基于紫金橋實時數據庫構建某化工集團能源管理信息系統（分布式）
1.能源管理平臺實時數據庫系統建設
1.1 系統結構圖
1.2 模塊總體設計達到的要求
根據上述業務目標要求，實時數據庫系統具備：
Ø 對來自各分公司生產過程中的各類實時數據進行及時、高質量采集和集中、穩定存儲；
Ø 對各種信息進行適當的整合，挖掘和提煉，為信息系統的各種應用程序提供統一的數據來源；
Ø 為開放型數據庫系統，使基于此平臺所有應用軟件協同工作；
Ø 支持各種桌面應用程序，并能夠進行自動數據分析，為用戶提供趨勢分析報告等實用信息；
Ø 實時數據庫系統為企業級分布式數據庫系統，是過程信息實時管理的基礎架構，將為EMS能源管理系統及ERP系統的建設提供實時數據支撐。
1.3系統邏輯架構圖
系統邏輯架構圖
系統邏輯架構圖如上圖所示，分為生產企業側和動力集團總部側。
（一）生產企業側
在各化工廠，部署廠級實時數據庫服務器，其上安裝紫金橋實時數據庫軟件（包括OPC接口軟件等）。通過OPC接口軟件將各分公司獨立的監控系統的實時數據采集并上傳至總部側實時數據庫服務器中。
分公司實時數據庫具有緩存功能，當由于網絡、數據庫服務器或其他故障引起數據無法上傳時，分公司實時數據庫緩存從監控系統采集的數據，當數據上傳恢復時，將緩存的這部分數據繼續上傳恢復到數據庫服務器，保證數據的連續完整性和準確性。利用緩存功能，能夠有效地防止數據丟失，而且單個節點的故障不影響其它系統數據采集，起到故障隔離作用。
（二）集團總部側
為保證系統安全，總部側劃分為2個網絡，分別是管控網層和管理網層。在管控網安裝紫金橋實時數據庫服務器和關系數據庫服務器。實時數據庫作為核心，提供數據的采集、壓縮存儲、查詢、管理等功能，配有管理工具對實時數據庫進行配置管理；關系數據庫用于存儲各分公司關系數據。應用服務器用于繪制流程圖，制作報表，用于對數據進行分析應用。管理網層中Web服務器用于網頁發布，可通過網頁的形式對流程圖、趨勢圖進行瀏覽。同時系統可與EMS系統相連，便于EMS系統對實時數據庫數據的應用。
1.4 數據采集
數據采集是指從各種監控系統中讀取所需數據，通過安全可靠的通信信道傳輸到公司總部，進入相關存儲設備的過程。
數據采集和存儲保持現場控制系統原有的時間間隔和精度，也可根據用戶的需要自由定義采集周期和精度，系統可支持毫秒級的時間精度。
1.5采集方式
在對各監控系統的采集方面，紫金橋實時數據庫系統提供OPC采集接口、MODBUS采集接口等，還提供專有系統接口，如電力系統101、103等，實現對電力系統的數據實時采集。
1.6數據通信
1.6.1 通信鏈路建設原則
為達到公司總部鏈路建設的目標要求，在網絡設計構建中，應始終堅持以下建網原則：
n 高可靠性：網絡系統的穩定可靠是應用系統正常運行的關鍵保證，在網絡設計中選用高可靠性網絡產品，合理設計網絡架構，制訂可靠的網絡備份策略，保證網絡具有故障自愈的能力，最大限度地支持各業務系統的正常運行。
n 標準開放性：系統設計采用國際標準，具有開放式體系結構，便于將來系統升級，以及和其它系統的專網、國際互聯網等的聯接。
n 靈活性及可擴展性：根據未來業務的增長和變化，網絡可以平滑地擴充和升級，減少最大程度的減少對網絡架構和現有設備的調整。
1.6.2 數據傳輸
在采集各監控系統數據，分公司實時數據庫建立后，還需上傳至總部實時數據庫，實時數據庫之間數據傳輸采用紫金橋軟件內部提供的遠程數據源。
數據源建立后，用戶就可以直接使用遠程數據源，數據源的用途包括幾個方面的使用：數據訪問，圖形對象的使用，實時數據庫之間的通訊，時鐘校準和安全驗證。
舉例實時數據庫之間的數據通訊：
紫金橋的實時數據庫不但是數據服務器而且可以充當客戶端訪問其它數據庫服務器的數據。由于某些復雜回路的控制或某些全局的優化過程需要多個變量的參與才能實施，而這些變量并不能保證其一定在同一個服務器中，往往分布在若干個系統中。這時往往需要數據庫之間進行通訊，把相關數據連接到一個數據庫中由該數據庫進行集中處理。
數據庫之間的通訊也通過數據源進行，它們通過數據連接進行數據通訊。當配置數據庫的數據連接時，數據庫會主動向被連接的服務請求數據如IO驅動，遠程數據庫等。
數據庫之間的通訊也通過數據源進行，它們通過數據連接進行數據通訊。當配置數據庫的數據連接時，數據庫會主動向被連接的服務請求數據如IO驅動，遠程數據庫等。
舉例時鐘校準和安全驗證：
系統運行時由一個統一的時標是非常重要的，如果分布式系統其時鐘不統一，將可能造成系統誤動作，連鎖裝置邏輯紊亂，因此需要指定一臺計算機時間作為系統的標準時鐘，這樣就可以避免各系統時鐘不統一而造成的種種嚴重后果。客戶端每隔一小時向主服務器請求一次時鐘校準服務，與主服務器時鐘保持同步。
如果分布式系統的每個服務器都需要配置用戶信息，不但不利于不同服務器之間通訊時數據的安全驗證，而且配置工作量很大，十分不便。紫金橋的分布式系統中由主服務器配置和保存用戶安全數據，客戶端每次啟動時向主服務器備份安全數據文件到本地數據庫，然后每次安全驗證都在本地執行，這樣可以大大提高系統效率。如系統的定時調度中需要多次進行安全驗證，如果每次都到服務器請求驗證服務，不但加大了服務器的負擔，而且由于客戶端和服務器的通訊有可能需要較長時間，這樣大大降低了其執行效率。
如果分布式系統的每個服務器都需要配置用戶信息，不但不利于不同服務器之間通訊時數據的安全驗證，而且配置工作量很大，十分不便。紫金橋的分布式系統中由主服務器配置和保存用戶安全數據，客戶端每次啟動時向主服務器備份安全數據文件到本地數據庫，然后每次安全驗證都在本地執行，這樣可以大大提高系統效率。如系統的定時調度中需要多次進行安全驗證，如果每次都到服務器請求驗證服務，不但加大了服務器的負擔，而且由于客戶端和服務器的通訊有可能需要較長時間，這樣大大降低了其執行效率。
1.7數據應用
實時數據庫提供了各種實用組件，以便用戶對實時數據庫進行顯示、統計、分析、報告。
1.7.1 過程趨勢和統計分析工具
每個窗口同時可以顯示8支趨勢筆，每支筆的起始時間、時間范圍可以隨意指定，因此用戶可以對同一位號在不同時刻進行比較。在趨勢圖中，可以用鼠標選擇任何區域，對其進行放大。過程趨勢同時提供統計分析功能，可以對任何一段趨勢曲線的統計值進行計算，幫助工藝技術員和工程師進行統計分析。
1.7.2 查詢工具
查詢工具提供圖形化和基于查詢語句兩種查詢方式，在圖形化的查詢方式中可以選擇查詢條件，進行一些常用的條件查詢，如：位號過濾條件、數值范圍、報警、時間、事件（多個條件可以組合）。
1.7.3 數據庫監視操作臺
監視操作臺是實時數據庫遠程維護工具。使用監視操作臺用戶可以對數據庫進行遠程配置、組態、數據瀏覽、程序狀態監視、系統狀態、磁盤使用情況、用戶登錄信息、系統負荷、啟動/停止程序。也可以對數據進行操作，操作臺可以自動搜尋局域網的實時數據庫服務器。
1.7.4 報警功能
系統為重要的生產參數提供報警功能，只有一定權限的用戶才可以確認當前報警信息。這樣在不必在現場就可以知道各運行參數是否正常。
重要數據的報警參數可以動態修改，以適應季節、天氣等外在環境對生產的影響。
1.7.5 自由報表
紫金橋自由報表是目前功能最強的報表系統之一，使用它可以滿足絕大多數的數據格式化的需求，方便靈活的實現各種類型的統計報表。自由報表具有豐富的單元格設置方式，靈活的數據處理手段，與關系庫的通訊能力及強大的腳本控制能力和靈活的打印方式。
自動生成生產日報表、月報表等多種報表形式，提供多種歷史報表查詢方式，每一幅報表都具有打印功能 。
1.7.6流程圖畫面顯示
流程圖中以文本、動畫等形式動態顯示生產數據狀態，整個現場的流程圖可以一目了然的看到 。
1.7.7實時數據顯示
所有的實時數據都能夠在實時數據畫面中瀏覽到，并且數據的更新周期能夠達到秒級，可以很好的反映出現場的實時現場情況。其中的打印功能，能夠實時的打印當前數據表 。
1.7.8 重要數據對比分析
對于一些重要數據，提供三維直方圖、三維餅圖對比顯示。每一個柱形圖都能夠實時顯示現場的數據變化。
1.7.9安全管理
系統提供安全管理模塊，對訪問系統的用戶按照部門、角色進行分類，不同類別的用戶分配不同的訪問權限。可精確到對系統每個生產數據的安全操作管理；
針對報警事件的確認，報警參數的修改，事故追憶瀏覽等，系統提供安全管理，只有管理員用戶才具有操作權限 。管理員可在線新建、修改、刪除用戶。
1.8與ERP和EMS等管理系統集成
為更加充分的利用和共享生產能耗數據，實現生產過程能耗信息和生產能源管控系統的集成，需要實現實時數據庫和關系數據庫中的數據整合。把實時數據庫中經過運算、匯總數據輸出到關系數據庫中，從而實現與管理數據庫的集成，為企業的上層管理提供可靠的數據基礎。除了實時生產能耗數據，轉儲數據還可包括：組態內容，實時能耗數據，統計數據，報警，事件，操作等信息。
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