力控pSpace - 企业级实时历史数据库介绍

　　一、实时数据库描述
　　 工厂CIMS核心是实时数据库，实时数据库可用于工厂过程的自动采集、存储和监视。作为大型实时数据库，可在线存储每个工艺过程点的多年数据。它提供了清晰、精确的操作情况画面，用户既可浏览工厂当前的生产情况，也可回顾过去的生产情况。可以说，实时数据库对于流程工厂来说就如同飞机上的“黑匣子”。
　　 另一方面，实时数据库为最终用户提供了快捷、高效的工厂信息。由于工厂实时数据存放在统一的数据库中，工厂中的所有人，无论在什么地方都可看到和分析相同的信息，客户端的应用程序可使用户很容易对工厂级实施管理，诸如工艺改进、质量控制、故障预防维护等。通过实时数据库可集成产品计划、维护管理、专家系统、化验室信息系统、模拟与优化等应用程序，在业务管理和实时生产之间起到桥梁作用。
　　 工厂的历史数据对公司来说是很有价值的。实时数据库的核心就是数据档案管理，它采集并存储与流程相关的上千点的数据。多年应用历史数据库管理的经验告诉我们，现在很难知道将来进行分析时哪些数据是必须的。因此，保存所有的数据是防止丢失所需信息的最好方法。此外，要改进产品，必须具备与之相关物料的信息，并了解当前和过去的操作状态。实时数据库采集、存储流程信息，用来指导工艺改进、降低物料、增加产量。
　　
　　二、力控实时数据库的结构
　　2.1实时数据库体系结构及性能
　　 力控®企业级实时数据库pSpaceTM是一个高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性强、跨网络系统的开放式实时数据库软件。
　　 力控企业级实时数据库pSpaceTM是一个复杂的系统，它是采用了实时数据库技术的计算机系统。它的含义已经不仅仅是一组对数据进行处理的软件，也不只是一个数据库。一个实时数据库系统是一个实际可运行的，按照数据方式存储、维护和向应用程序提供数据或信息支持的系统。它是存储介质、处理对象和管理系统的集合体，由数据库、硬件、软件几部分组成。
　　 pSpaceTM - 企业级实时历史数据库为完全的分布式结构，可任意组建应用模式；支持C/S和B/S应用；它可以提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具；大容量支持企业级应用，内部实现高数据压缩率，可实现历史数据的海量存储，灵活的扩展结构可满足各种需求，具备广泛的安全性和可跟踪性

　力控®软件的体系结构图

　　数据库服务器性能:
　　 单台服务器可运行100 000个点, 支持多台服务器相互通信；支持双机热冗余的容错架构； “黑箱”运行方式，完全的任务触发运行方式，较低的资源消耗，高性能存储和查询, 包括毫秒采集；每秒可处理20 000个事件；mS级数据采集速率；事件系统的时间分辨率为 1mS采集；I/O时间同步；自动补偿 PC 时钟偏差。
　　可采集、处理各种数据类型，包括：整型、实型、字符串和 “任意”类型
　　功能强大的压缩算法：死区和变化率压缩，按高压缩格式保存数据
　　完整的事件记录系统，所有操作员的动作均被检查并记录，可作为跟踪依据
　　完全集成 Windows NT/2000/XP 安全特性
　　
　　数据库客户端
　　 可以使用真正的瘦客户端，基于Web的管理器，客户端应用易于维护
　　集成pLerine组态人机界面功能作为标准客户端
　　 pSpace Visual ActiveX，pSpace可视化控件工具包是为建立客户端连接而提供的客户端产品；它包括一组ActiveX控件，如：数据控件、文本控件、棒图控件、趋势控件等。
　　EXCEL加载宏pSpace Excel Add-In为客户用Excel访问pSpace数据提供便捷手段。
　　数据库管理工具
　　 管理工具提供十分易用和直观的接口用户可以浏览数据采集数据并且非常容易添加新的点，数据具备可靠性和完整性
　　 提供现有数据的移植工具，可将低版本力控数据库中的所有数据和配置移植过来
　　 配备编译器模块，用户可自行编写算法
　　pSpace Admin管理器：易用的图形接口；完整的系统管理；监视性能和报警；快速配置采集I/O和点；可以在本地或远程管理pSpace。

　　2.2力控实时数据库的数据结构
　　 实时数据库与其它一般数据库一样，包含一组对象及其结构。由于目前对实时数据库还未能提出统一的数据模型，所以不同厂家开发的数据库的数据结构都有很大差别。力控®软件的实时数据库的数据结构见下。
　　 在力控®实时数据库中，一个基本的数据对象为“点”（TAG），一个点由若干参数组成，系统以点参数为单位存放各种信息。点参数相当于关系数据库中的字段（Field），一个点参数对应一个客观世界中的可被测量或控制的对象（当然在实际应用中，也可以不真正对应一个客观对象，而是一个“虚拟”对象）。例如，某个容器的温度可以作为一个测量对象而成为数据库中的一个点参数，被测对象由温度传感器监视，其值被周期性地采样，并写入数据库。
　　 点存放在实时数据库的点名称字典中。实时数据库根据点名称字典决定数据库的结构，分配数据库的存储空间。用户在组态实时数据库时总是以点名称为主索引（主关键字）进行编辑。
　　 点对象存在多个属性，以参数的形式出现，所以又称点的属性为点参数。
　　 在点名称字典中，每个点都包含若干参数。一个点可以包含一些系统预定义标准点参数，还可包含若干个用户自定义参数。
　　 用户引用点与参数的形式为“点名.参数名”。如“TAG1.DESC”表示点TAG1的点描述，“TAG1.PV”表示点TAG1的过程值。点参数有三种数据类型：实型、整型和字符型。
　　 系统预定义了一些常用的点参数，这些系统预定义点参数都能完成特定的功能，而且一个参数与另一个参数之间可能存在制约或导出关系，这就是实时数据库的完整性。例如，当选择量程转换时，PV参数值就与PVRAW（原始过程测量值）、EULO（工程单位下限）、EUHI（工程单位上限）、PVRAWHI（原始过程测量值上限）、PVRAWLO（原始过程测量值下限）参数相关，其值也是用这些参数根据某种计算关系得出的。
　　 系统预定义参数是力控®数据库提供的一个重要功能，它为用户提供了一整套预定义的数据处理功能和对数据库的访问方法。同时力控®数据库也允许用户自定义参数。自定义参数的名称和数据类型由用户指定（名称不能与已有的系统参数相同）。数据库对自定义参数也提供实时数据访问和历史数据保存的功能。
　　 因为点的结构是由参数组成，所以不同参数的组合就形成了不同类型的点。一个点可以包含任意数量用户自定义参数，或者只包含标准点参数但没有用户自定义参数，也可以既包含标准点参数也包含自定义参数。
　　 力控®数据库的点类型是实时数据库对具有相同特征的一类点的抽象模型。一种点类型就是一种点参数的组合。力控®数据库根据实际应用预定义了一些标准点类型，利用这些标准点类型创建的点能够满足各种常规的需要。对于较为特殊的应用，可以创建用户自定义的点类型。即力控®实时数据库支持自定义的数据库结构。