基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 PI 的電力行業(yè)應(yīng)用可行性

1、 基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 PI 的電力行業(yè)應(yīng)用可行性研究報(bào)告目錄第一章 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 PI 介紹 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫背景介紹 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫國外發(fā)展情況實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫國內(nèi)發(fā)展情況實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 PI 組成第二章 電力行業(yè) PI 應(yīng)用背景 4 4 4錯. 誤！未定義書簽。 5 12行業(yè)信息化發(fā)展現(xiàn)狀 1.6 電力信息化迫切需要整合（ WHY ） 1.6.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資源的建設(shè)原則（ HOW ） 1.7.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容（ WHAT ） 1.7.紹興電力實(shí)時(shí)系統(tǒng)建設(shè)情況 錯. 誤！未定義書簽。2.6 紹興電力 PI 建設(shè)建議錯.誤！未定義書簽23第三章 電力行業(yè) PI 建設(shè)3.1 成本是如何計(jì)算 硬件成本錯誤！未定

2、義書簽3.1.2 軟件成本錯誤！未定義書簽3.2 實(shí)施階段劃分錯誤！未定義書簽3.2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源建設(shè) 基礎(chǔ)應(yīng)用分析 高級應(yīng)用分析2.83.3 實(shí)施后效果錯.誤. ！未定義書簽第1章實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 PI 介紹實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫背景介紹實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫國外發(fā)展情況當(dāng)今國際國內(nèi)廣泛使用的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫只有三個產(chǎn)品：美國 OSI 公司的 PI ( Plant Information System )美國 HONEYWELL 公司的 PHD ( Process History Database )美國 AspenTech 公司的 IP21 ( InfoPlus .21 )這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的

3、價(jià)格是非常昂貴的，以百萬人民幣為單位，但是它們不 全是以套也不全是以點(diǎn) (可容納的數(shù)據(jù)點(diǎn) )為單位來出售，所以無法數(shù)字化的比 較其價(jià)格。在此對它們做一個比較。PI:采用了旋轉(zhuǎn)門壓縮專利技術(shù)和獨(dú)到的二次過濾技術(shù)，使進(jìn)入到PI 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)經(jīng)過了最有效的壓縮，極大地節(jié)省了硬盤空間。據(jù) 計(jì)算，每秒 1 萬點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲一年，僅需要 4G 的空間，即一只普通 硬盤也可存貯五到十年的數(shù)據(jù)。是效率最高，使用最簡單，使用最 廣泛的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，因?yàn)槠浣艹龅男阅埽?PI 已經(jīng)多次提高了它的價(jià) 格,確實(shí)不墜OSI的名號，而且PI在其文檔中公開了她的各種算法， 比如上面提到的旋轉(zhuǎn)門壓縮和二次過濾。PHD : HONEY

4、WELL占據(jù)了 DCS大部分份額，因此PHD使用得也 比較廣泛， PHD 在內(nèi)部其實(shí)使用了 Oracle 關(guān)系數(shù)據(jù)庫，因此購買 PHD 就必須先購買 Oracle 。因?yàn)?PHD 內(nèi)部使用 Oracle 簡化了開 發(fā)量 和 Oracle 的性能限制比較嚴(yán)重，所以 PHD 的價(jià)格在這三種 數(shù)據(jù)庫最低， 算不上正宗的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。 但不要以為 PHD 內(nèi)部使用 Oracle 就認(rèn)為 Oracle 很強(qiáng)，如果直接使用 Oracle ，只要兩三秒的 時(shí)間，巨大的數(shù)據(jù)量就會令它崩潰。 HONEYWELL 其志不在實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)庫這一塊，而是她的 DCS。IP21 ：IP21 基本上還未進(jìn)入中國市場，它正在通過

5、先期贈送的辦法 打開中國市場。其軟件的安裝程序的運(yùn)行需要一個硬狗， 其安裝復(fù) 雜。 管理維護(hù)軟件非常的復(fù)雜。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的訪問方式使用自己的API，這種方式效率最高，其實(shí)也最簡單。使用 ODBC ，這種方式其實(shí)沒有多大作用，因?yàn)閷?shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫不同 于關(guān)系數(shù)據(jù)庫， ODBC 沒有太大的用武之地，所以在使用 ODBC 時(shí) 有非常多的限制，大部分功能并不支持 ODBC 方式。使用 OPC 方式(OLE for Process Control )因?yàn)樘嗟臄?shù)據(jù)庫和DCS使用自己的API方式存取數(shù)據(jù)，無法做 到算法的通用，因?yàn)樘岢隽艘粋€標(biāo)準(zhǔn)的存取接口，這就是 OPC，如 今有超過兩百家產(chǎn)商加入到 OPC 組織

6、中。1.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 PI 組成PI 主要用于存貯和獲取時(shí)間序列的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 PI 系統(tǒng)具有最強(qiáng)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(shí)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(hù)數(shù)據(jù)庫的信息。PI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(shí)PI 系統(tǒng)的固定結(jié)構(gòu)也能保證軟件維護(hù)的統(tǒng)一性。 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。產(chǎn)品概述通用數(shù)據(jù)服務(wù)器（UDS ）是PI系統(tǒng)的核心，通過PI的信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)獲取和

7、發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)PI ActiveView 形成數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)部分，并為用戶提供在 Web 上觀察全部功能以及 PI ProcessBook 顯示的相互作用。PI ControlMonitor 通過監(jiān)視和顯示作為非獨(dú)立變量的質(zhì)量變量， 以及作為獨(dú)立變量的控制回路設(shè)定點(diǎn)，被測變量和控制輸出等，從而保 證控制系統(tǒng)正確地起到控制作用。PI DataAccess 軟件是一組工具，它協(xié)助高級用戶觀察、結(jié)構(gòu)化和 訪問 PI 系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)。例如：成套的軟件開發(fā)工具為訪問 PI 服務(wù)器和 有關(guān)的子系統(tǒng)提供 ActiveX 編程工具。產(chǎn)品分類說明PI 服務(wù)器端軟件核心子系統(tǒng)：PI 核心子系統(tǒng)主要包括 Arch

8、ive 、 Snapshot 、 Update 、Base ,Message 各個子系統(tǒng)。，在 PI 系統(tǒng)中，每個點(diǎn)最新的值為 Snapshot,Snapshot ，子系 統(tǒng)根據(jù) Snapshot 值來確定是否將該 Snapshot 值送入 Archive 子系統(tǒng)。Update 子系統(tǒng)將值變化的信息發(fā)送給其他的應(yīng)用。PI DataStorage:就是 PI 數(shù)據(jù)庫。它是時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫，存儲和處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，到現(xiàn)在已經(jīng)過了 20 多年的不斷開發(fā)和完善。PI Module Database:使實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)更加便于分析和管理， 用戶可按自己的需要用不同的結(jié) 構(gòu)和模型去查看和調(diào)用數(shù)據(jù)。PI S

9、erver Applications ： 服務(wù)器端的應(yīng)用提供了報(bào)警、性能計(jì)算、 ASME Steam Tables 等多種計(jì) 算功能。分析結(jié)果和報(bào)警信息都像原始數(shù)據(jù)一樣保存在 PI 數(shù)據(jù)庫中，可以通 過 PI 客戶端、瀏覽器顯示，也可以被其他外部程序調(diào)用。以數(shù)據(jù)原型存儲，保持高精度，便于應(yīng)用和分析。 長期在線存儲，調(diào)用數(shù)據(jù)非常方便。 多個采集點(diǎn)、分布式的方式，效率高并安全。 支持多服務(wù)器同時(shí)運(yùn)行，可同時(shí)調(diào)用多個服務(wù)器的數(shù)據(jù)。WINDOWS NT/2000 和 UNIX 、OPEN VMS 平臺任選。 操作簡單、易學(xué)易用、易于維護(hù)，易于升級。 數(shù)據(jù)存儲年限：軟件本身可以支持的數(shù)據(jù)存儲年限沒有限制

10、。按照當(dāng)前的 硬件配置，吳涇廠至少可以實(shí)現(xiàn) 2 千點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在線存儲 5 年，氯堿廠至少可 以實(shí)現(xiàn) 2 萬點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在線存儲 5 年。磁盤空間要求：平均單點(diǎn)存儲占用磁盤空間約為 1KB/24 小時(shí)。 監(jiān)視范圍：凡是工廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)能夠達(dá)到的地方，都可以授權(quán) 監(jiān)視；經(jīng)過授權(quán)以后也可以遠(yuǎn)程登陸網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視生產(chǎn)情況。專利的 Swing Door 壓縮算法， 每個采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)壓縮率可自行設(shè)置； 在 保證數(shù)據(jù)精度要求的條件下優(yōu)化了系統(tǒng)的運(yùn)行效率，調(diào)用數(shù)據(jù)速度快。支持多個時(shí)區(qū)支持以前的數(shù)據(jù)插入PI 支持多種數(shù)據(jù)類型，包括： Digital, 16-bit integers, 32-bit intege

11、rs, float16, float32, float64, text and BLOB (binary large object) 。這些包括 了常用的模擬量、開關(guān)量，以及運(yùn)行人員對操作的評價(jià)等文本信息。PIArchss ：該子系統(tǒng)管理文檔，它存儲從 snapshot 子系統(tǒng)接收 的新事件并響應(yīng)文檔的訪問請求。并且處理文檔間的轉(zhuǎn)換。PISnapss ：該子系統(tǒng)進(jìn)程管理 snapshot 和事件隊(duì)列。 它處理壓 縮并發(fā)送事件給文檔。PIUpdMgr ：該子系統(tǒng)提供例外報(bào)告和點(diǎn)數(shù)據(jù)庫變化給那些需要 更新的應(yīng)用。PIBasess ：該子系統(tǒng)進(jìn)程管理點(diǎn)數(shù)據(jù)庫和用戶數(shù)據(jù)庫。 它執(zhí)行所 有的安全授權(quán)。P

12、IMsgss ：所有的 PI 進(jìn)程都發(fā)送消息給 PI 信息子系統(tǒng)進(jìn)程，然 后該子系統(tǒng)進(jìn)程寫消息給 PI 信息記錄。PI 網(wǎng)絡(luò)管理器：( PI Network Manager )：PI 網(wǎng)絡(luò)管理器提供駐留在 PI Home 節(jié)點(diǎn)上的 PI 子系統(tǒng)之間的連接，同時(shí) 也管理PI系統(tǒng)和客戶端應(yīng)用之間的連接。例如：PI-ProcessBook和利用PI-API 編寫的程序。組態(tài)和管理應(yīng)用：包括 PIConfig 和 PISMT ，可用于組態(tài)點(diǎn)，監(jiān)視數(shù)據(jù)流，管理文檔，并組態(tài)安全設(shè)置。其它子系統(tǒng)：PI SQL 執(zhí)行指向 PI Server 的 SQL statements 。它使 PI 看起 來像關(guān)系數(shù)據(jù)庫

13、一樣， 保證其他關(guān)系數(shù)據(jù)系統(tǒng)和外部應(yīng)用程序能 夠?qū)崟r(shí)調(diào)用 PI 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。性能計(jì)算模塊 (Performance Equations) 可按用戶要求自動對 參數(shù)進(jìn)行復(fù)雜的實(shí)時(shí)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果長期保存?？梢赃M(jìn)行： 流體屬性的計(jì)算、 熱量和物料平衡、裝置運(yùn)行計(jì)算、實(shí)時(shí)成本計(jì) 算、實(shí)時(shí)收率計(jì)算、間歇操作計(jì)算等。內(nèi)嵌 100 多種函數(shù)，使 用起來更方便， 不需要進(jìn)行編程。 當(dāng)性能計(jì)算所用到的點(diǎn)的值發(fā) 生變化時(shí)，重新計(jì)算模塊 (Recalculator) 會自動調(diào)整性能計(jì)算的 值Totalizer 在數(shù)據(jù)壓縮前進(jìn)行計(jì)算，可以自動實(shí)時(shí)計(jì)算求和、平 均、最大值、最小值、中位數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、值域，還可以按照用

14、戶 要求對事件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。 Steam Tables 模塊提供兩套(英制和公 制)各 24 種計(jì)算蒸汽熱力學(xué)屬性的函數(shù)。這些函數(shù)是根據(jù) ASME s Steam Tables 第六版轉(zhuǎn)換為 PI 中可以直接調(diào)用的函 數(shù)。Module Database 使實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)更加便于分析和管理， 可以給所有的 tag 賦予別名、 屬性，并將整個生產(chǎn)過程的各裝置 直至各個儀表建成相互關(guān)聯(lián)的樹狀模型。 用戶可按自己的需要用 不同的結(jié)構(gòu)和模型去查看和調(diào)用數(shù)據(jù)，而不必知道 tag 名稱。 報(bào)警模塊 (Alarm) 可按用戶要求自動對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，產(chǎn)生 報(bào)警信息， 并將全部報(bào)警信息長期保存。 可以自動它的主要

15、功能 是：管理報(bào)警點(diǎn)，顯示當(dāng)前的條件，優(yōu)先級，和狀態(tài)?？砂从脩?需要監(jiān)測報(bào)警條件； 可按用戶需要組建不同級別報(bào)警點(diǎn)組成的報(bào) 警組， 進(jìn)行報(bào)警管理； 報(bào)警狀態(tài)都保存在 PI 數(shù)據(jù)庫中隨時(shí)調(diào)用； 可用客戶端或?yàn)g覽器查看任何報(bào)警點(diǎn)的實(shí)時(shí)和歷史狀態(tài)； 報(bào)警點(diǎn) 性能計(jì)算也可觸發(fā)一系列計(jì)算PI-Batch Subsystem ：它是與 PI 點(diǎn)聯(lián)合的軟件模塊，這樣數(shù)據(jù) 可以成批存儲和檢索。PI 客戶端軟件PI-ODBC ：PI 系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)的 ODBC 接口。主要用來數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)錄入。PI 接口軟件接口機(jī)一端與控制系統(tǒng)通訊，將數(shù)據(jù)采集過來，一端與 PI 服務(wù)器通訊， 將數(shù)據(jù)發(fā)送到 PI 服務(wù)器。接口機(jī)

16、有自診斷、緩存和自恢復(fù)的功能。當(dāng)接口機(jī) 與 PI 服務(wù)器之間的通訊中斷或 PI 服務(wù)器進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)等原因不能接收數(shù)據(jù) 時(shí)，接口機(jī)會自動緩存數(shù)據(jù)，當(dāng)通訊恢復(fù)時(shí)自動將緩存的數(shù)據(jù)發(fā)送至 PI 服務(wù) 器，保證數(shù)據(jù)的完整性。接口機(jī)數(shù)據(jù)采集更新周期：最快可達(dá) 0.1ms ，用戶可自定義。 數(shù)據(jù)采集率： 100% ；年運(yùn)行時(shí)間： 8000 小時(shí)。采集的數(shù)據(jù)類型：各種 數(shù)字化的數(shù)據(jù)(模擬量、開關(guān)量等) 。近些年來，控制系統(tǒng)廠家大多支持 OPC 通訊標(biāo)準(zhǔn)( OLE for Process Control )。因此，許多控制系統(tǒng)都提供 OPC Server 。相應(yīng)的 OSIsoft 公司開 發(fā)了 OPC Clie

17、nt ，用以支持與各種 OPC Server 之間的通訊。理論上講，這 個接口的數(shù)據(jù)傳遞可以是雙向的。當(dāng)然，一般來講，只用它來向 PI 發(fā)送數(shù)據(jù)。PI 的接口在采集數(shù)據(jù)時(shí)采用優(yōu)化的方式， 既保證數(shù)據(jù)精度， 又保證不給控 制系統(tǒng)增加額外的通訊負(fù)擔(dān)。 它采集數(shù)據(jù)時(shí)要進(jìn)行 Exception report ，也就是 說，當(dāng)數(shù)據(jù)不變，或變化非常微小用戶認(rèn)為沒有任何意義時(shí)，沒有數(shù)據(jù)傳遞。 Exception Report 的參數(shù)是根據(jù)用戶的實(shí)際情況逐點(diǎn)定義的，定義的方法是 使用系統(tǒng)管理工具進(jìn)行，通過 Excel 表將組態(tài)要求輸入服務(wù)器中。PI IT Monitor 接口：通過 PI Ping ，PI T

18、CPResponse ，PI Performance Monitor ，PI SNMP ， PI NetFlow ，PI Packet Capture 各個接口將數(shù)據(jù)采集到 PI 數(shù)據(jù)庫中。 這幾個 接口是 PI 系統(tǒng)提供的接口程序。IT Monitor 三類 Agent:Reliability Agent ( 可靠性 ):Ping ;TCPResponsePerformance Agent ( 性能 ) :Performance Monitor;SNMPSecurity Agent( 安全性 ):NetFlow;Packet CapturePI OPC 接口：PI OPC 接口是通過自動化過

19、程控制軟件接口標(biāo)準(zhǔn)( OLE for Process Control )將數(shù)據(jù)采集到 PI 數(shù)據(jù)庫中。 OPC 定義了一個開放的軟件接口，便 于交換數(shù)據(jù)。 PI 系統(tǒng)提供了接口程序。PI 可選組件應(yīng)用開發(fā)工具 - 先進(jìn)計(jì)算引擎 -PI-ACEPI-ACE :如果要在VB的環(huán)境下，不需復(fù)雜的編程就可以使用PI數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算，可以選用 PI-ACE( 先進(jìn)計(jì)算引擎 )。 二次開發(fā)工具 -數(shù)據(jù)訪問包 -DAP-ServerDAP-Server :數(shù)據(jù)訪問包 (DAP-Server) 可將 PI 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)送到各種外掛的 模型或應(yīng)用程序進(jìn)行運(yùn)算，分析結(jié)果可供整個企業(yè)實(shí)時(shí)參考。數(shù)據(jù)訪問包也支 持從外部

20、程序?qū)⑿枰臄?shù)據(jù)存入 PI 系統(tǒng)，供各部門分析調(diào)用。 OSI 提供與 SAP 的R/3 ERP系統(tǒng)的連接，產(chǎn)品名稱叫 RLINK。RLINK的開發(fā)使用了 SAP提 供的工具和微軟的產(chǎn)品。 RLINK 在 Windows2000 環(huán)境下運(yùn)行，使用 SQLServer 和 ActiveX 技術(shù)，Remote Function Calls (RFCs)和 Business Application Programmi ng In terfaces (BAPIs) RLINK與 SAP 的 PP-PI (生產(chǎn)信息)、PM (工廠維護(hù))、QM (質(zhì)量管理模塊) 的連接是經(jīng)過SAP驗(yàn)證 的。1.3 PI 產(chǎn)

21、品的技術(shù)先進(jìn)性PI 不僅僅是一個數(shù)據(jù)庫，而是生產(chǎn)企業(yè)信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺，是安 全性能高、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的系統(tǒng)， 同時(shí)提供了很多應(yīng)用工具。 實(shí)施快速基于前面的幾個技術(shù)優(yōu)勢決定了 PI 在實(shí)施時(shí)要比其他的軟件快速、 安全 系統(tǒng)自帶了很多的圖表和計(jì)算，建立模型和輸入數(shù)據(jù)后即可使用；對于其他的 大范圍和深入的應(yīng)用， PI 提供了即專業(yè)又簡單的開發(fā)工具， 用戶通過培訓(xùn)后就 能很快地自行開發(fā)，由于技術(shù)的優(yōu)勢提高了經(jīng)濟(jì)效益節(jié)約用戶的開發(fā)費(fèi)用，節(jié)省項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間，提高了用戶的自主性 在以后的使用過程中不在依賴供應(yīng)商，從而減少在使用過程中的費(fèi)用。提 倡企業(yè)的自主開發(fā)和應(yīng)用是 OSI 公司的 PI 產(chǎn)品有別于其他供

22、應(yīng)商和產(chǎn)品的顯 著特征，這一點(diǎn)使國內(nèi)外幾千家用戶受益匪淺，并且得到了他們的認(rèn)可。PI 與其他解決方案的區(qū)別PI 是一個安全、穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的產(chǎn)品，提供的是一個生產(chǎn)企業(yè)信 息系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺，而不僅僅是一個數(shù)據(jù)庫或具體的應(yīng)用。我們所提供的軟件 都是作為一個產(chǎn)品來持續(xù)地提供升級和支持。 用戶可以用它作出各種自己需要 的應(yīng)用。PI 的開放性、可擴(kuò)展性好，這在以后的升級換代、使用范圍的擴(kuò)展、增加 新的點(diǎn)數(shù)和系統(tǒng)維護(hù)等方面變得簡單易行，而且不會影響原有的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)和 生產(chǎn)的正常進(jìn)行；一般的解決方案基本上無法作到這一點(diǎn)。PI 提倡和鼓勵用戶利用它所提供的工具自主開發(fā)和應(yīng)用， 不是為了做更多 的工程和應(yīng)

23、用而附帶著賣一個軟件。 而一個具體的解決方案則需要做大量的開 發(fā)應(yīng)用的工程，就會帶來很多的不確定性和問題。一個具體的解決方案或定制 軟件還會在將來的升級當(dāng)中發(fā)生很多由于集成商人員變動等帶來的問題。PI 與其他的數(shù)據(jù)庫或解決方案比較起來， 第一次的投資可能比較大， 但是后續(xù)再追加的投資很少。也就是說投資是遞減的，而效益是遞增的。PI 基于 Windows 的應(yīng)用開發(fā)開放數(shù)據(jù)連接（ ODBC ）是微軟 SQL 存取組執(zhí)行的層面接口標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)系 型數(shù)據(jù)庫供應(yīng)商遵循該標(biāo)準(zhǔn)以保證任何標(biāo)準(zhǔn)的 ODBC 用戶應(yīng)用都可以存取其 數(shù)據(jù)。 OSI Software 公司也遵循 ODBC 標(biāo)準(zhǔn)并在其產(chǎn)品中應(yīng)用。由于

24、OSI Software 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PI ODBC服務(wù)器使得PI數(shù)據(jù)在應(yīng)用和用戶感受方面就像是 PI 數(shù)據(jù)是存儲在關(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(jì)成可以非常方便地與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)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(fù)制到某一區(qū)域，然后再從這區(qū)域由另一 個數(shù)據(jù)庫來存取。簡而言之， OSI Software 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。 這一特性允許用 戶從 PI 系統(tǒng)這一端，去觀察與 ODBC 兼容的

25、任意一個數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。由于 支持 ODBC 標(biāo)準(zhǔn)， PI 系統(tǒng)就不必要為了提供集成查詢能力而擴(kuò)展或修改其 “表” 的功能。我們建議如果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)庫中自行設(shè)計(jì)新的“表” 。這樣許多現(xiàn)代的報(bào)告生成和查詢工具就可以跨數(shù)據(jù)庫的查詢與結(jié)合。比方說，可以使用微軟的查詢工具建立查詢方式，通過PI ODBC服務(wù)器的門路，根據(jù)PI數(shù)據(jù)庫某些數(shù)值的條件，在DB2數(shù)據(jù)之外去 獲取數(shù)據(jù)。簡單地說， PI ProcessBook 可以從外部關(guān)系型數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)， 同時(shí)在 PI 數(shù)據(jù)庫中顯示、使用。這些查詢也可以是 PI 和外部數(shù)據(jù)庫相互交互 進(jìn)行的。第2 章 電力行業(yè) PI

26、 應(yīng)用背景行業(yè)信息化發(fā)展現(xiàn)狀 信息化發(fā)展的到一定階段，已經(jīng)暴露出一些問題；統(tǒng)一與集中是歷史的必 然。應(yīng)用建設(shè)局部的條理性與整體的混亂性； 數(shù)據(jù)資源建設(shè)的分散性管理 應(yīng)用建設(shè)的分散性管理 管理的分散性2 應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)時(shí)忽視了對共公信息資源的抽取與集中管理 公共信息資源的分類 結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)資源人財(cái)物數(shù)據(jù)資源空間電網(wǎng)數(shù)據(jù)資源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資源非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)資源圖形語音、圖像等數(shù)據(jù)資源電力信息化迫切需要整合（ WHY ）通過規(guī)劃來改變現(xiàn)狀通過整合來改變現(xiàn)狀（數(shù)據(jù)與應(yīng)用整合） （首先解決數(shù)據(jù)的一致性、 其次解決數(shù)據(jù)的展現(xiàn)，即解決 WHAT 和 HOW 的問題） 人、財(cái)、物整合到 SAP 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與分析應(yīng)用整合到

27、GIS 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資源整合到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的整合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資源的建設(shè)原則（ HOW ）基礎(chǔ)先行、實(shí)用優(yōu)先規(guī)律與效果整體規(guī)劃、分布實(shí)施數(shù)據(jù)與展現(xiàn)分離專業(yè)化應(yīng)用數(shù)據(jù)在 PI 上直接展現(xiàn) 分析應(yīng)用在 GIS 展現(xiàn)； 門戶界面上展現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容（ WHAT ）針對供電企業(yè)，由于電網(wǎng)的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)量龐大，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)面前無能無力，往往采用有損壓縮算法，并不能夠全部保存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而不能夠真正地反映電網(wǎng)的實(shí)時(shí)變化情況；另外，由于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來源很多，能夠?qū)θ繉?shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理起來，具有重要的意義具體說來， PI 可以采集、保存、提取、加工、分析各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并能夠 為其它應(yīng)用系統(tǒng)提供

28、統(tǒng)一的接口；供電企業(yè)也可以直接利用 PI 提供的分析工 具定制基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)的報(bào)表及圖表；PI 可以在以下系統(tǒng)大展伸手： 各級電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng) 變電站自動化系統(tǒng) 換流站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng) 電能量計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 實(shí)時(shí)電力市場的輔助控制系統(tǒng)等數(shù)據(jù)經(jīng)過 PI 的處理轉(zhuǎn)變?yōu)橛刑囟ê獾男畔?，并通過交互式的動態(tài)畫面按照需要提供給用戶。PI可以存儲的數(shù)據(jù)量幾乎是無限制的。PI 3.4版可以達(dá) 到 100 萬點(diǎn)。這些數(shù)據(jù)能夠保持采集時(shí)的狀態(tài)與精度，采用獨(dú)創(chuàng)的壓縮算法， 高效無失真地保存數(shù)據(jù)。有很多客戶已經(jīng)將數(shù)據(jù)在 PI 中保存了 10 年以上。PI系統(tǒng)使企業(yè)的每個人都可以（根據(jù)權(quán)限）訪

29、問實(shí)時(shí)信息。有了PI,數(shù)據(jù)變成有用的信息，信息經(jīng)過分析能夠幫助調(diào)度人員、運(yùn)行人員、經(jīng)理和高層 管理人員進(jìn)行各級實(shí)時(shí)決策,幫助企業(yè)提高效益,改進(jìn)生產(chǎn),從而加快企業(yè)的 發(fā)展步伐。建立在 PI 對企業(yè)級的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理基礎(chǔ)之上,我們可以拓展各種應(yīng) 用系統(tǒng)的使用空間,完成原來不可能完成的分析、監(jiān)控任務(wù),使各應(yīng)用系統(tǒng)具 有較大的伸縮性與生命力,并避免新數(shù)據(jù)孤島的產(chǎn)生。PI 系統(tǒng)配置靈活,可以根據(jù)用戶的需要配置和擴(kuò)展。數(shù)據(jù)采集點(diǎn)從 1000 點(diǎn)到 15 萬點(diǎn)；可以同時(shí)支持幾百個接口和客戶端。接口、客戶端和服務(wù)器都 可以使不同的操作系統(tǒng)；這樣既優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),又隔離了多種應(yīng)用程序?qū)?制系統(tǒng)可能產(chǎn)生的干擾

30、。 它的專利的壓縮算法和不斷改進(jìn)的軟件結(jié)構(gòu)使它能夠 輕松勝任這一角色?，F(xiàn)在PI在輸配電行業(yè)已經(jīng)安裝了幾百套，在國內(nèi)，PI已經(jīng)有50多家用戶。PI 在浙江電力（嘉興）已經(jīng)具備如下應(yīng)用SCADA/EMS變電所設(shè)備監(jiān)測用戶方的監(jiān)測輸電線路監(jiān)測配電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測IT 設(shè)備資源監(jiān)測電能量監(jiān)測SCADA 系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用SCADA 數(shù)據(jù)管理采用 XML 的文件傳輸方式，將電網(wǎng)的靜態(tài)模型以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)均通過 TCP/IP 方式傳輸至 PI 服務(wù)器，由于電網(wǎng)靜態(tài)模型相對比較大，并且變動性不 大；而電網(wǎng)的遙測以及遙信數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性高、數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，本系統(tǒng)結(jié)合 網(wǎng)絡(luò)情況、數(shù)據(jù)傳輸量，將電網(wǎng)靜態(tài)模型與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)有機(jī)的分離。從而

31、解決了 因發(fā)送的數(shù)據(jù)量過大而造成阻塞的一系列問題。SCADA 數(shù)據(jù)初步加工SCADA 數(shù)據(jù)送入 PI 數(shù)據(jù)庫后，利用 PI 數(shù)據(jù)庫的客戶端開發(fā)工具ProcessBook 和 ActiveView ，結(jié)合 ASP 技術(shù)進(jìn)行二次應(yīng)用開發(fā)， 通過門戶技術(shù)發(fā)布地區(qū)各廠站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。 實(shí)現(xiàn)在線瀏覽到全市的負(fù)荷總加 ,各廠站的有功 無功實(shí)時(shí)值 （包括主變 ）,各縣局的有功 無功實(shí)時(shí)值 ,通過公式計(jì)算 ,可以瀏 覽到網(wǎng)供負(fù)荷、年最大負(fù)荷、全網(wǎng)總負(fù)荷。通過歷史數(shù)據(jù)可以統(tǒng)計(jì)出“昨日網(wǎng) 供”、“全市總電量”等負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)。一次接線通過選擇具體的廠站，可以瀏覽到某一廠站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息可以瀏覽 到某一線路的有功、

32、無功、電流和母線電壓、開關(guān)狀態(tài)等地理信息：通過地理圖可以了解到全區(qū)電網(wǎng)供電關(guān)系，電流潮流。動態(tài)棒圖：可以瀏覽到各個電壓等級的母線電壓 ，選擇一電壓等級，可以瀏覽到這 一電壓等級以棒圖方式表現(xiàn)的各變電站的主母線，旁母線的電壓動態(tài)曲線：通過動態(tài)實(shí)時(shí)刷新的負(fù)荷曲線，可以了解當(dāng)時(shí)各局電網(wǎng) 負(fù)荷情況，可以根據(jù)各局的每日最大負(fù)荷和最小負(fù)荷做統(tǒng)計(jì)，更合 理的控制和分配電量電廠出力：可以瀏覽到整個電網(wǎng)的各電廠的輸出情況電能量數(shù)據(jù)接口檔案信息查詢：對廠站級、電表級、計(jì)算電量庫、計(jì)算電量的檔案信息進(jìn)行查詢，電表信息：廠站名稱、電表名稱、類型（主變的不同電壓等級側(cè)，線路進(jìn)、出關(guān)系與關(guān)聯(lián)母線電壓等級）、CT、PT、時(shí)

33、段方案、測點(diǎn)1名稱、測點(diǎn)2名稱、測點(diǎn)3 名稱、測點(diǎn) 4 名稱計(jì)算電量庫：分局、計(jì)算電量庫名稱 計(jì)算電量：分局、計(jì)算電量庫名稱、計(jì)算電量名稱 二次電量查詢：對各測點(diǎn)的二次電量（ 5 分鐘間隔）進(jìn)行查詢 電表級的查詢，所有廠站的分類顯示 一次電量查詢：對各測點(diǎn)的一次電量（小時(shí)、時(shí)段、日、月、年統(tǒng) 計(jì)）進(jìn)行查詢，電表級的查詢，所有廠站的分類顯示 計(jì)算電量的查詢，所有計(jì)算電量庫的分類顯示 日查詢顯示數(shù)據(jù)：小時(shí)統(tǒng)計(jì)、日總統(tǒng)計(jì)、日時(shí)段統(tǒng)計(jì) 月查詢顯示數(shù)據(jù)：每日總統(tǒng)計(jì)、月總統(tǒng)計(jì)、月時(shí)段統(tǒng)計(jì) 年查詢顯示數(shù)據(jù)：每月總統(tǒng)計(jì)、年總統(tǒng)計(jì)、年時(shí)段統(tǒng)計(jì) 對重要測點(diǎn)、重要計(jì)算數(shù)據(jù)的設(shè)置，一般用來顯示相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心的 關(guān)口總加

34、、各縣局總加、大用戶總加等 自動顯示設(shè)置的重要測點(diǎn)、重要計(jì)算數(shù)據(jù)截止前日為止的日、月、 年數(shù)據(jù) 所有顯示的數(shù)據(jù)可進(jìn)一步跟蹤到數(shù)據(jù)的組成（如日總數(shù)據(jù)跟蹤到日 小時(shí)、日時(shí)段數(shù)據(jù)的詳細(xì)情況業(yè)務(wù)信息查詢：對換CT、換表、電量追加、旁路代供等業(yè)務(wù)信息進(jìn) 行綜合查詢變電所數(shù)據(jù)接口設(shè) 備數(shù) 據(jù)送 入 PI 數(shù)據(jù) 庫后 ，利 用 PI 數(shù)據(jù)庫 的客 戶端 開發(fā) 工具 ProcessBook 和 ActiveView ，結(jié)合 ASP 技術(shù)進(jìn)行二次應(yīng)用開發(fā)， 通過網(wǎng)頁發(fā) 布地區(qū)各變電站直流系統(tǒng)中的設(shè)備信息、變壓器油色譜和電壓合格率設(shè)備信 息。主要分目錄部分和顯示部分兩大板塊來組織變電站設(shè)備信息。設(shè)備信息顯示：對于

35、每個變電站下的直流裝置、絕緣監(jiān)測、蓄電池、 變壓器油色譜和電壓合格率這 5 種最基本的設(shè)備，都根據(jù)“基本信 息”（臺帳）、“實(shí)時(shí)信息運(yùn)行監(jiān)測”和“報(bào)警信息”這 3 部分來組織 顯示其內(nèi)容的。* 狀態(tài)檢修* 需求側(cè)管理第3 章 電力行業(yè) PI 建設(shè)規(guī)劃硬件平臺PI 服務(wù)器和接口機(jī)控制系統(tǒng)安全考慮因?yàn)?PI 的接口機(jī)和控制系統(tǒng)需要做安全隔離，所以應(yīng)該考慮網(wǎng)絡(luò)的安全 設(shè)置，確?？刂葡到y(tǒng)不受 PI 系統(tǒng)的影響。減少網(wǎng)絡(luò)流量的跨子網(wǎng)傳播。PI 服務(wù)器和客戶機(jī)直接連接在公司的局域網(wǎng)絡(luò)上， 接口機(jī)只負(fù)責(zé)從控制系 統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，不會對生產(chǎn)控制系統(tǒng)發(fā)生干擾，具體的控制方案仍在控制系統(tǒng) 中。PI 接口的數(shù)據(jù)采集方

36、式 ( exception report )保證了不給控制網(wǎng)絡(luò)增加額 外的負(fù)擔(dān)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)是由控制廠家建立和維護(hù)的，在這個網(wǎng)絡(luò)上沒有 OSIsoft 的 PI 軟件。通?？刂茝S家會提供一種網(wǎng)關(guān)，但是要想能夠訪問到控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)， 控制廠商要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。操作站和數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)都連在控制網(wǎng)絡(luò)上。PI 系統(tǒng)是分布安裝的。 這種分布式的結(jié)構(gòu)保證了控制網(wǎng)是被隔離開的。 控 制系統(tǒng)廣播的數(shù)據(jù)通過接口機(jī)采集過來并發(fā)送到 PI 服務(wù)器。管理網(wǎng)上的用戶 只到 PI 服務(wù)器上去查詢數(shù)據(jù)，與控制系統(tǒng)之間沒有通訊。這就保證了控制系 統(tǒng)的安全。PI 有一系列措施保證系統(tǒng)安全。 在 PI 系統(tǒng)中設(shè)置的每個點(diǎn)都與一套 許可

37、設(shè)置相聯(lián)，允許讀、寫和更改 PI 用戶。你可選擇給哪個用戶以許可PI系統(tǒng)安全等級分系統(tǒng)管理級，系統(tǒng)應(yīng)用工程師級，及操作員級。 在系統(tǒng)管理級下,注冊工程師(組)及操作員(組)帳號及口令,同時(shí)嚴(yán) 格規(guī)定其各自權(quán)限。進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，必需登記注冊及校驗(yàn)口令。PI系統(tǒng)組態(tài)編程時(shí)，將內(nèi)部參量按區(qū)劃分，系統(tǒng)授權(quán)操作員按權(quán)限 操作指定的區(qū)。PI系統(tǒng)可利用操作系統(tǒng)建立了文件系統(tǒng)安全。 PI用的每個數(shù)據(jù)檔案 都有特別許可，確保只有系統(tǒng)管理員能改變 PI系統(tǒng)設(shè)置。可以通過 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置保證PI服務(wù)器的安全；PINet Manager 按照IP地址控制 對系統(tǒng)的訪問PI系統(tǒng)具備自診斷和自恢復(fù)的功能。當(dāng)PI服務(wù)器和數(shù)據(jù)采集機(jī)出

38、現(xiàn) 通訊故障時(shí)，接口機(jī)自動存儲從下位系統(tǒng)中采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)故障消 除時(shí)，PI接口機(jī)自動將數(shù)據(jù)傳送到 PI服務(wù)器，保證PI數(shù)據(jù)的完整 和連續(xù)。PI軟件產(chǎn)品配置建議配置基本的服務(wù)器組件：PI En terprise Server 、接口軟件、客 戶端(PI-ProcessBook ，PI-DataLink )和 Web 瀏覽(ActiveView) 組件。其他組件根據(jù)項(xiàng)目需要考慮購買。序號名稱簡要說明數(shù)量1PIEn terpriseServerPI數(shù)據(jù)服務(wù)器軟件。含 UDS, DS, MDB,及SQL, PE等服務(wù)器端應(yīng)用(PI Server Applications )對整個PI系統(tǒng)進(jìn)行管理，儲

39、存數(shù)據(jù)并按需要進(jìn)行計(jì)算分析，響應(yīng)客戶端和 應(yīng)用程序的要求，實(shí)時(shí)提供需要的數(shù)據(jù)。5專用接口各部分?jǐn)?shù)據(jù)采集需要開發(fā)專用接口。第一層采集數(shù)據(jù)和事件：供電局的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是非常多的，找到某些特定的數(shù)據(jù)本身就不是件容易的事 情，更別說靠分析這些數(shù)據(jù)來及時(shí)做出決策了。 通過這些接口軟件將把生產(chǎn)數(shù)據(jù) 采集到PI數(shù)據(jù)庫中。第二層把數(shù)據(jù)按照來龍去脈以有序的結(jié)構(gòu)組織起來這包括建立樹狀結(jié)構(gòu)，把數(shù)據(jù)按照設(shè)備、區(qū)域或產(chǎn)品類型進(jìn)行管理，以便于查找需要的信息；方案配置了 Pl-Module DataBase ，PI Enterprise Server 的一個組件，就是用來 實(shí)現(xiàn)這一功能。第三層分析實(shí)時(shí)分析成千上萬的數(shù)據(jù)是頗

40、具挑戰(zhàn)性的。不同的分析目的所要求的計(jì)算周期和方法都不相同。其中本方案配置的是 PI-Server Applications 。的ProcessBook 和DataLink可以實(shí)現(xiàn)客戶端的計(jì)算。第四層 配送 分析的結(jié)果通過系統(tǒng)及時(shí)送到需要的人手中。 數(shù)據(jù)傳送的范圍遍及整個企業(yè)， 而 不僅僅是生產(chǎn)一線。第五層 瀏覽一旦前面四層做好了，瀏覽就是水到渠成。 ProcessBook ， DataLink ，和 ActiveView ，分別以客戶端和瀏覽器的形式進(jìn)行瀏覽。即使使用者需要來自不 同系統(tǒng)的信息，也可以通過同一個視窗看到。第六層 行動及時(shí)有效的信息將幫助人們做出及時(shí)的決策， 比如在問題發(fā)生或變得

41、更遭之前采 取有效措施。系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)的可擴(kuò)展性 系統(tǒng)靈活，可根據(jù)需要擴(kuò)展（客戶端、數(shù)據(jù)采集接口、數(shù)據(jù)容量等） 。數(shù)據(jù)容量可從 1千點(diǎn)擴(kuò)展到 2 千點(diǎn)、 5千點(diǎn)、 1萬點(diǎn)、 2 萬點(diǎn)、 5萬點(diǎn)，直 至 15 萬點(diǎn)，升級擴(kuò)展方便快捷。在系統(tǒng)升級時(shí)客戶端不需要重新設(shè)置，就可以 瀏覽新增系統(tǒng)的信息。原有的接口、數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序也不受任何影響。系統(tǒng)的開放性和兼容性 兼容各種自動控制系統(tǒng)和各種軟硬件。多種接口，多種平臺并行。 可以選用相應(yīng)的 Com Connector, 以讀取、顯示存在外部歷史數(shù)據(jù)庫中 的數(shù)據(jù)。支持標(biāo)準(zhǔn)的方式與管理系統(tǒng)連接。 如果需要與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)或 使用其它應(yīng)用程序調(diào)用

42、PI數(shù)據(jù)，可選用DAP-Server（數(shù)據(jù)訪問包），或PI 與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的接口PI 服務(wù)器可運(yùn)行在多種平臺DigitalDEC UNIXDigitalOpen VMSHPHP-UXIBMAIXMicrosoftWindows NT/2000/XPSunSolarisPI 客戶端可運(yùn)行在多種平臺MicrosoftWindows3.1MicrosoftWindows for workgroup3MicrosoftWindows 95/98MicrosoftWindows NT/2000/XPTektronixWinDD (for X Windows)支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IPWindows So

43、cketsHP SocketsFTP PC/TCPWRQ TCP ConnectionsDECNetPathworks支持多種網(wǎng)絡(luò)方案EthernetNovellToken Ring接口和應(yīng)用開發(fā)接口廠商的控制數(shù)據(jù)通過 PI 的接口協(xié)議上傳數(shù)據(jù)配合工作應(yīng)用實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用與企業(yè)其他應(yīng)用系統(tǒng)（例如PORTAL,生產(chǎn)管理系統(tǒng)、GIS等等）集成工作。PI 項(xiàng)目建設(shè)步驟基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源建設(shè)數(shù)據(jù)庫建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集等基礎(chǔ)應(yīng)用分析 直接利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的高級應(yīng)用分析需要與其它數(shù)據(jù)資源結(jié)合的（如 SAP、GIS等）第4 章 PI 典型案例電力局實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng) 電力局實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)將電力局現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)

44、據(jù)采集、 存儲到統(tǒng)一 的實(shí)時(shí) /歷史數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺上，再將這些生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成針對不同應(yīng)用需 求的實(shí)時(shí)信息，通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)發(fā)布給管理人員和相關(guān)的專業(yè)人員。此外，考慮 到嘉興局本身 IT 系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的性能數(shù)據(jù)也是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，結(jié)合 實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺建立，本實(shí)時(shí)系統(tǒng)除傳統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)外，還包括 IT 系統(tǒng)本身實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、存儲及相關(guān)應(yīng)用。通過 PI 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與全 局各生產(chǎn)部門裝置控制系統(tǒng)的連接，實(shí)現(xiàn)管理層與控制層的集成，為上層應(yīng)用 提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺。基于 PI 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺和關(guān)系數(shù)據(jù)庫平臺建立一個覆 蓋全局各部門， 功能齊全的管控一體化計(jì)算機(jī)集成生產(chǎn)系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、 供

45、、銷、 人、財(cái)、物的合理調(diào)配，使企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃、資源平衡、產(chǎn)品營銷和預(yù)測決策 良好運(yùn)行，取得最佳經(jīng)濟(jì)效益。PI 實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)采用 Server/Client 分布式結(jié)構(gòu)，可采集任何數(shù)量 PI 網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)， PI 網(wǎng)絡(luò)不僅提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，同時(shí)也提供了當(dāng) PI 主節(jié)點(diǎn) 失效時(shí)數(shù)據(jù)項(xiàng)的隊(duì)列管理。大多數(shù)接口也支持 PI 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的容錯，就是說 當(dāng)有故障時(shí)，仍然可以繼續(xù)采集 PI 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)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?？蛻舳四K (PI-PC Datalink ，PI-ProcessBook ，PI-API ，PI-ODBC) 都可與任何數(shù)量

46、的 PI 服務(wù)器 通信。即在信息中心設(shè)置一臺 PI 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，該服務(wù)器負(fù)責(zé)集成所有 子系統(tǒng)(如:SCADA,TMS,FK,變電所)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，每個子系統(tǒng)有自己獨(dú)立的接 口機(jī)。生產(chǎn)人員和管理人員通過 PI 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫來了解現(xiàn)場裝置的生產(chǎn)情況，在與局域網(wǎng)相連的每個用戶的 PC機(jī)上安裝PI客戶端軟件來瀏覽PI服務(wù)器中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)， 也可以通過 WEB 瀏覽 PI 服務(wù)器中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)， 在管理層每個辦 公室的電腦上看到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)與 DCS 系統(tǒng)保持同步， 幾乎沒有時(shí)間上的延時(shí)。 PI 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺建立后，基于該平臺的基礎(chǔ)上做了相應(yīng)的上層應(yīng)用。實(shí)時(shí)系統(tǒng)概況：實(shí)時(shí)系統(tǒng)國外軟件產(chǎn)品部分選擇美國 OS

47、Isoft 公司的 PI 系統(tǒng)，目前 PI 數(shù) 據(jù)庫系統(tǒng)測點(diǎn)容量 30 萬測點(diǎn)（測試版本）?，F(xiàn)階段 PI 系統(tǒng)測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)：嘉興局 SCADA 系統(tǒng)接口：測點(diǎn)一共 10715 個，其中遙測量 4582 個，遙信量 6133 個配網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)接口：測點(diǎn)一共 5614 個，其中遙測量 2542 個，遙信量 3072 個城交 SCADA 系統(tǒng)接口：測點(diǎn)一共 6286 個，其中遙測量 4296 個，遙信量 1990 個負(fù)控系統(tǒng)接口： 80844 個測點(diǎn)變電所系統(tǒng)接口： 2326 個測點(diǎn)ERTU 系統(tǒng)接口： 1412 個測點(diǎn)ITMonitor 系統(tǒng)接口： 10000 個測點(diǎn)左右各個接入 PI 的系統(tǒng)

48、及在 PI 數(shù)據(jù)庫上所做的應(yīng)用：在 PI 數(shù)據(jù)庫上所做的 SCADA 數(shù)據(jù)的應(yīng)用：SCADA PI XML 接口方案：本接口根據(jù)現(xiàn)場情況，采用 XML的文件傳輸方式，將電網(wǎng)的靜態(tài)模型以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)均通過tcpip方式傳輸至PI服務(wù)器。由于電網(wǎng)靜態(tài)模型相對比較 大，并且變動性不大；而電網(wǎng)的遙測以及遙信數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性高、數(shù)據(jù)量大的 特點(diǎn)，故將電網(wǎng)靜態(tài)模型與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分成兩部分各自單獨(dú)傳輸。電網(wǎng)靜態(tài)模型：SCADA側(cè)當(dāng)模型變化后發(fā)送消息通知 PI接口，接口收到 消息后接收電網(wǎng)靜態(tài)模型并存儲至 PI服務(wù)器的模塊數(shù)據(jù)庫。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)部分：SCADA側(cè)秒級傳輸數(shù)據(jù)文件至PI接口機(jī)，PI接口秒級檢測分析數(shù)據(jù)后傳輸至

49、PI服務(wù)器的實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫。接口配置及工作流程:EHIT Monitor ServtClient AppsLll.OST:TCP/IPNttwerksP提口機(jī)PDE link用絡(luò)RTU魚二）一ERH1電住需負(fù)荷管理接口遠(yuǎn)程抄衰按口注：物理隔離設(shè)備節(jié)點(diǎn)位置需利相關(guān)規(guī)定一孜SCADASCADA數(shù)據(jù)的應(yīng)用:SCADA數(shù)據(jù)送入 PI數(shù)據(jù)庫后，利用PI數(shù)據(jù)庫的客戶端開發(fā)工具ProcessBook和ActiveView ，結(jié)合ASP技術(shù)進(jìn)行二次應(yīng)用開發(fā)，通過網(wǎng)頁發(fā)布嘉興地區(qū)各廠站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。可以通過客戶端開發(fā)工具 ProcessBook瀏覽SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可以以WEB方式進(jìn)行瀏覽，如圖（1-1

50、）:圖(1-1)全市總加:可以在線瀏覽到全市的負(fù)荷總加，各廠站的有功 無功實(shí)時(shí)值（包括主變），各 縣局的有功 無功實(shí)時(shí)值,通過公式計(jì)算，可以瀏覽到網(wǎng)供負(fù)荷、年最大負(fù)荷、全 網(wǎng)總負(fù)荷。通過歷史數(shù)據(jù)可以統(tǒng)計(jì)出“昨日網(wǎng)供”、“全市總電量”等負(fù)荷預(yù)測 數(shù)據(jù)。如圖（1-2）:圖（1-2 ）一次接線:通過選擇具體的廠站，可以瀏覽到某一廠站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，如圖（1-3 ）:圖（1-3）選擇進(jìn)入某一廠站（如：南湖變），可以瀏覽到某一線路的有功、無功、電流和母線電壓、開關(guān)狀態(tài)等，如圖（1-4 ）:嘉興電力局電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)系統(tǒng)圖（1-4 ）地理信息:通過地理圖可以了解到全區(qū)電網(wǎng)供電關(guān)系，電流潮流。如圖（1-5）：圖

51、（1-5）動態(tài)棒圖:可以瀏覽到各個電壓等級的母線電壓，如圖（1-6 ）:圖（1-6）選擇一電壓等級，可以瀏覽到這一電壓等級以棒圖方式表現(xiàn)的各變電站的主母線，旁母線的電壓：圖（1-7）動態(tài)曲線:通過動態(tài)實(shí)時(shí)刷新的負(fù)荷曲線，可以了解當(dāng)時(shí)各局電網(wǎng)負(fù)荷情況，可以根據(jù)各局的每日最大負(fù)荷和最小負(fù)荷做統(tǒng)計(jì)， 更合理的控制和分配電量,如圖（1-8）:PhtO平制L* IIHUKHtU跌I旺|注 遜卜L此理j|副 nnFlltO* SwUtOitUPMOPIMA* Simja口a* sihRjg 口 麗t興電力局電爾實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)系貌各縣負(fù)荷r 尅 I *W Ii1 RJ 2KXI-B-17 1 41Z? 20O4B

52、-17；ftrrr J.心，-r_2TO40.17 1 那 2713:4127電廠出力:-寸f-%|ji7JXOW 仃 1:d:27 2IMMB-f7 0 4T27jpiokDL |rn1 r I127 3OW0-17 0:127圖（1-8）可以瀏覽到整個電網(wǎng)的各電廠的輸出情況，如圖（1-9）亭果電力局電兩實(shí)肘數(shù)據(jù)系統(tǒng) 嘉興地區(qū)火電廠總出力祁F- |吋”|平寧白丈應(yīng)T.I元瓦|切.|有功rwwrl托切|*W* Iffalwwjl 碗*il屋巧5*|無叨I枷IHl ntffHV |*| 磁 |如”|圖（1-9 ）各縣總加:可以瀏覽到整個電網(wǎng)的總有功/無功值，也可以了解到各個廠站主變的有功/無功值

53、，如圖（1-10）圖（1-10）在 PI 數(shù)據(jù)庫上所做的電量數(shù)據(jù)的應(yīng)用： 接口方案的連接方式 :Web 服務(wù)器配置雙網(wǎng)卡，一塊與電量系統(tǒng)主網(wǎng)連接，一塊與正向物理隔離裝置連接；PI系統(tǒng)端配置專用的網(wǎng)關(guān)機(jī)，其雙網(wǎng)卡分別與正向物理隔離裝置、 PI系統(tǒng)主網(wǎng)連接；正向物理隔離裝置開通FTP服務(wù)，PI系統(tǒng)端網(wǎng)關(guān)機(jī)提供FTP 服務(wù)，電量系統(tǒng) Web 服務(wù)器從電量系統(tǒng)主網(wǎng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取電量數(shù)據(jù)， 按既定格式形成數(shù)據(jù)文件，以 FTP 方式經(jīng)正向物理隔離將數(shù)據(jù)文件上傳到 PI 系統(tǒng)端網(wǎng)關(guān)機(jī)。數(shù)據(jù)類型:由于 PI 為非漢化系統(tǒng)，對電量系統(tǒng)的所有的中文信息，均以描述方式提供關(guān)聯(lián)清單；由于后期應(yīng)用的需要，需對CT、

54、PT、時(shí)段方案、業(yè)務(wù)變更等信息進(jìn)行傳輸，具體的數(shù)據(jù)類型為（分別以不同的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行傳輸） ： 基本信息：包括所有分局、變電站、電表、計(jì)算公式庫、計(jì)算公式、報(bào)表類型、報(bào)表時(shí)段方案、CT、PT等信息，每個測點(diǎn)的CT、PT、時(shí)段方案 業(yè)務(wù)變更信息：換CT、換表、電量追加、旁路代供等 基值：即每個測點(diǎn)每天零點(diǎn)的總、峰、平、谷、尖的讀表值 窗口值：每個測點(diǎn) 0:05-24:00 每 5 分鐘一點(diǎn)的讀表總值 統(tǒng)計(jì)電量：小時(shí)、時(shí)段、日、月、年統(tǒng)計(jì)電量電量數(shù)據(jù)應(yīng)用 :具體的數(shù)據(jù)應(yīng)用類型為：1）檔案信息查詢：對廠站級、電表級、計(jì)算電量庫、計(jì)算電量 的檔案信息進(jìn)行查詢廠站信息：分局、廠站名稱、電壓等級等電表信息：

55、廠站名稱、電表名稱、類型（主變的不同電 壓等級側(cè)，線路進(jìn)、出關(guān)系與關(guān)聯(lián)母線電壓等級） 、CT、PT、時(shí)段方案、測點(diǎn)1名稱、測點(diǎn)2名稱、測點(diǎn)3名稱、 測點(diǎn) 4 名稱計(jì)算電量庫：分局、計(jì)算電量庫名稱 計(jì)算電量：分局、計(jì)算電量庫名稱、計(jì)算電量名稱2）二次電量查詢：對各測點(diǎn)的二次電量（ 5 分鐘間隔）進(jìn)行查 詢電表級的查詢，所有廠站的分類顯示3）一次電量查詢： 對各測點(diǎn)的一次電量 （小時(shí)、 時(shí)段、日、月、年統(tǒng)計(jì)）進(jìn)行查詢電表級的查詢，所有廠站的分類顯示 計(jì)算電量的查詢，所有計(jì)算電量庫的分類顯示 日查詢顯示數(shù)據(jù)：小時(shí)統(tǒng)計(jì)、日總統(tǒng)計(jì)、日時(shí)段統(tǒng)計(jì) 月查詢顯示數(shù)據(jù)：每日總統(tǒng)計(jì)、月總統(tǒng)計(jì)、月時(shí)段統(tǒng)計(jì) 年查詢顯示

56、數(shù)據(jù)：每月總統(tǒng)計(jì)、年總統(tǒng)計(jì)、年時(shí)段統(tǒng)計(jì)4）便捷數(shù)據(jù)查詢：對重要測點(diǎn)、重要計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合查詢對重要測點(diǎn)、重要計(jì)算數(shù)據(jù)的設(shè)置，一般用來顯示相關(guān) 領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心的關(guān)口總加、各縣局總加、大用戶總加等 自動顯示設(shè)置的重要測點(diǎn)、重要計(jì)算數(shù)據(jù)截止前日為止 的日、月、年數(shù)據(jù) 所有顯示的數(shù)據(jù)可進(jìn)一步跟蹤到數(shù)據(jù)的組成（如日總數(shù) 據(jù)跟蹤到日小時(shí)、日時(shí)段數(shù)據(jù)的詳細(xì)情況，5）業(yè)務(wù)信息查詢：對換CT、換表、電量追加、旁路代供等業(yè) 務(wù)信息進(jìn)行綜合查詢按分局對最近的換CT、換表、電量追加、旁路代供等業(yè) 務(wù)信息進(jìn)行匯總查詢6）報(bào)表查詢：對平衡報(bào)表、關(guān)口報(bào)表、電量報(bào)表等進(jìn)行查詢，各種報(bào)表在各電量采集系統(tǒng)端生成（對各種業(yè)務(wù)信息進(jìn)行自動

57、體現(xiàn)），通過 FTP 將文件傳輸?shù)?PI 服務(wù)器段進(jìn)行存儲，系統(tǒng)通過相關(guān)的方式對這些報(bào)表進(jìn)行管理和發(fā)布 報(bào)表包括自定義報(bào)表和各種模板報(bào)表 報(bào)表類型可為日、月、年等類型，可分別設(shè)置發(fā)布標(biāo)志 所有報(bào)表按分局、報(bào)表類型進(jìn)行顯示控制 報(bào)表顯示后可下載、可本地打印在 PI 數(shù)據(jù)庫上所做的變電所數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用：接口方案的連接方式 :設(shè)備信息采集平臺由多臺設(shè)備狀態(tài)信息采集儀（EII）、通訊網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)系統(tǒng)支持軟件組成的設(shè)備信息采集平臺，成功實(shí)現(xiàn)了各個變電站現(xiàn)場設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，為上層獲取設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息后的應(yīng)用開發(fā)提供了良好的接口采集平臺架構(gòu)（由下至上）a）設(shè)備狀態(tài)信息米集儀（Ell）,負(fù)責(zé)現(xiàn)場設(shè)備信息

58、的米集；即 按照指定的命令將現(xiàn)場設(shè)備信息通過 RS485 、RS232 、LAN 收集，并通過以太網(wǎng)絡(luò)或 GPRS 進(jìn)行信息的向上傳遞。b）系統(tǒng)支持軟件（由多個具有獨(dú)立功能的軟件模塊組成） ，負(fù) 責(zé)實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息的米集和解釋。設(shè)備信息米集平臺與 Pl 數(shù)據(jù)庫的結(jié)合通過一個 OPC Server 服務(wù)程序，結(jié)合 Pl 數(shù)據(jù)庫的 OPC Client 程序（ Pl 數(shù)據(jù)庫端自己提供） ，可以把一系列通過這個平臺米集到的現(xiàn)場設(shè)備實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)都送到 Pl 數(shù)據(jù)庫中去，從而為在 Pl 數(shù)據(jù)庫上進(jìn)行的應(yīng)用開發(fā)建立 了基礎(chǔ)。變電所數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用：設(shè)備數(shù)據(jù)送入 Pl 數(shù)據(jù)庫后， 利用 Pl 數(shù)據(jù)庫的客戶端開發(fā)工具 ProcessBook 和 ActiveView ，結(jié)合 ASP 技術(shù)進(jìn)行二次應(yīng)用開發(fā)， 通過網(wǎng)頁發(fā) 布嘉興地區(qū)各變電站直流系統(tǒng)中的設(shè)備信息、 變壓器油色譜和電壓合格率設(shè)備 信息。網(wǎng)頁基本架構(gòu) 本子系統(tǒng)軟件主要分目錄部分和顯示部分兩大板塊來組織變電站設(shè)備信 息。胃寸腫3sm剛1那陽f盧匕牛性吃世置刊科 y Bs.卯 屯審肚WMVwua*.!*T*tG-f+.M*利| ph& | ei | 耐M 麗掛二刻空雄 芝 ?二逅民411就S-j 2S3W麻 且曰I&