企業信息化是我國加快實現工業化和現代化的必然選擇，隨著化工企業信息化工作如火如荼地展開，各大中型化工企業均在OA , MIS , ERP, MES等諸多領域開展建設和應用工作。但絕大部分信息化應用項目均采用單點開發方式，缺乏信息化在企業應用中的整體觀念，整體集成和溝通程度不高，缺少整體規劃、統一協調的系統化工程，形成了一個又一個“信息孤島”，導致生產和管理數據不能互相利用。經過多年企業信息化的發展，我國化工企業信息化建設正逐漸向注重應用和整合的方向發展，越來越多的企業用戶開始認識到一個企業的信息系統必須注重企業各個系統之間的協同和整合，加強企業信息化系統的發展，才能保障企業的快速發展。因此，實時數據庫的應用正成為各大化工企業信息化建設考慮的首要問題。本文以四川煤氣化項目為例介紹實時數據庫在煤化工行業的應用。
1、解決方案
1.1總體系統方案說明
本方案中生產信息平臺采用霍尼韋爾Uniformance PHD統一的實時數據庫平臺和WorkcenterWPKS統一的數據展現平臺，分別安裝在PHD服務器和Web服務器，同時在PHD buffer服務器中安裝PHD軟件和實時RDI接口軟件�；裟犴f爾Uniformance PHD將為四川煤氣化項目建立氣化裝置的實時數據庫系統，它將四川煤氣化氣化裝置霍尼韋爾PKS數據或其它第三方控制系統(DCS,PLC和控制器)先采集到PHD Buffer服務器上，PHD buffer服務器再將數據上傳到PHD主服務器，通過Web Server服務器，工廠管理人員可以直接瀏覽各工廠的實時數據，用WorkCenter WPKS生成的網頁直接將各廠的實時數據連接到流程圖、報表和趨勢圖畫面上，供相關人員訪問。
具體硬件設置如下:在中心機房設置1臺PHD服務器、1臺WPKS Web服務器、1臺關系數據庫服務器、1臺域控服務器。在各生產裝置節點部署PHD Buffer服務器5臺。管控服務器網與公司辦公網之間用防火墻隔離，實時數據庫服務器采用雙網卡設計，實現各節點數據采集機與各服務器之間安全、穩定運行，并通過端口冗余提高連接可靠性。如圖1所示。
PHD實時數據庫采用主服務器一緩存服務器(PHD Buffer)結構。緩存服務器負責從DCS,PLC或其它系統收集數據，PHD主服務器數據隨緩存服務器同步更新。這種結構一方面保證了各個系統的通訊相互獨立，某個系統通訊故障或緩存服務器發生故障時不會影響到其它系統的數據通信;另一方面當主服務器發生故障時，歷史數據可以暫存到緩存服務器中，當主服務器正常工作后，歷史數據可以自動傳回到主服務器，保證生產數據的連續性與完整性。同時Buger緩存服務器在實時數據庫和控制系統(DCS)之間起著隔離的作用。
WPKS負責以多種方式(如流程圖、趨勢、報表等)對實時數據庫中的數據進行展示。它具有比DCS人機界面更靈活的功能，用戶可以根據實際需求進行組態。Web Server則利用Windows自帶的網絡信息服務功能，對WPKS組態的畫面進行發布，聯網用戶可以通過IE瀏覽器訪問WPKS的畫面。
1.2實時數據庫系統構成
霍尼韋爾Uniformance PHD為企業的數據采集、存儲和管理建立了一整套統一、開放的一體化數據庫平臺。開放型數據庫系統可集成工廠所有的過程數據、管理數據并支持相關的應用。這種全廠范圍內的數據庫結構可保障工廠的管理部門使用一致的數據，從而提高工廠信息化管理水平。實時數據庫系統由數據采集、數據存儲處理和桌面應用構成。具體結構如圖2所示。
1.2.1生產數據的實時采集
數據采集是實時數據庫運行的基礎，實時數據采集的準確和可靠為以后的應用提供了保障。PHD實時數據庫可保證數據采集的實時性和可靠性以及實時數據的一致性和完整性。同時，數據采集接口能夠方便地進行數據采集的定義和配置。
霍尼韋爾公司開發了統一的數據采集和連接多種系統的實時數據庫的產品化接口RDI (realtime database interface)。這些接口不僅支持霍尼韋爾的系統，還支持多種標準通訊協議，如OPC ,DDE , API等。這些接口具備快速數據采集、數據存儲和轉發等功能。數據采集工作站上運行的數據采集接口程序具有數據緩存功能，能夠在網絡故障或實時數據服務器停機時緩存一定時間的數據，當故障解除時能夠自動把這些數據發送到實時數據庫服務器，以保證數據的完整性。具體連接方案如圖3所示。
1)PHD和霍尼韋爾PKS系統連接方案
PKS系統為客戶/服務器結構，所有的實時數據都已經存放在服務器中。PHD Buffer用于采集PKS實時數據的專用內部采集接口RDI Server軟件安裝在系統的服務器端，RDI Client軟件和PHD緩存服務器軟件安裝在PC緩存服務器，通過將系統的實時數據緩存到PC服務器上。工廠主服務器通過PHD to PHD RDI將緩存服務器保存的所有實時數據映射上來，供全廠用戶使用。
2)PHD和帶有OPC Server系統連接方案
對于非霍尼韋爾的DCS系統，可以通過OPC Server軟件來實現，OPC Server軟件安裝在控制系統的操作站上。實時數據庫接口OPC RDI軟件和PHD緩存服務器軟件安裝在PC服務器上，將控制系統的實時數據緩存到該站上，成為裝置級緩存服務器。如圖4所示。
3) PHD API函數庫
PHD提供的API函數是用于開發用戶應用程序的接口。API函數有豐富的功能，如存取歷史數據、執行計算、將數據輸人DCS以及對PHD的歷史數據進行編輯等。它支持C,C++,VB,VS.NET等多種高級語言編程讀取實時數據。
1.2.2實時數據的存儲和處理
PHD作為一體化應用平臺不僅可以管理實時數據，還能實現對事件信息、事務性數據和應用數據的管理。在系統內部實現了實時數據庫和關系數據庫(Oracle)的無縫連接，極大地方便了管理應用軟件的開發。實時數據庫可用來存放原始數據和修正后的數據，PHD實時數據庫能夠對各種來源、各種類型的數據進行合理組織，以標準化的數據結構存儲于實時數據庫中，方便數據查詢和應用。PHD一體化應用平臺分別設置了實時數據庫、事件數據庫、事務性數據庫和應用數據庫，存放不同類型的數據，支持不同的應用。
1.2.3桌面應用功能
WPKS是霍尼韋爾生產管理信息系統的統一瀏覽平臺，利用WPKS平臺，可將PHD數據庫中所存儲的生產數據，以多種形式進行展示，形成多種基于網頁的應用。PHD一體化應用平臺提供的桌面應用包括基于Web服務器的數據庫信息瀏覽、基于 MS Excel的數據分析和報表、基于PowERPoint的監視和演示分析、基于VB的應用開發和功能強大的趨勢分析功能，方便用戶使用和維護。PHD通過與Workcenter PKS的無縫集成，實現生產信息的Web瀏覽功能。用于實現信息可視化、監視與分析以及決策支持。WPKS系統管理系統為三層結構(如圖5所示)，即數據層、邏輯層和展示層，具體結構和功能如下:
數據層包括:PHD實時數據庫、Oracle和SQL關系數據庫。這三種數據庫的數據通過WPKS的數據服務器上傳進來，為前臺應用提供數據支持。
邏輯層包括:WPKS的數據服務器、應用服務器和IIS。數據服務器把數據傳送給應用服務器，應用服務器負責把WPKS的頁面信息發送給IIS服務器，IIS負責解析WPKS發布的信息。
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、趨勢圖等實時數據信息。HMI WEB用于繪制用戶流程圖、趨勢圖等。同時其他MES模塊分別通過WPKS處理并以B/S方式在Web服務器上展示和發布。
2、采用實時數據庫實現的功能
通過采用實時數據庫技術，可以為四川煤氣化的生產管理、經營決策提供現代化手段。開發集成完善的生產控制與信息一體化的計算機綜合管理應用系統，為企業的安全、穩定生產、節能降耗、提高經濟效益和市場競爭力服務。本系統方案的設計可以達到以下目標:
1)企業內所有生產數據統一存儲管理，實現企業信息的資源化管理。MES系統所有生產數據統一存儲的同時和業務系統進行有機的集成，實現生產、經營全過程業務流程的集成，為企業創造更大的效益。
2)建立企業信息技術應用的統一平臺，通過工廠的數據模型協調各種應用，減少整個信息系統的數據冗余，保證數據的一致性。系統結構為模塊化的結構，易于管理和維護，各種應用可以很方便地加人到集成系統中來。企業內各部門的信息能及時準確地傳輸到公司決策部門和管理部門，為公司的戰略和戰術決策提供詳實、可靠的數據，或給出參考決策。
3)公司決策部門和管理部門可以遠程訪問，通過流程圖、趨勢圖工具實時動態地掌握生產狀況，提高管理效率。生產數據都進人到生產管理系統，能監督操作人員認真負責地在崗操作，對操作人員的操作建立一個科學的、客觀的、量化的考核依據。為生產管理提供一個有效的平臺，使企業管理效率進一步提高。
3、結語
通過采用實時數據庫系統，可以實現生產控制系統的數據自動采集、存儲和監視;可以有效彌補工廠的信息斷層，將分散的信息資源集成起來，尤其是將管理系統和控制系統的信息有機地結合起來，形成了真正意義上的全廠實時生產信息系統集成。
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本文標題：實時數據庫在企業ERP信息化中的應用
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