實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案-

1、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案-實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)項目解決方案目錄1、背景21、引言21.2、項目目標(biāo)22、應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)32.K實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理構(gòu)架3.實時數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)的主要功能仏 實時數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)主要技術(shù)特征44.K數(shù)據(jù)傳輸方面54.2.數(shù)據(jù)存儲方4.3. 歷史數(shù)據(jù)54.4. 圖形仿真技術(shù)55、實時數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)性能特征5.K數(shù)據(jù)具有實時性5.2.數(shù)據(jù)具有穩(wěn)定 5.3數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性65.4、數(shù)據(jù)具有開放性6_DCS及實時數(shù)據(jù)釆集機(jī)連接說明67.系統(tǒng)運行環(huán)境說明87.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境說明7.2硬件環(huán)境說明1、背景1.1、引言隨著國家大力推進(jìn)走新型工業(yè)化道路，以 信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化。

2、電力 企業(yè)面臨著日趨激烈的競爭。降低成本，提高生 產(chǎn)效率，快速響應(yīng)市場，是電力企業(yè)不斷追求的 目標(biāo)。要實現(xiàn)上述目標(biāo)，必須把企業(yè)經(jīng)營生產(chǎn)中 的各個環(huán)節(jié)，包括市場分析、經(jīng)營決策、計劃調(diào) 度、過程監(jiān)控、銷售服務(wù)、資源管理等全部生產(chǎn) 經(jīng)營活動綜合為一個有機(jī)的整體，實現(xiàn)綜合信息 集成，使企業(yè)在經(jīng)營過程中保持柔性，因此，建 立全廠統(tǒng)一的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)平臺，就成了流程企業(yè)今后生產(chǎn)信息化的關(guān)鍵。1. 2、項目目標(biāo)“實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”是為生產(chǎn)過程進(jìn)行實時綜合優(yōu)化服務(wù)信息系 統(tǒng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。企業(yè)信息化建設(shè)的關(guān)鍵問題是集成，即在獲取生產(chǎn)流程所需全部信 息的基礎(chǔ)上，將分散的控制系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)和管理決策系統(tǒng)有機(jī)地 集

3、成起來，不同業(yè)務(wù)和系統(tǒng)間能夠?qū)崟r的交換和共享數(shù)據(jù)。建立統(tǒng)一的企業(yè)數(shù)據(jù)模型。解決分期建設(shè)的不同應(yīng)用系統(tǒng)、不同電廠之間彼此隔離、互不匹 配、互不共享的“信息孤島”問題。保證數(shù)據(jù)來源一致性，提高數(shù)據(jù)經(jīng)過層層抽取之后的可信度。匯總、分析和展示企業(yè)歷史的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。企業(yè)管理層能夠直接根據(jù)各個電廠的真實數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計數(shù)據(jù)、分 析逐步鉆取直到數(shù)據(jù)根源。透明底層的數(shù)據(jù)，監(jiān)督統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。企業(yè)應(yīng)用集成，規(guī)范企業(yè)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)流程。2、應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)21、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理構(gòu)架系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu)如下圖所示：i3、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要功能是將分布在不同地區(qū)的各個電廠的實時數(shù)據(jù) 釆用當(dāng)今先進(jìn)

4、的技術(shù)和架構(gòu)，可安全、穩(wěn)定地實現(xiàn)與現(xiàn)場DCS控制系統(tǒng)的連接, 將采集來的數(shù)據(jù)經(jīng)由VPN網(wǎng)絡(luò)上傳到省級，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)壓縮和長 期的歷史存儲，同時提供方便易用的客戶端程序和通用的數(shù)據(jù)接口，可以幫助 企業(yè)實現(xiàn)全廠范圍內(nèi)的實時數(shù)據(jù)共享，為提高企業(yè)的生產(chǎn)管理水平、節(jié)約生產(chǎn) 成本、增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭能力提供了堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。分布式實時數(shù)據(jù)的采集、存貯、管理與査詢支持歷史數(shù)據(jù)分析與事故追憶可視化的流程組態(tài)工具，支持快速的流程組態(tài)開發(fā)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺支持具有數(shù)據(jù)緩存功能提供無處不在的實時信息服務(wù)4、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要技術(shù)特征4.1 數(shù)據(jù)傳輸方面所有工作在內(nèi)存中進(jìn)行，所以能充分的保證數(shù)據(jù)的

5、實時性，系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)包時采用CRC校驗等多種校驗方 式，確保了上傳的實時數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。4.2、數(shù)據(jù)存儲方面實時信息系統(tǒng)中，根據(jù)電廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)的特點，采用了先進(jìn)的數(shù)據(jù) 壓縮算法，對大量的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行原型壓縮，同時結(jié)合高效的數(shù)據(jù) 檢索策略設(shè)計了實時數(shù)據(jù)庫的存儲系統(tǒng)，數(shù)據(jù)壓縮在傳統(tǒng)意義上是 為了減少磁盤空間。針對不同的應(yīng)用，數(shù)據(jù)壓縮有多種算法，實時 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不僅要求能夠在有限的硬盤空間中存儲大量歷史數(shù)據(jù), 而且還要求這些數(shù)據(jù)能夠快速地被訪問。采用基于時間和空間維度的高效壓縮算法，死區(qū)與線性壓縮相結(jié) 合；4.3、歷史數(shù)據(jù)快速訪問歷史數(shù)據(jù)。采用基于樹和數(shù)據(jù)塊的方法存儲歷史數(shù) 據(jù)，用戶檢索幾年的歷史數(shù)據(jù)與

6、檢索幾天前的歷史數(shù)據(jù)幾乎沒有 太大的區(qū)別；4.4、圖形仿真技術(shù)擁有專業(yè)的圖形轉(zhuǎn)換工具，可將控制系統(tǒng)的圖形轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)格式， 用戶在辦公室內(nèi)也能看到與控制現(xiàn)場一致的過程圖形，實現(xiàn)控制室到桌 面的延伸，大大提高工作效率。5、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能特征:5.1.數(shù)據(jù)具有實時性實時數(shù)據(jù)庫必須能夠高速、按時的存取和處理數(shù)據(jù)，必須盡量 保證關(guān)鍵的數(shù)據(jù)操作能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成。因而，為了提高數(shù) 據(jù)操作的可預(yù)見性，實時數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)存儲方式和索引方式上與傳 統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫有很大的不同。為了避免不必要的磁盤操作和避免不可 預(yù)測時間的動態(tài)資源分配，我們釆用了基于共享內(nèi)存管理的實時數(shù) 據(jù)表管理機(jī)制，同時提供多級索引機(jī)制進(jìn)行

7、快速的數(shù)據(jù)定位，提高 數(shù)據(jù)檢索速度，確保用戶對數(shù)據(jù)實時性的要求。52、數(shù)據(jù)具有穩(wěn)定性實時信息系統(tǒng)是企業(yè)的上層管理者與生產(chǎn)現(xiàn)場連接 的紐帶，也是管理者調(diào)度、安排生產(chǎn)的重要依據(jù)，只有 保證實時數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，才能有效的保證生產(chǎn)的順暢及 連續(xù)性5.3、數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性實時信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)直接取自生產(chǎn)現(xiàn)場，其數(shù)據(jù)的 失誤可能會對生產(chǎn)及設(shè)備等帶來嚴(yán)重的后果，因此，數(shù) 據(jù)的準(zhǔn)確性也是一個重要的指標(biāo)5.4、數(shù)據(jù)具有開放性實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)作為企業(yè)的寶貴資源，是企業(yè) 管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。其與企業(yè)的管理系統(tǒng)無縫連接，無疑 將大大提高整個企業(yè)的管理效益，使企業(yè)真正實現(xiàn)管控 一體化的目標(biāo)6、DCS系統(tǒng)及數(shù)據(jù)釆集機(jī)連接說明(1

8、) 原則上保證與DCS及其它生產(chǎn)控制系統(tǒng)的連接采用單向連接方式, 即數(shù)據(jù)只能從生產(chǎn)控制系統(tǒng)端單向向上傳輸。(2) 在網(wǎng)關(guān)機(jī)與中心交換機(jī)之間，可根據(jù)情況配置防火墻。(3) 為每臺機(jī)組的DCS系統(tǒng)配置獨立的接口網(wǎng)關(guān)機(jī)，確保當(dāng)某個機(jī)組的 網(wǎng)關(guān)機(jī)出現(xiàn)故障時，不影響其它機(jī)組接口的正常運行。(4) 接口網(wǎng)關(guān)機(jī)從DCS及控制系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)包后，向上發(fā)送給數(shù)據(jù)接 收解析程序。(5) 數(shù)據(jù)解析程序接收到網(wǎng)關(guān)機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后，進(jìn)行效驗，并解析成實時 數(shù)據(jù)庫的點表格式。(6) 完成解析的數(shù)據(jù)將存儲到實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。(7) 網(wǎng)關(guān)機(jī)的建議配置：而不影響其它機(jī)組組正常運行。項目配置(PC工控機(jī))數(shù)量CPUP4 2. 8G

9、1內(nèi) 存512M DDR1硬 盤80G/7200 RPM （三 年質(zhì)保）1網(wǎng) 卡100M2顯 示 器17, CRT純平彩顯1(8)每個DCS系統(tǒng)要分別對應(yīng)一個數(shù)據(jù)采集機(jī)，防止當(dāng)一臺釆集機(jī)出(9)與DCS及其它控制系統(tǒng)連接方案示意圖如下:7、系統(tǒng)運行環(huán)境說明7.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境說明實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要求各個電廠的DCS數(shù)據(jù)必須都傳到S1S網(wǎng)中，對沒有 將DCS數(shù)據(jù)必須都傳到SIS網(wǎng)中電廠可以參照“7、DCS及實時數(shù)據(jù)釆集機(jī)連 接說明”部分進(jìn)行環(huán)境搭建，要求各家電廠數(shù)據(jù)采集機(jī)可以通過VPN網(wǎng)絡(luò)與 省級的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。由于各家電廠的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過V P N網(wǎng)絡(luò)上傳到省級， 所以，對VPN網(wǎng)絡(luò)帶寬有明確的限制，對VPN網(wǎng)絡(luò)帶寬不能小于1M。72硬件環(huán)境說明7.2.1各家電廠硬件環(huán)境配置1）數(shù)據(jù)采集機(jī)硬件配置：PC工控機(jī)，P4CPU, 512KB內(nèi)存，30GB以上硬盤 空間，網(wǎng)卡：100M 1個軟件配置：Windows 2000 Server 2000/20032）網(wǎng)關(guān)機(jī)硬件配置：pc工控機(jī)，P4 2.8 cpu, 512M DDR內(nèi)存, 80G以上硬盤空間，網(wǎng)卡：100M 2個軟件配置：Windows 2000 Server 2000/20037.2.2省級硬件環(huán)境配置1）應(yīng)用服務(wù)器硬件配置：17 CP