企業(yè)信息化是我國加快實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的必然選擇，隨著化工企業(yè)信息化工作如火如荼地展開，各大中型化工企業(yè)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(fā)方式，缺乏信息化在企業(yè)應用中的整體觀念，整體集成和溝通程度不高，缺少整體規(guī)劃、統(tǒng)一協(xié)調的系統(tǒng)化工程，形成了一個又一個“信息孤島”，導致生產和管理數(shù)據(jù)不能互相利用。經過多年企業(yè)信息化的發(fā)展，我國化工企業(yè)信息化建設正逐漸向注重應用和整合的方向發(fā)展，越來越多的企業(yè)用戶開始認識到一個企業(yè)的信息系統(tǒng)必須注重企業(yè)各個系統(tǒng)之間的協(xié)同和整合，加強企業(yè)信息化系統(tǒng)的發(fā)展，才能保障企業(yè)的快速發(fā)展。因此，實時數(shù)據(jù)庫的應用正成為各大化工企業(yè)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(shù)據(jù)庫在煤化工行業(yè)的應用。
1、解決方案
1.1總體系統(tǒng)方案說明
本方案中生產信息平臺采用霍尼韋爾Uniformance PHD統(tǒng)一的實時數(shù)據(jù)庫平臺和WorkcenterWPKS統(tǒng)一的數(shù)據(jù)展現(xiàn)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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它將四川煤氣化氣化裝置霍尼韋爾PKS數(shù)據(jù)或其它第三方控制系統(tǒng)(DCS,PLC和控制器)先采集到PHD Buffer服務器上，PHD buffer服務器再將數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，用WorkCenter WPKS生成的網頁直接將各廠的實時數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫服務器、1臺域控服務器。在各生產裝置節(jié)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(shù)據(jù)庫服務器采用雙網卡設計，實現(xiàn)各節(jié)點數(shù)據(jù)采集機與各服務器之間安全、穩(wěn)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(shù)據(jù)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(tǒng)收集數(shù)據(jù)，PHD主服務器數(shù)據(jù)隨緩存服務器同步更新。這種結構一方面保證了各個系統(tǒng)的通訊相互獨立，某個系統(tǒng)通訊故障或緩存服務器發(fā)生故障時不會影響到其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信;另一方面當主服務器發(fā)生故障時，歷史數(shù)據(jù)可以暫存到緩存服務器中，當主服務器正常工作后，歷史數(shù)據(jù)可以自動傳回到主服務器，保證生產數(shù)據(jù)的連續(xù)性與完整性。同時Buger緩存服務器在實時數(shù)據(jù)庫和控制系統(tǒng)(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(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)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(jù)實際需求進行組態(tài)。Web Server則利用Windows自帶的網絡信息服務功能，對WPKS組態(tài)的畫面進行發(fā)布，聯(lián)網用戶可以通過IE瀏覽器訪問WPKS的畫面。
1.2實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構成
霍尼韋爾Uniformance PHD為企業(yè)的數(shù)據(jù)采集、存儲和管理建立了一整套統(tǒng)一、開放的一體化數(shù)據(jù)庫平臺。開放型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可集成工廠所有的過程數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)并支持相關的應用。這種全廠范圍內的數(shù)據(jù)庫結構可保障工廠的管理部門使用一致的數(shù)據(jù)，從而提高工廠信息化管理水平。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的實時采集
數(shù)據(jù)采集是實時數(shù)據(jù)庫運行的基礎，實時數(shù)據(jù)采集的準確和可靠為以后的應用提供了保障。PHD實時數(shù)據(jù)庫可保證數(shù)據(jù)采集的實時性和可靠性以及實時數(shù)據(jù)的一致性和完整性。同時，數(shù)據(jù)采集接口能夠方便地進行數(shù)據(jù)采集的定義和配置。
霍尼韋爾公司開發(fā)了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集和連接多種系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)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(tǒng)，還支持多種標準通訊協(xié)議，如OPC ,DDE , API等。這些接口具備快速數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲和轉發(fā)等功能。數(shù)據(jù)采集工作站上運行的數(shù)據(jù)采集接口程序具有數(shù)據(jù)緩存功能，能夠在網絡故障或實時數(shù)據(jù)服務器停機時緩存一定時間的數(shù)據(jù)，當故障解除時能夠自動把這些數(shù)據(jù)發(fā)送到實時數(shù)據(jù)庫服務器，以保證數(shù)據(jù)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(tǒng)連接方案
PKS系統(tǒng)為客戶/服務器結構，所有的實時數(shù)據(jù)都已經存放在服務器中。PHD Buffer用于采集PKS實時數(shù)據(jù)的專用內部采集接口RDI Server軟件安裝在系統(tǒng)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(tǒng)的實時數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)映射上來，供全廠用戶使用。
2)PHD和帶有OPC Server系統(tǒng)連接方案
對于非霍尼韋爾的DCS系統(tǒng)，可以通過OPC Server軟件來實現(xiàn)，OPC Server軟件安裝在控制系統(tǒng)的操作站上。實時數(shù)據(jù)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(tǒng)的實時數(shù)據(jù)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(shù)庫
PHD提供的API函數(shù)是用于開發(fā)用戶應用程序的接口。API函數(shù)有豐富的功能，如存取歷史數(shù)據(jù)、執(zhí)行計算、將數(shù)據(jù)輸人DCS以及對PHD的歷史數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。
1.2.2實時數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，還能實現(xiàn)對事件信息、事務性數(shù)據(jù)和應用數(shù)據(jù)的管理。在系統(tǒng)內部實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)庫和關系數(shù)據(jù)庫(Oracle)的無縫連接，極大地方便了管理應用軟件的開發(fā)。實時數(shù)據(jù)庫可用來存放原始數(shù)據(jù)和修正后的數(shù)據(jù)，PHD實時數(shù)據(jù)庫能夠對各種來源、各種類型的數(shù)據(jù)進行合理組織，以標準化的數(shù)據(jù)結構存儲于實時數(shù)據(jù)庫中，方便數(shù)據(jù)查詢和應用。PHD一體化應用平臺分別設置了實時數(shù)據(jù)庫、事件數(shù)據(jù)庫、事務性數(shù)據(jù)庫和應用數(shù)據(jù)庫，存放不同類型的數(shù)據(jù)，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(tǒng)的統(tǒng)一瀏覽平臺，利用WPKS平臺，可將PHD數(shù)據(jù)庫中所存儲的生產數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)庫信息瀏覽、基于 MS Excel的數(shù)據(jù)分析和報表、基于PowERPoint的監(jiān)視和演示分析、基于VB的應用開發(fā)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(xiàn)生產信息的Web瀏覽功能。用于實現(xiàn)信息可視化、監(jiān)視與分析以及決策支持。WPKS系統(tǒng)管理系統(tǒng)為三層結構(如圖5所示)，即數(shù)據(jù)層、邏輯層和展示層，具體結構和功能如下:
數(shù)據(jù)層包括:PHD實時數(shù)據(jù)庫、Oracle和SQL關系數(shù)據(jù)庫。這三種數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通過WPKS的數(shù)據(jù)服務器上傳進來，為前臺應用提供數(shù)據(jù)支持。
邏輯層包括:WPKS的數(shù)據(jù)服務器、應用服務器和IIS。數(shù)據(jù)服務器把數(shù)據(jù)傳送給應用服務器，應用服務器負責把WPKS的頁面信息發(fā)送給IIS服務器，IIS負責解析WPKS發(fā)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(shù)據(jù)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(fā)布。
2、采用實時數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的功能
通過采用實時數(shù)據(jù)庫技術，可以為四川煤氣化的生產管理、經營決策提供現(xiàn)代化手段。開發(fā)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(tǒng)，為企業(yè)的安全、穩(wěn)定生產、節(jié)能降耗、提高經濟效益和市場競爭力服務。本系統(tǒng)方案的設計可以達到以下目標:
1)企業(yè)內所有生產數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲管理，實現(xiàn)企業(yè)信息的資源化管理。MES系統(tǒng)所有生產數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲的同時和業(yè)務系統(tǒng)進行有機的集成，實現(xiàn)生產、經營全過程業(yè)務流程的集成，為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。
2)建立企業(yè)信息技術應用的統(tǒng)一平臺，通過工廠的數(shù)據(jù)模型協(xié)調各種應用，減少整個信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余，保證數(shù)據(jù)的一致性。系統(tǒng)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(tǒng)中來。企業(yè)內各部門的信息能及時準確地傳輸?shù)焦緵Q策部門和管理部門，為公司的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術決策提供詳實、可靠的數(shù)據(jù)，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(tài)地掌握生產狀況，提高管理效率。生產數(shù)據(jù)都進人到生產管理系統(tǒng)，能監(jiān)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(jù)。為生產管理提供一個有效的平臺，使企業(yè)管理效率進一步提高。
3、結語
通過采用實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以實現(xiàn)生產控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)自動采集、存儲和監(jiān)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(tǒng)和控制系統(tǒng)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(tǒng)集成。
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本文標題：實時數(shù)據(jù)庫在企業(yè)ERP信息化中的應用
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