煙廠制絲線生產信息管理系統解決方案

信息的獲取、傳遞、處理、展示是生產信息管理系統的內在運行方式和主要任務，而數據作為信息的載體是系統的首要對象，生產信息管理系統從數據層面描述可以認為是以實時歷史數據庫為核心建立的一個數據中心。數據流通過特定的系統架構實現，系統設計采用了典型的“三層三網”架構，即層設備控制網、中間層集中監控網、層信息管理網。各種生產相關的過程數據作為生產信息的載體，由集中監控層的實時歷史數據庫系統通過采集器從底層上位采集，并傳送到信息管理層。實時歷史數據庫扮演著關鍵的信息傳遞樞紐角色，必須保證底層數據獲取的實時性和可靠性，同時確保給信息管理層一個穩定的、便捷的數據接口。

實時歷史數據庫平臺以標簽點的形式實時分布采集、存儲底層控制帶有時間序列性質的過程數據、消息和報警或者其他外部應用數據，并針對這些數據提供實時管理和應用能力。實時歷史數據庫平臺的結構設計、系統配置、軟件編制，必須保證生產過程數據采集過程的實時性、數據的完整性，同時也必須滿足軟件平臺、硬件平臺的兼容要求，保證系統整體的可靠性，還需要保證系統及其數據的安全。此外，實時歷史數據庫平應具有開放性和擴展性，以滿足企業不斷發展對信息綜合應用的要求。

具體說必須滿足以下性能要求：
? 千位以上 I/O 點采集能力
? 毫秒級的數據采集速度
? 嚴格的時間精度
? *的數據回溯能力
? 開放的歸檔訪問接口
? 簡便的組態和嚴格的安全管理
? 良好的容錯結構
? 在保證性能的前提下，盡可能減少硬件開銷，做到經濟存儲

實時數據庫與傳統數據庫的本質區別就在于其事務處理有定時限制。通常，普通的關系型數據庫例如 Microsoft SQL Server 系列數據庫產品由于傳統數據庫事務處理的串行化，限制了實時系統的事務執行的并發度，無法滿足數據采集大吞吐量的時間精度要求。

起初的數據采集系統設計方案選擇使用與底層 S7 系列 PLC 同品牌的 WinCC 作為 HMI 組態軟件并利用 OPC 服務采集底層數據，再將這些數據傳給服務器上的Oracle數據庫。

這一方案在功能上基本可以滿足需要，但隨著系統投入使用后，Microsoft SQL Server 作為關系型數據庫，一個突出的缺陷暴露出來：數據壓縮能力不足。制絲線每天大批量連續生產導致數據歸檔大量增加，系統投入使用半年后，大量的數據記錄開始導致磁盤空間不足并影響了整個系統的響應速度。為此，在增大磁盤空間的同時，需要定期對數據庫做維護，且維護間隔越來越短但花費時間卻越來越長。為不影響生產，這類維護往往又需要在停產期間進行，這又與卷煙制造連續化生產的要求不適應。

為*解決上述問題，經過對諸多實時數據庫產品的比較，最終選擇了 GE Proficy Historian（以下簡稱Historian）實時歷史數據庫。在兩臺 WinCC 服務器上均安裝 Historian OPC Collector，負責高速采集來自生產現場和中控系統的所以生產過程數據，一方面在實時歷史數據庫存儲以供歷史趨勢分析，另一方面完成對企業服務器中設置的生產事件模型進行觸發。

Historian 具有超效的數據壓縮能力，采集器可進行級數據壓縮（死區/例外更新）再加上歸檔采用斜率算法，實現高效數據壓縮。Historian 將存儲的數據壓縮到只占磁盤極小空間，平均每個數據值只占 3 個字節。

Historian 每秒超過 20000 事件的高速持續存儲和檢索，Historian能夠為信息采集、存儲和檢索提供*性能。

Historian 通過時間標簽使所有的采集器自動與服務器保持時間同步，保證了精確的時間標簽分辨率。因此，既使各 PC 機時間不同，仍能非常方便快捷地創建基于事件時序的分析報告。采集器的存儲和轉發功能，可對已配置的采集點自動采集，同時通過自動重新連接的方式保證與服務器的連接，從而確保數據的完整。

Historian 簡化了數據標簽的創建和組態，允許用戶瀏覽數據服務器，并在 Historian 中自動創建數據標簽。這樣無需輸入任何數據就可以組態大量的數據標簽，避免發生輸入錯誤，并可以在幾小時內完成從應用程序的安裝到成千上萬數據采集配置。

Historian 支持豐富的數據類型，包括數字、字符串和二進制對象（例如文檔、圖像和其它文件）。Historian 為所有數據點建立索引，并可通過產品代碼和其它數據值實現數據檢索，大大簡化生產過程中或不同生產階段數據的比較和分析。同時，可以存儲和檢索包括插入值、平均值、值、最小值和標準偏差在內的計算值。

Historian 還能夠對任何 OPC 報警和事件服務器進行采集，采集的數據通過 Microsoft SQL Server 加上過程數據標簽，無需進行任何配置。采集的報警和事件數據，存儲在單一的安全數據庫中，也可通過數據庫管理器同時對其進行管理。

Historian 具有開放的應用接口，提供兩種標準接口，OLE DB 以及一個軟件開發套件(SDK)，并提供多種選配客戶端工具和應用程序。用戶可將 Historian 集成到OLE DB 兼容的應用程序中，如 Microsoft Excel、Microsoft SQL Server，可嵌入Excel 報表，也可以用標準 SQL 指令查詢數據、報警、事件信息。