實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案

實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工程解決方案目錄1、背景21.1、引言21．2、工程目標(biāo)32、應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)32.1、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理構(gòu)架…………………..33、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能…...44、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要技術(shù)特征54.1、數(shù)據(jù)傳輸方面……………………..54.2、數(shù)據(jù)存儲方面……………………..54.3、歷史數(shù)據(jù)…………...54.4、圖形仿真技術(shù)……………………..55、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能特征65.1、數(shù)據(jù)具有實時性…………………..65.2、數(shù)據(jù)具有穩(wěn)定性…………………..65.3、數(shù)據(jù)具有準確性…………………65.4、數(shù)據(jù)具有開放性…………………..66、DCS及實時數(shù)據(jù)采集機連接說明77、系統(tǒng)運行環(huán)境說明87.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境說明….……………87.2硬件環(huán)境說明……….81、背景1.1、引言隨著國家大力推進走新型工業(yè)化道路，以信息化帶開工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化。電力企業(yè)面臨著日趨劇烈的競爭。降低本錢，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、方案調(diào)度、過程監(jiān)控、銷售效勞、資源管理等全部生產(chǎn)經(jīng)營活動綜合為一個有機的整體，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、工程目標(biāo)“實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〞是為生產(chǎn)過程進行實時綜合優(yōu)化效勞信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)根底。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根底上，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)有機地集成起來，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)的準確性。企業(yè)應(yīng)用集成，標(biāo)準企業(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)2.1、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)如下列圖所示：3、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)采用當(dāng)今先進的技術(shù)和架構(gòu)，可平安、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)本錢、增強企業(yè)的市場競爭能力提供了堅實的數(shù)據(jù)根底和科學(xué)依據(jù)。分布式實時數(shù)據(jù)的采集、存貯、管理與查詢支持歷史數(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效勞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)存中進行，所以能充分的保證數(shù)據(jù)的實時性,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，采用了先進的數(shù)據(jù)壓縮算法，對大量的實時數(shù)據(jù)進行原型壓縮，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。為了防止不必要的磁盤操作和防止不可預(yù)測時間的動態(tài)資源分配，我們采用了基于共享內(nèi)存管理的實時數(shù)據(jù)表管理機制，同時提供多級索引機制進行快速的數(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。5.2、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)備等帶來嚴重的后果，因此，數(shù)據(jù)的準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)的珍貴資源，是企業(yè)管理系統(tǒng)的根底。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)采集機連接說明原那么上保證與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。在網(wǎng)關(guān)機與中心交換機之間，可根據(jù)情況配置防火墻。為每臺機組的DCS系統(tǒng)配置獨立的接口網(wǎng)關(guān)機，確保當(dāng)某個機組的網(wǎng)關(guān)機出現(xiàn)故障時，不影響其它機組接口的正常運行。接口網(wǎng)關(guān)機從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。數(shù)據(jù)解析程序接收到網(wǎng)關(guān)機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后，進行效驗，并解析成實時數(shù)據(jù)庫的點表格式。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)機的建議配置：工程配置〔PC工控機)數(shù)量CPUP41內(nèi)存512MDDR1硬盤80G/7200RPM〔三年質(zhì)?！?網(wǎng)卡100M2顯示器17’1〔8〕每個DCS系統(tǒng)要分別對應(yīng)一個數(shù)據(jù)采集機，防止當(dāng)一臺采集機出問題而不影響其它機組組正常運行。〔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SIS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)采集機連接說明〞局部進行環(huán)境搭建，要求各家電廠數(shù)據(jù)采集機可以通過ＶＰＮ網(wǎng)絡(luò)與省級的網(wǎng)絡(luò)進行連接。由于各家電廠的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過ＶＰＮ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。7.2硬件環(huán)境說明 1〕數(shù)據(jù)采集機硬件配置：PC工控機，P4CPU，512KB內(nèi)存，30GB以上硬盤空間，網(wǎng)卡:100M1個軟件配置：Windows2000Server2000/2003 2〕網(wǎng)關(guān)機硬件配置：PC工控機，CPU，512MDDR內(nèi)存，80G以上硬盤空間,網(wǎng)卡:100M2個軟件配置：Windows2000Server2000/2003省級硬件環(huán)境配置1〕應(yīng)用效勞器硬件配置：雙CPU，4GB內(nèi)存，80GB以上硬盤空間；網(wǎng)