實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)項(xiàng)目解決方案

目錄1、背景 21.1、引言 21．2、項(xiàng)目目標(biāo) 32、應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 32.1、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理構(gòu)架…………………..33、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能….. .44、實(shí)時(shí)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(chǔ)方面……………………..54.3、歷史數(shù)據(jù)…………...54.4、圖形仿真技術(shù)……………………..55、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能特征 65.1、數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性…………………..65.2、數(shù)據(jù)具有穩(wěn)定性…………………..65.3、數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性…………………65.4、數(shù)據(jù)具有開(kāi)放性…………………..66、DCS及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集機(jī)連接說(shuō)明 77、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境說(shuō)明 87.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境說(shuō)明….……………87.2硬件環(huán)境說(shuō)明……….81、背景1.1、引言隨著國(guó)家大力推進(jìn)走新型工業(yè)化道路，以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化。電力企業(yè)面臨著日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)。降低成本，提高生產(chǎn)效率，快速響應(yīng)市場(chǎng)，是電力企業(yè)不斷追求的目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，必須把企業(yè)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括市場(chǎng)分析、經(jīng)營(yíng)決策、計(jì)劃調(diào)度、過(guò)程監(jiān)控、銷售服務(wù)、資源管理等全部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)綜合為一個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)綜合信息集成，使企業(yè)在經(jīng)營(yíng)過(guò)程中保持柔性，因此，建立全廠統(tǒng)一的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)，就成了流程企業(yè)今后生產(chǎn)信息化的關(guān)鍵。1．2、項(xiàng)目目標(biāo)“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”是為生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)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(wèn)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)地集成起來(lái)，不同業(yè)務(wù)和系統(tǒng)間能夠?qū)崟r(shí)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(wèn)題。保證數(shù)據(jù)來(lái)源一致性，提高數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)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(gè)電廠的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(jì)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)2.1、實(shí)時(shí)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：3、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能實(shí)時(shí)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(gè)電廠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采用當(dāng)今先進(jìn)的技術(shù)和架構(gòu)，可安全、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)DCS控制系統(tǒng)的連接，將采集來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)由VPN網(wǎng)絡(luò)上傳到省級(jí)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)壓縮和長(zhǎng)期的歷史存儲(chǔ)，同時(shí)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(shí)現(xiàn)全廠范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。分布式實(shí)時(shí)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(kāi)發(fā)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)支持具有數(shù)據(jù)緩存功能提供無(wú)處不在的實(shí)時(shí)信息服務(wù)4、實(shí)時(shí)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)的實(shí)時(shí)性,系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)包時(shí)采用CRC校驗(yàn)等多種校驗(yàn)方式，確保了上傳的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。4.2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)中，根據(jù)電廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，采用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)壓縮算法，對(duì)大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行原型壓縮，同時(shí)結(jié)合高效的數(shù)據(jù)檢索策略設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)壓縮在傳統(tǒng)意義上是為了減少磁盤(pán)空間。針對(duì)不同的應(yīng)用，數(shù)據(jù)壓縮有多種算法，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不僅要求能夠在有限的硬盤(pán)空間中存儲(chǔ)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(wèn)。采用基于時(shí)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(wèn)歷史數(shù)據(jù)。采用基于樹(shù)和數(shù)據(jù)塊的方法存儲(chǔ)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(méi)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(chǎng)一致的過(guò)程圖形，實(shí)現(xiàn)控制室到桌面的延伸，大大提高工作效率。5、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能特征：5.1、數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)必須能夠高速、按時(shí)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(shí)間內(nèi)完成。因而，為了提高數(shù)據(jù)操作的可預(yù)見(jiàn)性，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式和索引方式上與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)有很大的不同。為了避免不必要的磁盤(pán)操作和避免不可預(yù)測(cè)時(shí)間的動(dòng)態(tài)資源分配，我們采用了基于共享內(nèi)存管理的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表管理機(jī)制，同時(shí)提供多級(jí)索引機(jī)制進(jìn)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(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求。5.2、數(shù)據(jù)具有穩(wěn)定性實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)是企業(yè)的上層管理者與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)直接取自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，其數(shù)據(jù)的失誤可能會(huì)對(duì)生產(chǎn)及設(shè)備等帶來(lái)嚴(yán)重的后果，因此，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也是一個(gè)重要的指標(biāo)5.4、數(shù)據(jù)具有開(kāi)放性實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)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(wú)縫連接，無(wú)疑將大大提高整個(gè)企業(yè)的管理效益，使企業(yè)真正實(shí)現(xiàn)管控一體化的目標(biāo)6、DCS系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集機(jī)連接說(shuō)明 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。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。為每臺(tái)機(jī)組的DCS系統(tǒng)配置獨(dú)立的接口網(wǎng)關(guān)機(jī)，確保當(dāng)某個(gè)機(jī)組的網(wǎng)關(guān)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，不影響其它機(jī)組接口的正常運(yùn)行。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。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(yàn)，并解析成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的點(diǎn)表格式。完成解析的數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中。（7）網(wǎng)關(guān)機(jī)的建議配置：項(xiàng)目配置（PC工控機(jī))數(shù)量CPUP42.8G1內(nèi)存512MDDR1硬盤(pán)80G/7200RPM（三年質(zhì)保）1網(wǎng)卡100M2顯示器17’1（8）每個(gè)DCS系統(tǒng)要分別對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)采集機(jī)，防止當(dāng)一臺(tái)采集機(jī)出問(wèn)題而不影響其它機(jī)組組正常運(yùn)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(yùn)行環(huán)境說(shuō)明7.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境說(shuō)明 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要求各個(gè)電廠的DCS數(shù)據(jù)必須都傳到SIS網(wǎng)中，對(duì)沒(méi)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集機(jī)連接說(shuō)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(guò)ＶＰＮ網(wǎng)絡(luò)與省級(jí)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(guò)ＶＰＮ網(wǎng)絡(luò)上傳到省級(jí)，所以，對(duì)ＶＰＮ網(wǎng)絡(luò)帶寬有明確的限制，對(duì)ＶＰＮ網(wǎng)絡(luò)帶寬不能小于1M。7.2硬件環(huán)境說(shuō)明 7.2.11）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(pán)空間， 網(wǎng)卡:100M1個(gè)軟件配置：Windows2000Server2000/2003 2）網(wǎng)關(guān)機(jī)硬件配置：PC工控機(jī)，P42.8CPU，512MDDR內(nèi)存，80G以上硬盤(pán)空間, 網(wǎng)卡:100M2個(gè)軟件配置：Windows2000Server2000/20037.2.2