PI實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)詳細介紹

1、PI實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)詳細介紹PI.實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)-詳細介紹2010-08-2011:50PI實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(PlantInformationSystem)是由美國OSISoftware公司開發(fā)的基于C/S、B/S結(jié)構(gòu)的商品化軟件應(yīng)用平臺，是工廠底層控制網(wǎng)絡(luò)與上層治理信息系統(tǒng)連接的橋梁，PI在工廠信息集成中扮演著特別和重要的角色。PI實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)適用于電力、石油、化工、冶金、造紙、制藥、水處理、食品飲料、通訊等各種生產(chǎn)流程企業(yè)的生產(chǎn)過程優(yōu)化。PI是全世界裝機量最多的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，已成為OSI公司的標志產(chǎn)品。美國OSISoftware公司創(chuàng)建于1980年，總部設(shè)在加州SanLeandro。在休斯

2、頓、西雅圖、克里夫蘭設(shè)有分部，在美國的IL、FLMOMANYNC等州設(shè)有辦事處，在澳大利亞、新西蘭、德國、新加坡設(shè)有辦事處，全球范圍有超過50多個分銷商，智網(wǎng)科技(杭州)有限公司是OSISoftware公司在中國的指定分銷商。同時，智網(wǎng)科技還利用自身的技術(shù)優(yōu)勢，在PI系統(tǒng)的平臺上，二次開發(fā)了諸多的電廠應(yīng)用子系統(tǒng)，使用戶十分方便地進行電廠生產(chǎn)過程優(yōu)化及安全運行治理。OSISoftware公司與Microsoft、SAPKB*聞名公司保持著良好的合作關(guān)系，PI的客戶端產(chǎn)品中底層完全采用微軟Windows技術(shù)，同時也將用戶界面Windows化。迄今為止，PI的客戶端模塊以功能強盛、靈活、易用的特點在

3、業(yè)界一直保持著領(lǐng)先的地位。OSISoftware公司還與世界上幾乎所有的DCS/PLC廠商保持著良好合作關(guān)系，這就使得PI與DCS/PLC勺數(shù)據(jù)接口建立在堅實的基礎(chǔ)之上。PI實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述世界上眾多的企業(yè)都熟悉到生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)是企業(yè)最有價值的信息財富，是整個企業(yè)信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。但是，假如生產(chǎn)現(xiàn)場缺乏數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不完整或者不一致，以及歷史數(shù)據(jù)丟失，都將導致管理者對工廠的現(xiàn)狀無法判斷，給管理帶來困難，嚴峻時甚至導致工廠停產(chǎn)，發(fā)生事故等等。二十年來，OSISoftware公司一直致力于實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的開發(fā)工作，使得PI系統(tǒng)成為世界上最優(yōu)秀的實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。目前，全世界超過80個

4、國家的6500套PI系統(tǒng)正在投入運行中，其中全球電力企業(yè)超過30%使用PI,而且購買PI的用戶每年以25%勺速度增長，使得PI的裝機量近萬套，成為全球裝機量最多的實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。每年一度的OSI用戶大會都吸引著來自全球各地幾百家的用戶和廠商匯聚OSI。OSI提供全球24/7不間斷的技術(shù)支持已有20多年。作為獨立的商品化的軟件，OSI每年都將30%勺銷售收入投入到PI產(chǎn)品的研發(fā)中去，保持產(chǎn)品的領(lǐng)先地位。PI用于工廠數(shù)據(jù)的自動采集、存貯和監(jiān)視。作為大型實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，PI可在線存貯每個工藝過程點的多年數(shù)據(jù)。它提供了清晰、精確的操作情況畫面，用戶既可瀏覽工廠當前的生產(chǎn)情況，也可回顧過去的生產(chǎn)

5、情況。同時，PI為最終用戶和應(yīng)用軟件開發(fā)人員提供了快捷高效的工廠信息。由于工廠數(shù)據(jù)存放在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫中，公司中的所有人，無論在什么地方都可以看到和分析相同的信息。PI客戶端的應(yīng)用程序可以使用戶很輕易的對工廠級和公司級實施管理，諸如改進工藝，TQG故障防備維護等。通過PI可集成產(chǎn)品計劃、維護管理、專家系統(tǒng)、LIMS和優(yōu)化/建模等應(yīng)用程序。PI在業(yè)務(wù)管理和實時生產(chǎn)之間起到橋梁作用。PI的核心-歷史數(shù)據(jù)管理工廠的歷史數(shù)據(jù)對公司來說是很有價值的。PI的核心就是數(shù)據(jù)檔案管理，它采集并存貯與生產(chǎn)流程相關(guān)的上千、上萬點的數(shù)據(jù)。多年應(yīng)用歷史數(shù)據(jù)庫管理的經(jīng)驗告訴我們，現(xiàn)在要知道將來在進行分析時，哪些數(shù)據(jù)是必須

6、的，是非常困難的。因此，保存所有的數(shù)據(jù)是防止丟失所需信息的最好方法。沒有工廠歷史數(shù)據(jù)管理，對于重建工廠歷史數(shù)據(jù)是幾乎不可能的。要改進產(chǎn)品，必須具備與之相關(guān)的PI采集、存貯流程信息，并把這些數(shù)據(jù)提供應(yīng)人們，其他應(yīng)用程序可從這些數(shù)據(jù)中精選出有意義的信息。這些信息可以用來指導工藝改進，降低物耗，增加產(chǎn)量。PI的C/S結(jié)構(gòu)PI是一個真正的C/S計算機環(huán)境，它所使用的智能結(jié)構(gòu)可在多種系統(tǒng)配置下運行。PI數(shù)據(jù)服務(wù)器提供信息集中采集和系統(tǒng)的維護。PI客戶可處理手中所有的最大數(shù)量的信息。在全廠或全公司可使用多個PI數(shù)據(jù)服務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)器小的可以是一千點，大的可達到數(shù)十萬點。每個PI都可同時與一個或多個實時系統(tǒng)相聯(lián)

7、，并可讀/寫幾乎任何實時設(shè)備或數(shù)據(jù)庫。PI通常用來在兩個不同廠商的產(chǎn)品之間傳送信息。這種靈活的，功能強盛的結(jié)構(gòu)為信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化提供了自由度。PI可支持的用戶個數(shù)沒有限制。只要安裝PI服務(wù)器的機器性能以及網(wǎng)絡(luò)性能答應(yīng)，看不出對客戶端用戶數(shù)有什么限制。在PI上使用的大多數(shù)應(yīng)用程序都是客戶端應(yīng)用程序產(chǎn)品，這些應(yīng)用程序所需的系統(tǒng)資源比終端對話或X-Windows登錄到中央主機所需的系統(tǒng)資源還少。PI的設(shè)計原理為操作或生產(chǎn)獲取所有相關(guān)數(shù)據(jù)由于采集了所有的工藝數(shù)據(jù)，PI可以生成工廠過去和現(xiàn)在的操作情況的畫面。如：產(chǎn)品質(zhì)量工程師可能要分析影響一批產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù)，維護工程師可能要看特定設(shè)備的長期數(shù)據(jù)，

8、并查看在運行中有什么問題。工藝工程師常常注重單個工藝單元短期信息。PI統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫可讓用戶以不同的視角訪問相同的信息。在線存貯長期數(shù)據(jù)目前在使用的PI,大多數(shù)保存了多年的工藝數(shù)據(jù)。在線數(shù)據(jù)即是用戶或應(yīng)用程序所要求的秒級數(shù)據(jù)。保存多年的工藝數(shù)據(jù)，使用戶可提取工藝的季節(jié)變化數(shù)據(jù)、分析設(shè)備運行時間，查看產(chǎn)品或物料的生產(chǎn)周期。PI的應(yīng)用工具還可在離線介質(zhì)上創(chuàng)建永久的檔案。通常情況下，用戶訪問的有效數(shù)據(jù)是在硬盤上。以數(shù)據(jù)原型存貯OSISoftware公司認為，數(shù)據(jù)采集和存貯應(yīng)保持原有的時間問隔、精度，而不考慮將來怎么用。過去，許多公司用大量的歸納數(shù)據(jù)來減少數(shù)據(jù)存貯的空間。這樣做有兩個原因，第一，減少存

9、貯所需空間，第二，存貯的數(shù)據(jù)與某一批產(chǎn)品相關(guān)。PI存貯了工藝和事件的所有信息，例如，一個工藝量變化很快，這點的數(shù)據(jù)需要以較短的時間問隔來存貯，PI采用的壓縮技術(shù)可以存貯數(shù)千點的數(shù)據(jù)，而不需要大量的磁盤空間。旋轉(zhuǎn)門壓縮技術(shù)彳證了從PI的歷史數(shù)據(jù)中取出的數(shù)據(jù)滿意該點所要求的精度。數(shù)據(jù)只存貯一次數(shù)據(jù)只存貯一次，公司中所有的人或應(yīng)用程序，可以訪問相同數(shù)據(jù)而用于不同目的。PI以數(shù)據(jù)的基本形式存貯。系統(tǒng)可對數(shù)據(jù)進行任何格式的計算。根據(jù)用戶或應(yīng)用程序的要求，也可進行數(shù)據(jù)的歸納處理。PI的優(yōu)勢PI成功推出的一個主要特點是因為它具備一個商品化軟件生產(chǎn)所有的特性。OSISoftware公司是一個軟件產(chǎn)品公司，它推

10、向市場的新產(chǎn)品是與客戶緊密聯(lián)系的。由于PI不提供特別的程序開發(fā)服務(wù)，PI易于安裝、維護和使用。OSISoftware公司開發(fā)了相應(yīng)集成器，提供很好的集成服務(wù)，并可在PI的上端開發(fā)應(yīng)用以滿意這些用戶的要求。PI的性能OSISoftware公司不僅在軟件功能上而且在軟件的性能上下了大量功夫。軟件的性能包括軟件的可靠性、用戶或應(yīng)用程序所要求的執(zhí)行速度兩個方面。PI的速度非?？欤悄壳八行畔⑾到y(tǒng)中最快的。PI的分布式結(jié)構(gòu)PI采用分布式結(jié)構(gòu)，可采集任何數(shù)量PI網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上的數(shù)據(jù)，PI網(wǎng)絡(luò)不僅提供遠程數(shù)據(jù)采集，同時也提供了當PI主節(jié)點失效時數(shù)據(jù)項的隊列管理。大多數(shù)接口也支持PI網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的容錯，就是說當有

11、故障時，仍舊可以繼承采集PI網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或接口設(shè)備的數(shù)據(jù)。不僅有分布式數(shù)據(jù)采集，而且一些客戶已經(jīng)選擇了分布式數(shù)據(jù)存貯。客戶端模塊（PI-PCDatalink,PI-ProcessBook,PI-API,PI-ODBC濟B可與任何數(shù)量的PI服務(wù)器通信。這就為我們的客戶提供了與其他系統(tǒng)中數(shù)據(jù)進行比較的可能。例如：你可能想比較廠內(nèi)兩個裝置甚至不同的兩個裝置的操作數(shù)據(jù)。對這種從不同PI服務(wù)器來的不同時間段的數(shù)據(jù)，可進行完美的管理。先進的服務(wù)器技術(shù)PI2.0X和早期的版本是在DECVAX機VMS!作系統(tǒng)下開發(fā)的。PI2.0X軟件是用DEC弋碼管理軟件的C語言寫成。PI3.0在HP的代碼管理系統(tǒng)中用C寫成，保

12、證PI源代碼的單一性。PI3.0具有編譯的靈活性，可支持多種操作系統(tǒng)，包括微軟WindowsNT服務(wù)器和各種UNIX操作系統(tǒng)。PI3.0支持的平臺包括：AXPNTIntelNT,Sun-Solaris,HP-UXIBM-AIX?？蛻粼谶x擇PI主節(jié)點服務(wù)器時可在CompaqHP,SUNIBM,DEC其他服務(wù)器中選擇最好的機器。數(shù)據(jù)庫技術(shù)PI系統(tǒng)是一套商品化的實時數(shù)據(jù)庫軟件，主要用于存貯和獲取時間序列的實時數(shù)據(jù)。PI系統(tǒng)具有最強的裝置歷史數(shù)據(jù)應(yīng)用功能。PI數(shù)據(jù)庫的所謂字段，在大多數(shù)情況是代表了現(xiàn)場實際中的“工位號，用戶可以將任意“工位號加到PI歷史數(shù)據(jù)庫中。這些字段用來修改、維護數(shù)據(jù)庫的信息。PI

13、工位號數(shù)據(jù)庫為用戶提供了六種用戶自定義的字段，這樣就能保證每一套PI系統(tǒng)都可根據(jù)用戶的需要完成他們自己的應(yīng)用，同時PI系統(tǒng)的固定結(jié)構(gòu)也能保證軟件維護的統(tǒng)一性。大多數(shù)用戶還在使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)來實施廣泛的數(shù)據(jù)應(yīng)用工作。PI系統(tǒng)的用戶完全可以汲取PI數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫兩者技術(shù)的優(yōu)點，而不必犧牲各自的特點。OSISoftware在PI服務(wù)器上支持微軟公司的開放數(shù)據(jù)庫連接標準”，并形成PI-ProcessBook模塊。PI產(chǎn)品使用該項技術(shù)后，使用戶可以享受兩種技術(shù)的完美結(jié)合。支持微軟的體系結(jié)構(gòu)基于窗口（Windows）的開發(fā)OSISoftware公司花了大力氣于PI系統(tǒng)用戶端，使之完全兼容Wind

14、ows體系結(jié)構(gòu)，以及OLE2服務(wù)器和數(shù)據(jù)存貯器）和01改術(shù)oPI系統(tǒng)也同樣支持微軟新的基于目標的文件結(jié)構(gòu)技術(shù)。PI是第一個在客戶端產(chǎn)品中在低層完全采用微軟Windows技術(shù)并將界面Windows化的實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，迄今為止，PI的客戶端模塊之功能強大、靈活、易用在業(yè)界一直保持著領(lǐng)先的地位。OLE目標鏈接和嵌入微軟的目標鏈接和嵌入第2.0版本（OLE2.0）提供了程序和程序中的目標相互交互的結(jié)構(gòu)。PI-ProcessBook完全支持OLE牙口ActiveX技術(shù)，其中包括兩個功能。第一是數(shù)據(jù)存貯器的功能：答應(yīng)用戶從其它應(yīng)用中將目標”嵌入、鏈接進入ProcessBook；第二是服務(wù)器的功能：允許Pr

15、ocessBook入口被服務(wù)或嵌入到其它應(yīng)用中。ODBCF放數(shù)據(jù)連接開放數(shù)據(jù)連接（ODBC足微軟SQL存取組執(zhí)行的層面接口標準。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫供應(yīng)商遵循該標準以保證任何標準的ODBCH戶應(yīng)用都可以存取數(shù)據(jù)。OSISoftware公司也遵循ODBCS準并在產(chǎn)品中應(yīng)用。由于OSISoftware公司的用戶數(shù)據(jù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)壓縮等方面的需要，PI歷史數(shù)據(jù)庫不是基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的。但是PIODBC服務(wù)器使得PI數(shù)據(jù)在應(yīng)用和用戶感受方面就象是PI數(shù)據(jù)是存貯在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的表中一樣。用這種方式，PI系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫被設(shè)計成可以非常方便的與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進行交互，而不必將PI或關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)先復制到某一區(qū)域，然后

16、再從這區(qū)域由另一個數(shù)據(jù)庫來存取。簡而言之，OSISoftware公司引入了外部接口功能，可在基于Windows的PI-ProcessBook這一用戶端使用。這一特征允許用戶從PI系統(tǒng)這一端，去觀察與ODBO容的任意一個數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。由于支持ODBCS準，PI系統(tǒng)就不必要為了提供集成查詢能力而擴展或修改其表的功能。建議假如用戶需要增加信息獲取量，可以在用戶所選的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中自選設(shè)計新的表這樣許多現(xiàn)代的報告生成和查詢工具就可以跨數(shù)據(jù)庫的查詢與結(jié)合。簡樸的說，PI-ProcessBook可以從外部關(guān)系型數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)，同時在PI數(shù)據(jù)庫中將數(shù)據(jù)顯示、使用。這些查詢也可以是PI和外部數(shù)據(jù)庫相互交互進

17、行的。PI服務(wù)器端和客戶端軟件功能介紹PI是一個模塊化軟件系統(tǒng)，主要分為客戶端模塊和服務(wù)器端模塊，現(xiàn)將上述所選模塊的功能介紹如下：服務(wù)器端模塊PI-BP(PISystem-ServerbasePackage)PI-BP是PI的基本模塊，包括:數(shù)據(jù)檔案(DataArchive)事件檔案(EventArchive)PI-PE,PI-ODBC-SVPI-API-NT等模塊。數(shù)據(jù)檔案保存有與生產(chǎn)過程相關(guān)的數(shù)據(jù)，如：壓力、流量、溫度、設(shè)定點、開/關(guān)等信息。核心子系統(tǒng)包括以下幾部分：*實時數(shù)據(jù)管理(Snapshot)*歷史數(shù)據(jù)管理(Archive)*位號(Tag)定義管理(baseSubsystems)*

18、數(shù)據(jù)備份與恢復(DataBackupandrecovery)*存取方法(Accessroutines)*位號(Tag)屬性值及數(shù)據(jù)更新管理(UpdateManager)*客戶網(wǎng)絡(luò)哀求管理(PINetworkManager)*批處理管理子系統(tǒng)(PIBatchSubsystem)*報警管理子系統(tǒng)(AlarmSubsystem)*系統(tǒng)配置和系統(tǒng)管理實用程序(Configurationandadministrativeutilities)*兩個模仿接口子系統(tǒng)(RandomandRampSoak)*PI-APIfortheHomeNode(服務(wù)器端應(yīng)用可編程接口)PI-PE(PerformanceEqu

19、ation)此模塊提供各種函數(shù)及邏輯計算功能或用戶自定義復雜的計算公式，用戶僅用簡樸的代數(shù)算式就可計算無法直接從控制系統(tǒng)中取得的數(shù)據(jù)，如流量補償、準確的溫度等。該軟件包計算結(jié)果可以通過自定義軟位號”的方式直接存入數(shù)據(jù)檔案。用戶也可將自己開發(fā)的C或FORTRAN序與此模塊鏈結(jié)使用。PI-ODBC-SV(PI-ODBCServer)PIODBC允許用戶應(yīng)用標準的ANSISQL訪問PI數(shù)據(jù)庫，它在PI數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之間架起一道橋，使得兩種數(shù)據(jù)庫可以相互使用而不用復制數(shù)據(jù)庫。PI-API-NT(PIAPINode)PIAPINode主要是作為一個數(shù)據(jù)源的掃描節(jié)點,它具有數(shù)據(jù)隊列功能，即在主節(jié)點因

20、軟、硬件升級等原因引起離線時，PIAPI節(jié)點可暫存采集的數(shù)據(jù)，等主節(jié)點恢復正常后，再把隊列中數(shù)據(jù)傳送至主節(jié)點機的PI數(shù)據(jù)庫里，從而保證數(shù)據(jù)的完整性?？蛻舳四KPI-PB這是一個客戶端流程畫面在線組態(tài)和運行工具。以流程圖和趨勢圖的方式組織和顯示來自PI實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。它與微軟的Windows標準完全兼容。其特點有：*提供記事本的操作環(huán)境；*支持普遍使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(如TCP/IP,DECnet);*為用戶提供一個圖形界面，用戶可在此建立或顯示各種畫面，如趨勢圖，流程圖，棒圖動態(tài)圖形；*具有Windows軟件的縮放、拖曳等功能，另有點搜索功能幫助用戶查找所需的點；*自定義數(shù)據(jù)集(Dat

21、aSet)可以讓用戶隨時對任意數(shù)據(jù)進行加工處理和分析；*對用戶的一些特別需求可用此軟件內(nèi)嵌的VBA作簡單的編程來實現(xiàn)。該工具易學易用，并具有較強的伸縮性和功能擴展性；工藝工程師和生產(chǎn)管理者使用該工具可以及時把握過程的變化，并實時的作出有關(guān)生產(chǎn)和管理方面的決策。PI-PCAPI-DataLink?PI-DataLink提供一種通過電子表格軟件如Excel,Lotusl-2-3訪問實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的接口。用戶可在Excel中通過該工具直接取得服務(wù)器中的實時數(shù)據(jù)，用于分析或改進工藝流程，編制各種應(yīng)用報表。PI-ActiveView提供以WEBf式瀏覽全廠的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，作為一個ActiveX控件，將工

22、廠實時數(shù)據(jù)與國際互聯(lián)網(wǎng)緊密的結(jié)合起來，實現(xiàn)了在Internet/Intranet環(huán)境下進行信息發(fā)布、趨勢分析等多項功能。PI-ODBC-PC(PIAccesstoODBC)PI-ODBC-PC允許客戶端用戶使用標準的ANSISQL*訪問PI實時數(shù)據(jù)，在任何支持ODBCSQ的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中,用戶可使用MIS系統(tǒng)透明的訪問PI實時數(shù)據(jù)。PI-SDK提供面向?qū)ο蟮念悗旃┯脩糸_發(fā)應(yīng)用程序，用戶使用該工具編程可以提高開發(fā)效率，該工具可以在VC+VBvbscript等開發(fā)環(huán)境下使用。PI-SQC實時統(tǒng)計質(zhì)量控制是為與生產(chǎn)過程有關(guān)的操作員、工程師、過程管理者設(shè)計的對在PI系統(tǒng)中的實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析的工具。它能辨別隨機波動和過程變化，可應(yīng)用于生產(chǎn)的過程優(yōu)化。這個軟件包使得實施數(shù)據(jù)庫的用戶具有在線過程統(tǒng)