòu)建中，應(yīng)始終堅(jiān)持以下建網(wǎng)原則：
n 高可靠性：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是應(yīng)用系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵保證，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中選用高可靠性網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，合理設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，制訂可靠的網(wǎng)絡(luò)備份策略，保證網(wǎng)絡(luò)具有故障自愈的能力，最大限度地支持各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
n 標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，具有開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，便于將來(lái)系統(tǒng)升級(jí)，以及和其它系統(tǒng)的專網(wǎng)、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等的聯(lián)接。
n 靈活性及可擴(kuò)展性：根據(jù)未來(lái)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)和變化，網(wǎng)絡(luò)可以平滑地?cái)U(kuò)充和升級(jí)，減少最大程度的減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和現(xiàn)有設(shè)備的調(diào)整。
在采集各監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，分公司實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)建立后，還需上傳至總部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)之間數(shù)據(jù)傳輸采用紫金橋軟件內(nèi)部提供的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源。
數(shù)據(jù)源建立后，用戶就可以直接使用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)源的用途包括幾個(gè)方面的使用：數(shù)據(jù)訪問(wèn)，圖形對(duì)象的使用，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通訊，時(shí)鐘校準(zhǔn)和安全驗(yàn)證。
舉例實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)通訊：
紫金橋的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)不但是數(shù)據(jù)服務(wù)器而且可以充當(dāng)客戶端訪問(wèn)其它數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)。由于某些復(fù)雜回路的控制或某些全局的優(yōu)化過(guò)程需要多個(gè)變量的參與才能實(shí)施，而這些變量并不能保證其一定在同一個(gè)服務(wù)器中，往往分布在若干個(gè)系統(tǒng)中。這時(shí)往往需要數(shù)據(jù)庫(kù)之間進(jìn)行通訊，把相關(guān)數(shù)據(jù)連接到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中由該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行集中處理。
數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通訊也通過(guò)數(shù)據(jù)源進(jìn)行，它們通過(guò)數(shù)據(jù)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。當(dāng)配置數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)連接時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)主動(dòng)向被連接的服務(wù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)如IO驅(qū)動(dòng)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)等。
舉例時(shí)鐘校準(zhǔn)和安全驗(yàn)證：
系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)由一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)標(biāo)是非常重要的，如果分布式系統(tǒng)其時(shí)鐘不統(tǒng)一，將可能造成系統(tǒng)誤動(dòng)作，連鎖裝置邏輯紊亂，因此需要指定一臺(tái)計(jì)算機(jī)時(shí)間作為系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，這樣就可以避免各系統(tǒng)時(shí)鐘不統(tǒng)一而造成的種種嚴(yán)重后果。客戶端每隔一小時(shí)向主服務(wù)器請(qǐng)求一次時(shí)鐘校準(zhǔn)服務(wù)，與主服務(wù)器時(shí)鐘保持同步。
如果分布式系統(tǒng)的每個(gè)服務(wù)器都需要配置用戶信息，不但不利于不同服務(wù)器之間通訊時(shí)數(shù)據(jù)的安全驗(yàn)證，而且配置工作量很大，十分不便。紫金橋的分布式系統(tǒng)中由主服務(wù)器配置和保存用戶安全數(shù)據(jù)，客戶端每次啟動(dòng)時(shí)向主服務(wù)器備份安全數(shù)據(jù)文件到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，然后每次安全驗(yàn)證都在本地執(zhí)行，這樣可以大大提高系統(tǒng)效率。如系統(tǒng)的定時(shí)調(diào)度中需要多次進(jìn)行安全驗(yàn)證，如果每次都到服務(wù)器請(qǐng)求驗(yàn)證服務(wù)，不但加大了服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，而且由于客戶端和服務(wù)器的通訊有可能需要較長(zhǎng)時(shí)間，這樣大大降低了其執(zhí)行效率。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)提供了各種實(shí)用組件，以便用戶對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行顯示、統(tǒng)計(jì)、分析、報(bào)告。
1.7.1 過(guò)程趨勢(shì)和統(tǒng)計(jì)分析工具
每個(gè)窗口同時(shí)可以顯示8支趨勢(shì)筆，每支筆的起始時(shí)間、時(shí)間范圍可以隨意指定，因此用戶可以對(duì)同一位號(hào)在不同時(shí)刻進(jìn)行比較。在趨勢(shì)圖中，可以用鼠標(biāo)選擇任何區(qū)域，對(duì)其進(jìn)行放大。過(guò)程趨勢(shì)同時(shí)提供統(tǒng)計(jì)分析功能，可以對(duì)任何一段趨勢(shì)曲線的統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算，幫助工藝技術(shù)員和工程師進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
查詢工具提供圖形化和基于查詢語(yǔ)句兩種查詢方式，在圖形化的查詢方式中可以選擇查詢條件，進(jìn)行一些常用的條件查詢，如：位號(hào)過(guò)濾條件、數(shù)值范圍、報(bào)警、時(shí)間、事件（多個(gè)條件可以組合）。
1.7.3 數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)視操作臺(tái)
監(jiān)視操作臺(tái)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)遠(yuǎn)程維護(hù)工具。使用監(jiān)視操作臺(tái)用戶可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置、組態(tài)、數(shù)據(jù)瀏覽、程序狀態(tài)監(jiān)視、系統(tǒng)狀態(tài)、磁盤(pán)使用情況、用戶登錄信息、系統(tǒng)負(fù)荷、啟動(dòng)/停止程序。也可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，操作臺(tái)可以自動(dòng)搜尋局域網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。
系統(tǒng)為重要的生產(chǎn)參數(shù)提供報(bào)警功能，只有一定權(quán)限的用戶才可以確認(rèn)當(dāng)前報(bào)警信息。這樣在不必在現(xiàn)場(chǎng)就可以知道各運(yùn)行參數(shù)是否正常。
重要數(shù)據(jù)的報(bào)警參數(shù)可以動(dòng)態(tài)修改，以適應(yīng)季節(jié)、天氣等外在環(huán)境對(duì)生產(chǎn)的影響。
紫金橋自由報(bào)表是目前功能最強(qiáng)的報(bào)表系統(tǒng)之一，使用它可以滿足絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)格式化的需求，方便靈活的實(shí)現(xiàn)各種類型的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。自由報(bào)表具有豐富的單元格設(shè)置方式，靈活的數(shù)據(jù)處理手段，與關(guān)系庫(kù)的通訊能力及強(qiáng)大的腳本控制能力和靈活的打印方式。
自動(dòng)生成生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表等多種報(bào)表形式，提供多種歷史報(bào)表查詢方式，每一幅報(bào)表都具有打印功能 。
流程圖中以文本、動(dòng)畫(huà)等形式動(dòng)態(tài)顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)狀態(tài)，整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的流程圖可以一目了然的看到 。
1.7.7實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示
所有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都能夠在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)畫(huà)面中瀏覽到，并且數(shù)據(jù)的更新周期能夠達(dá)到秒級(jí)，可以很好的反映出現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)情況。其中的打印功能，能夠?qū)崟r(shí)的打印當(dāng)前數(shù)據(jù)表 。
1.7.8 重要數(shù)據(jù)對(duì)比分析
對(duì)于一些重要數(shù)據(jù)，提供三維直方圖、三維餅圖對(duì)比顯示。每一個(gè)柱形圖都能夠?qū)崟r(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)變化。
系統(tǒng)提供安全管理模塊，對(duì)訪問(wèn)系統(tǒng)的用戶按照部門(mén)、角色進(jìn)行分類，不同類別的用戶分配不同的訪問(wèn)權(quán)限。可精確到對(duì)系統(tǒng)每個(gè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全操作管理；
針對(duì)報(bào)警事件的確認(rèn)，報(bào)警參數(shù)的修改，事故追憶瀏覽等，系統(tǒng)提供安全管理，只有管理員用戶才具有操作權(quán)限 。管理員可在線新建、修改、刪除用戶。
為更加充分的利用和共享生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程能耗信息和生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)的集成，需要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)整合。把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中經(jīng)過(guò)運(yùn)算、匯總數(shù)據(jù)輸出到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而實(shí)現(xiàn)與管理數(shù)據(jù)庫(kù)的集成，為企業(yè)的上層管理提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。除了實(shí)時(shí)生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)還可包括：組態(tài)內(nèi)容，實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，報(bào)警，事件，操作等信息。
