霍尼韋爾實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫在化工企業(yè)信息化中的應(yīng)用

1、霍尼韋爾實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫在化工企業(yè)信息化中的應(yīng)用 在化工企業(yè)信息化的過程中，越來越多的企業(yè)認(rèn)識到，實(shí)時(shí)教據(jù)岸在企業(yè)的信息整合、企業(yè)管理等方面起著重要的作用。丈中介紹了目前化工企業(yè)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用情況，并以四川煤氣化項(xiàng)目為例，介紹霍尼韋爾PHD的系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)和功能。采用此系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)保持同步性和一致性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)過程網(wǎng)絡(luò)的有效觸合，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平。企業(yè)信息化是我國加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的必然選擇，隨著化工企業(yè)信息化工作如火如荼地展開，各大中型化工企業(yè)均在OA , MIS , ERP, MES等諸多領(lǐng)域開展建設(shè)和應(yīng)用工作。但絕大部分信息化應(yīng)用項(xiàng)目均采

2、用單點(diǎn)開發(fā)方式，缺乏信息化在企業(yè)應(yīng)用中的整體觀念，整體集成和溝通程度不高，缺少整體規(guī)劃、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)化工程，形成了一個(gè)又一個(gè)“信息孤島”，導(dǎo)致生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)不能互相利用。經(jīng)過多年企業(yè)信息化的發(fā)展，我國化工企業(yè)信息化建設(shè)正逐漸向注重應(yīng)用和整合的方向發(fā)展，越來越多的企業(yè)用戶開始認(rèn)識到一個(gè)企業(yè)的信息系統(tǒng)必須注重企業(yè)各個(gè)系統(tǒng)之間的協(xié)同和整合，加強(qiáng)企業(yè)信息化系統(tǒng)的發(fā)展，才能保障企業(yè)的快速發(fā)展。因此，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用正成為各大化工企業(yè)信息化建設(shè)考慮的首要問題。本文以四川煤氣化項(xiàng)目為例介紹實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫在煤化工行業(yè)的應(yīng)用。1、解決方案1.1總體系統(tǒng)方案說明本方案中生產(chǎn)信息平臺采用霍尼韋爾Uniformance

3、 PHD統(tǒng)一的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺和WorkcenterWPKS統(tǒng)一的數(shù)據(jù)展現(xiàn)平臺，分別安裝在PHD服務(wù)器和Web服務(wù)器，同時(shí)在PHD buffer服務(wù)器中安裝PHD軟件和實(shí)時(shí)RDI接口軟件?；裟犴f爾Uniformance PHD將為四川煤氣化項(xiàng)目建立氣化裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它將四川煤氣化氣化裝置霍尼韋爾PKS數(shù)據(jù)或其它第三方控制系統(tǒng)(DCS,PLC和控制器)先采集到PHD Buffer服務(wù)器上，PHD buffer服務(wù)器再將數(shù)據(jù)上傳到PHD主服務(wù)器，通過Web Server服務(wù)器，工廠管理人員可以直接瀏覽各工廠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，用WorkCenter WPKS生成的網(wǎng)頁直接將各廠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)連接到流程圖

4、、報(bào)表和趨勢圖畫面上，供相關(guān)人員訪問。具體硬件設(shè)置如下:在中心機(jī)房設(shè)置1臺PHD服務(wù)器、1臺WPKS Web服務(wù)器、1臺關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、1臺域控服務(wù)器。在各生產(chǎn)裝置節(jié)點(diǎn)部署PHD Buffer服務(wù)器5臺。管控服務(wù)器網(wǎng)與公司辦公網(wǎng)之間用防火墻隔離，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用雙網(wǎng)卡設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集機(jī)與各服務(wù)器之間安全、穩(wěn)定運(yùn)行，并通過端口冗余提高連接可靠性。如圖1所示。 PHD實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫采用主服務(wù)器一緩存服務(wù)器(PHD Buffer)結(jié)構(gòu)。緩存服務(wù)器負(fù)責(zé)從DCS,PLC或其它系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，PHD主服務(wù)器數(shù)據(jù)隨緩存服務(wù)器同步更新。這種結(jié)構(gòu)一方面保證了各個(gè)系統(tǒng)的通訊相互獨(dú)立，某個(gè)系統(tǒng)通訊故障或緩存

5、服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)不會影響到其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信;另一方面當(dāng)主服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，歷史數(shù)據(jù)可以暫存到緩存服務(wù)器中，當(dāng)主服務(wù)器正常工作后，歷史數(shù)據(jù)可以自動(dòng)傳回到主服務(wù)器，保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)的連續(xù)性與完整性。同時(shí)Buger緩存服務(wù)器在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和控制系統(tǒng)(DCS)之間起著隔離的作用。WPKS負(fù)責(zé)以多種方式(如流程圖、趨勢、報(bào)表等)對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。它具有比DCS人機(jī)界面更靈活的功能，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行組態(tài)。Web Server則利用Windows自帶的網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)功能，對WPKS組態(tài)的畫面進(jìn)行發(fā)布，聯(lián)網(wǎng)用戶可以通過IE瀏覽器訪問WPKS的畫面。1.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成霍尼韋爾Uniforma

6、nce PHD為企業(yè)的數(shù)據(jù)采集、存儲和管理建立了一整套統(tǒng)一、開放的一體化數(shù)據(jù)庫平臺。開放型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可集成工廠所有的過程數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)并支持相關(guān)的應(yīng)用。這種全廠范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)可保障工廠的管理部門使用一致的數(shù)據(jù)，從而提高工廠信息化管理水平。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲處理和桌面應(yīng)用構(gòu)成。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。 1.2.1生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)采集是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行的基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確和可靠為以后的應(yīng)用提供了保障。PHD實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫可保證數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和可靠性以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的一致性和完整性。同時(shí)，數(shù)據(jù)采集接口能夠方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的定義和配置?；裟犴f爾公司開發(fā)了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集和連接多種系

7、統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)品化接口RDI (realtime database interface)。這些接口不僅支持霍尼韋爾的系統(tǒng)，還支持多種標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，如OPC ,DDE , API等。這些接口具備快速數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲和轉(zhuǎn)發(fā)等功能。數(shù)據(jù)采集工作站上運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集接口程序具有數(shù)據(jù)緩存功能，能夠在網(wǎng)絡(luò)故障或?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器停機(jī)時(shí)緩存一定時(shí)間的數(shù)據(jù)，當(dāng)故障解除時(shí)能夠自動(dòng)把這些數(shù)據(jù)發(fā)送到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，以保證數(shù)據(jù)的完整性。具體連接方案如圖3所示。 1)PHD和霍尼韋爾PKS系統(tǒng)連接方案PKS系統(tǒng)為客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，所有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都已經(jīng)存放在服務(wù)器中。PHD Buffer用于采集PKS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的專用內(nèi)部

8、采集接口RDI Server軟件安裝在系統(tǒng)的服務(wù)器端，RDI Client軟件和PHD緩存服務(wù)器軟件安裝在PC緩存服務(wù)器，通過將系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)緩存到PC服務(wù)器上。工廠主服務(wù)器通過PHD to PHD RDI將緩存服務(wù)器保存的所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)映射上來，供全廠用戶使用。2)PHD和帶有OPC Server系統(tǒng)連接方案對于非霍尼韋爾的DCS系統(tǒng)，可以通過OPC Server軟件來實(shí)現(xiàn)，OPC Server軟件安裝在控制系統(tǒng)的操作站上。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫接口OPC RDI軟件和PHD緩存服務(wù)器軟件安裝在PC服務(wù)器上，將控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)緩存到該站上，成為裝置級緩存服務(wù)器。如圖4所示。 3) PHD API函數(shù)庫P

9、HD提供的API函數(shù)是用于開發(fā)用戶應(yīng)用程序的接口。API函數(shù)有豐富的功能，如存取歷史數(shù)據(jù)、執(zhí)行計(jì)算、將數(shù)據(jù)輸人DCS以及對PHD的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯等。它支持C,C+,VB,VS.NET等多種高級語言編程讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。1.2.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲和處理PHD作為一體化應(yīng)用平臺不僅可以管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還能實(shí)現(xiàn)對事件信息、事務(wù)性數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)的管理。在系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(Oracle)的無縫連接，極大地方便了管理應(yīng)用軟件的開發(fā)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫可用來存放原始數(shù)據(jù)和修正后的數(shù)據(jù)，PHD實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫能夠?qū)Ω鞣N來源、各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理組織，以標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，方便數(shù)據(jù)查詢和應(yīng)用。

10、PHD一體化應(yīng)用平臺分別設(shè)置了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、事件數(shù)據(jù)庫、事務(wù)性數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，存放不同類型的數(shù)據(jù)，支持不同的應(yīng)用。1.2.3桌面應(yīng)用功能WPKS是霍尼韋爾生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的統(tǒng)一瀏覽平臺，利用WPKS平臺，可將PHD數(shù)據(jù)庫中所存儲的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以多種形式進(jìn)行展示，形成多種基于網(wǎng)頁的應(yīng)用。PHD一體化應(yīng)用平臺提供的桌面應(yīng)用包括基于Web服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫信息瀏覽、基于 MS Excel的數(shù)據(jù)分析和報(bào)表、基于PowerPoint的監(jiān)視和演示分析、基于VB的應(yīng)用開發(fā)和功能強(qiáng)大的趨勢分析功能，方便用戶使用和維護(hù)。PHD通過與Workcenter PKS的無縫集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的Web瀏覽功能。用于實(shí)現(xiàn)信息可

11、視化、監(jiān)視與分析以及決策支持。WPKS系統(tǒng)管理系統(tǒng)為三層結(jié)構(gòu)(如圖5所示)，即數(shù)據(jù)層、邏輯層和展示層，具體結(jié)構(gòu)和功能如下: 數(shù)據(jù)層包括:PHD實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、Oracle和SQL關(guān)系數(shù)據(jù)庫。這三種數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通過WPKS的數(shù)據(jù)服務(wù)器上傳進(jìn)來，為前臺應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。邏輯層包括:WPKS的數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和IIS。數(shù)據(jù)服務(wù)器把數(shù)據(jù)傳送給應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)把WPKS的頁面信息發(fā)送給IIS服務(wù)器，IIS負(fù)責(zé)解析WPKS發(fā)布的信息。展示層包括:IE瀏覽器、HMI WEB圖形編輯器等。用戶可以通過IE瀏覽器瀏覽流程圖、趨勢圖等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。HMI WEB用于繪制用戶流程圖、趨勢圖等。同時(shí)其他M

12、ES模塊分別通過WPKS處理并以B/S方式在Web服務(wù)器上展示和發(fā)布。2、采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)的功能通過采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可以為四川煤氣化的生產(chǎn)管理、經(jīng)營決策提供現(xiàn)代化手段。開發(fā)集成完善的生產(chǎn)控制與信息一體化的計(jì)算機(jī)綜合管理應(yīng)用系統(tǒng)，為企業(yè)的安全、穩(wěn)定生產(chǎn)、節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭力服務(wù)。本系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)可以達(dá)到以下目標(biāo):1)企業(yè)內(nèi)所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲管理，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息的資源化管理。MES系統(tǒng)所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲的同時(shí)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營全過程業(yè)務(wù)流程的集成，為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。2)建立企業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用的統(tǒng)一平臺，通過工廠的數(shù)據(jù)模型協(xié)調(diào)各種應(yīng)用，減少整個(gè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余，保證數(shù)據(jù)的一致性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為模塊化的結(jié)構(gòu)，易于管理和維護(hù)，各種應(yīng)用可以很方便地加人到集成系統(tǒng)中來。企業(yè)內(nèi)各部門的信息能及時(shí)準(zhǔn)確地傳輸?shù)焦緵Q策部門和管理部門，為公司的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)決策提供詳實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)，或給出參考決策。3)公司決策部門和管理部門可以遠(yuǎn)程訪問，通過流程圖、趨勢圖工具實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地掌握生產(chǎn)狀況，提高管理效率。生產(chǎn)數(shù)