作者：鄭衡 安徽中煙工業公司蕪湖卷煙廠技改辦

    應用背景

    為打造自動化生產、集中式監控和信息化管理的新型卷煙生產線，蕪湖卷煙廠製絲線通過“十五”技改實施了功能較為完善的車間級生產信息管理係統，實現了對工藝質量參數的過程監視與遠程設定、對設備運行狀態的實時監視與遠程控製
、自動故障報警與事件消息，設備、工藝
、質量等生產相關信息的遠程集中管理，為生產決策提供數據支持。

　　信息的獲取
、傳遞、處理
、展(zhan)示(shi)是(shi)生(sheng)產(chan)信(xin)息(xi)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)的(de)內(nei)在(zai)運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)和(he)主(zhu)要(yao)任(ren)務(wu)，而(er)數(shu)據(ju)作(zuo)為(wei)信(xin)息(xi)的(de)載(zai)體(ti)是(shi)係(xi)統(tong)的(de)首(shou)要(yao)對(dui)象(xiang)，生(sheng)產(chan)信(xin)息(xi)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)從(cong)數(shu)據(ju)層(ceng)麵(mian)描(miao)述(shu)可(ke)以(yi)認(ren)為(wei)是(shi)以(yi)實(shi)時(shi)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)為(wei)核(he)心(xin)建(jian)立(li)的(de)一(yi)個(ge)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)。數(shu)據(ju)流(liu)通(tong)過(guo)特(te)定(ding)的(de)係(xi)統(tong)架(jia)構(gou)實(shi)現(xian)
，係(xi)統(tong)設(she)計(ji)采(cai)用(yong)了(le)典(dian)型(xing)的(de)“三層三網”架構

，即最底層設備控製網、中間層集中監控網、zuigaocengxinxiguanliwang。gezhongshengchanxiangguandeguochengshujuzuoweishengchanxinxidezaiti，youjizhongjiankongcengdeshishilishishujukuxitongtongguocaijiqicongdicengshangweicaiji，bingchuansongdaoxinxiguanliceng。shishilishishujukubanyanzheguanjiandexinxichuandishuniujiaose，bixubaozhengdicengshujuhuoqudeshishixinghekekaoxing，tongshiquebaogeixinxiguanlicengyigewendingde、便捷的數據接口。因此，數據采集係統特別強調了實時曆史數據庫平台的選擇。

　　係統需求

　　實時曆史數據庫平台以標簽點的形式實時分布采集
、存儲底層控製帶有時間序列性質的過程數據
、消息和報警或者其他外部應用數據
，並針對這些數據提供實時管理和應用能力。實時曆史數據庫平台的結構設計、係統配置
、軟件編製，必須保證生產過程數據采集過程的實時性、數據的完整性，同時也必須滿足軟件平台、硬ying件jian平ping台tai的de兼jian容rong要yao求qiu，保bao證zheng係xi統tong整zheng體ti的de可ke靠kao性xing，還hai需xu要yao保bao證zheng係xi統tong及ji其qi數shu據ju的de安an全quan。此ci外wai，實shi時shi曆li史shi數shu據ju庫ku平ping應ying具ju有you開kai放fang性xing和he擴kuo展zhan性xing，以yi滿man足zu企qi業ye不bu斷duan發fa展zhan對dui信xin息xi綜zong合he應ying用yong的de要yao求qiu。

　　具體說必須滿足以下性能要求：

　　千位以上I/O 點采集能力；

　　毫秒級的數據采集速度
；

　　嚴格的時間精度；

　　強大的數據回溯能力
；

　　 開放的歸檔訪問接口
；

　　簡便的組態和嚴格的安全管理
；

　　良好的容錯結構；

　　在保證性能的前提下，盡可能減少硬件開銷，做到經濟存儲。

　　解決方案

　　實時數據庫與傳統數據庫的本質區別就在於其事務處理有定時限製。通常，普通的關係型數據庫例如Microsoft SQL Serverxilieshujukuchanpinyouyuchuantongshujukushiwuchulidechuanxinghua，xianzhileshishixitongdeshiwuzhixingdebingfadu，wufamanzushujucaijidatuntuliangdeshijianjingduyaoqiu。qichudeshujucaijixitongshejifanganxuanzeshiyongyudicengS7 係列PLC 同品牌的WinCC 作為HMI組態軟件並利用OPC 服務采集底層數據
，再將這些數據傳給服務器上的Oracle 數據庫。

　　這一方案在功能上基本可以滿足需要，但隨著係統投入使用後，Microsoft SQL Server作為關係型數據庫，一個突出的缺陷暴露出來：shujuyasuonenglibuzu。zhisixianmeitiandapilianglianxushengchandaozhishujuguidangdaliangzengjia，xitongtourushiyongbannianhou，daliangdeshujujilukaishidaozhicipankongjianbuzubingyingxianglezhenggexitongdexiangyingsudu。weici，zaizengdacipankongjiandetongshi，xuyaodingqiduishujukuzuoweihu，qieweihujiangeyuelaiyueduandanhuafeishijianqueyuelaiyuechang。weibuyingxiangshengchan，zheleiweihuwangwangyouxuyaozaitingchanqijianjinxing，zheyouyujuanyanzhizaolianxuhuashengchandeyaoqiubushiying。

　　為徹底解決上述問題，經過對諸多實時數據庫產品的比較，最終選擇了GE Proficy Histrian實時曆史數據庫。在兩台WinCC 服務器上均安裝Historian OPC Collector，負(fu)責(ze)高(gao)速(su)采(cai)集(ji)來(lai)自(zi)生(sheng)產(chan)現(xian)場(chang)和(he)中(zhong)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)所(suo)以(yi)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)數(shu)據(ju)
，一(yi)方(fang)麵(mian)在(zai)實(shi)時(shi)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)存(cun)儲(chu)以(yi)供(gong)曆(li)史(shi)趨(qu)勢(shi)分(fen)析(xi)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)完(wan)成(cheng)對(dui)企(qi)業(ye)服(fu)務(wu)器(qi)中(zhong)設(she)置(zhi)的(de)生(sheng)產(chan)事(shi)件(jian)模(mo)型(xing)進(jin)行(xing)觸(chu)發(fa)。

　　Histrian具有超效的數據壓縮能力
，采集器可進行第一級數據壓縮(死區/例外更新)再加上歸檔采用斜率算法，實現高效數據壓縮。Historian將存儲的數據壓縮到隻占磁盤極小空間
，平均每個數據值隻占3個字節。

　　Historian每秒超過20000事件的高速持續存儲和檢索，Historian能夠為信息采集、存儲和檢索提供強大性能。

　　Historian通過時間標簽使所有的采集器自動與服務器保持時間同步，保證了精確的時間標簽分辨率。因此

，既使各PC機ji時shi間jian不bu同tong，仍reng能neng非fei常chang方fang便bian快kuai捷jie地di創chuang建jian基ji於yu事shi件jian時shi序xu的de分fen析xi報bao告gao。采cai集ji器qi的de存cun儲chu和he轉zhuan發fa功gong能neng，可ke對dui已yi配pei置zhi的de采cai集ji點dian自zi動dong采cai集ji，同tong時shi通tong過guo自zi動dong重zhong新xin連lian接jie的de方fang式shi保bao證zheng與yu服fu務wu器qi的de連lian接jie，從cong而er確que保bao數shu據ju的de完wan整zheng。

　　Historian 簡化了數據標簽的創建和組態，允許用戶瀏覽數據服務器，並在Historian中(zhong)自(zi)動(dong)創(chuang)建(jian)數(shu)據(ju)標(biao)簽(qian)。這(zhe)樣(yang)無(wu)需(xu)輸(shu)入(ru)任(ren)何(he)數(shu)據(ju)就(jiu)可(ke)以(yi)組(zu)態(tai)大(da)量(liang)的(de)數(shu)據(ju)標(biao)簽(qian)
，避(bi)免(mian)發(fa)生(sheng)輸(shu)入(ru)錯(cuo)誤(wu)，並(bing)可(ke)以(yi)在(zai)幾(ji)小(xiao)時(shi)內(nei)完(wan)成(cheng)從(cong)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)的(de)安(an)裝(zhuang)到(dao)成(cheng)千(qian)上(shang)萬(wan)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)配(pei)置(zhi)。

　　Historian 支持豐富的數據類型
，包括數字、字符串和二進製對象（例如文檔

、圖像和其它文件）。Historian 為wei所suo有you數shu據ju點dian建jian立li索suo引yin，並bing可ke通tong過guo產chan品pin代dai碼ma和he其qi它ta數shu據ju值zhi實shi現xian數shu據ju檢jian索suo，大da大da簡jian化hua生sheng產chan過guo程cheng中zhong或huo不bu同tong生sheng產chan階jie段duan數shu據ju的de比bi較jiao和he分fen析xi。同tong時shi
，可ke以yi存cun儲chu和he檢jian索suo包bao括kuo插cha入ru值zhi、平均值

、最大值、最小值和標準偏差在內的計算值。Historian 還能夠對任何OPC 報警和事件服務器進行采集，采集的數據通過Microsoft SQL Server jiashangguochengshujubiaoqian，wuxujinxingrenhepeizhi。caijidebaojingheshijianshuju，cunchuzaidanyideanquanshujukuzhong，yeketongguoshujukuguanliqitongshiduiqijinxingguanli。

　　Historian 具有開放的應用接口，提供兩種標準接口，OLE DB 以及一個軟件開發套件(SDK)，並提供多種選配客戶端工具和應用程序。用戶可將Historian 集成到OLE DB 兼容的應用程序中，如 Microsoft Excel、Microsoft SQL Server
，可嵌入Excel 報表，也可以用標準SQL 指令查詢數據、報警
、事件信息。

　　受益之處

　　GE Proficy Historian以卓越的吞吐量和實時性表現為信息決策係統提供了豐富、準確、可靠的數據，並通過計算工具，對工業現場的生產數據進行處理
，實現了數據到信息的轉換。通過對生產過程的實時監控
，收集、處理生產過程中的實時數據以支持生產計劃的優化分解，生成與生產調度相關的各類資源計劃
，實現生產集中調度的管理模式。通過“實時”過程和生產信息與曆史值的比較，可快速改善企業整體生產過程。借助Historian，上位的應用開發都能夠得到數據支持。信息管理係統統對從Historian獲得的數據進行實時分析、統計
，並以可定製圖文報表的形式展示發布，為提高產品質量及管理決策提供科學的數據依據，從而提高企業的生產管理水平。

　　參考建議

　　類似的係統可以考慮將Historian 企業級實時曆史數據服務器結合Proficy iFIX SCADA係統，利用高級數據分析產品如iFIX 或Historian Excel 加載宏分析數據，通過ProficyPortal 可視化數據
，再配合Proficy Plant Application 等Proficy 運營管理工具，即充分利用Proficy 平台化效能，盡可能將業務應變需求從技術瓶頸中解放出來，最大程度地實現業務的靈活性。

　　關於GE 智能平台

　　GE 智能平台是一個提供高新技術的企業
，它為世界各地的用戶提供用於自動化控製的軟件
、硬件和技術服務以及嵌入式計算。我們為用戶提供一個獨特的，靈活的，超可靠的技術基礎
，使得他們在包括能源
、水處理、消費品、國防和防禦

，以及通訊等產業領域獲得持續的優勢。GE 智能平台是一家總部設在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾的全球性企業
，是GE 企業解決方案集團公司的一員。想獲取更多信息
，請訪問：www.ge-ip.com。