6. 实时数据库和历史数据库
三维力控pSpace-6.0数据库介绍
高级应用开发组件、工具和接口 SDK(C/C++API/COM/.NET)
数据归档与存储 数据文件 数据文件
数据文件
数据接口与数据采集 PLC/DCS 数据 手工数据 其他类型数据
IOServer/psCollector/FC6
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企业实时/历史数据库 pSpace
1. pSpace 系统概述
¬ 系统自诊断，自恢复能力 pSpace 提供完善的机制对系统进行诊断，对模块进行监视，对系统文件，数据文件进行有效性检测，能将各种
异常情况造成的损失降到最低。
¬ 广泛的标准的开放性 Base-API，COM-SDK，OPC Server，OlE DB，ODBC Router，.Net API，Java API 等数据访问方式让用户自定义
企业生产调度管理系统的核心是实时历史数据库实时历史数据库可用于工厂过程的自动采集存储和监视可在线存储每个工艺过程点的多年数据它提供了清晰精确的操作情况画面可以提供批次管理设备运行管理工艺曲线事故诊断等多种调度管理模块
2011
pSpace 6.0 实时/历史数据库
北京三维力控科技有限公司
目录
1. pSpace 系统概述 ............................................................................................................ 1
6. pSpace 部分应用业绩 .................................................................................................. 21
力控科技企业级实时历史数据库pSpace V6.0
力控科技企业级实时历史数据库pSpace V6.0对于现代工业企业，如何能使决策者随时查看生产过程数据，以便快速地做出更为灵活的商业决策，是企业信息化建设的关键，企业生产调度管理系统的核心是实时历史数据库，实时历史数据库可用于工厂过程的自动采集、存储和监视，可在线存储每个工艺过程点的多年数据，它提供了清晰、精确的操作情况画面，可以提供批次管理、设备运行管理、工艺曲线、事故诊断等多种调度管理模块，可以说，实时历史数据库对于流程工厂来说就如同飞机上的“黑匣子”，是数字化工厂的关键！力控企业级实时历史数据库pSpace V6.0是一个高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性强、跨网络系统的开放式实时数据库系统，产品为完全的分布式结构，可任意组建应用模式；支持C/S和B/S应用；它可以提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具；大容量支持企业级应用，内部实现高数据压缩率，可实现历史数据的海量存储，灵活的扩展结构可满足各种需求，具备广泛的安全性和可跟踪性。
力控pSpace V6.0以优越的性能、先进的架构、开放的接口、及时的服务让企业轻松自如地存储、管理及应用生产过程数据，是您构建企业管控一体化系统、生产调度指挥系统、MES系统、ERP系统等应用系统的基石，它具备以下特点：●强大的I/O能力：写入30万点/秒；读取25万点/秒。
●丰富的设备采集接口：支持主流DCS、PLC、DDC、现场总线、智能仪表等近1000多家设备采集接口，每月增加30个设备采集接口。
●跨平台，多平台支持能力：Windows、Unix、Linux任您选择。
●先进高效的二次压缩技术：一次逻辑压缩，二次物理压缩，数据压缩率高达40：1。
●多级冗余机制：支持多服务器、双接口机、双网、双通道等多种冗余技术。
●开放而丰富的应用接口：DBI API、COM SDK、OLE DB Provider、DAI SDK、OPC、ODBC、REAL-SQL，为您提供灵活可选的二次开发功能。
实时数据库
实时数据库
1
实时数据库的概念
2
实时数据库核心技术
3
发展现状及未来趋势
4
实时数据库的应用领域ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目 录
CONTENTS
5
6
与其他数据库的对比
实时数据库的优缺点
PART 1
概念
背景
特点
主要功能
谈及实时数据库，当时诞生于美国，随着流程工业和航天工业的发展，大量的测量数据需要集成和存储，采用关系数据库难以满足速度和容量的要求，而且接口访问复杂，不适合科研和监控的需要，因此80年代中期，开始诞生了以工业监控为目的的实时数据库。 今天大家看到的一些实时数据库，如PI、Uniformance、Infoplus、InSql等工业监控类实时数据库均先后诞生于此阶段。 当时还有另外一个分支，即所谓硬实时数据库，它的采集速度和响应速度均是毫秒级的，而大家知道，今天大量应用实时数据库，主动采集速度均是秒级的，响应速度也不严格，在Windows平台下，小于40ms的响应均不准确，但当时却有这类产品，目前多用于军事和科研了。 到了上世纪90年代，实时数据库在流程工业全世界范围内大行其道，源于以太网的逐步普及；主要应用于工业监控、控制和公用工程。 国内的实时数据库发展较为缓慢，这与技术封锁有一定的关系，到了2000年之后，国内的实时数据库逐渐展露头角，如ESP-iSYS、Agilor等与国外的PI、InfoPlus均属于大型分布式网络实时数据库。规模相对较小的，如PHD、ConRTDB、SuperInfo，在国内开始应用。由于应用场景的不同，好多企业开始还只是解决现场监控的问题，由于分不清RTDB与SCADA的概念，结果InSql获得了一个发展的机会。
实时数据库系统中的事务管理技术
组态王
组态软件应用
14.1
组态王变量的历史记录属性
在组态王中，离散型、整型和实型变量支持历史记录， 在组态王中，离散型、整型和实型变量支持历史记录，字符串型变 量不支持历史记录。 量不支持历史记录。 组态王的历史记录形式可以分为数据变化记录、定时记录（ 组态王的历史记录形式可以分为数据变化记录、定时记录（最小单 位为1分钟 和备份记录。 分钟） 位为 分钟）和备份记录。记录形式的定义通过变量属性对话框中提供 的选项完成。在工程浏览器的数据词典中找到需要定义记录的变量， 的选项完成。在工程浏览器的数据词典中找到需要定义记录的变量， 双击该变量进入“定义变量”对话框，选择“记录和安全区”属性页。 双击该变量进入“定义变量”对话框，选择“记录和安全区”属性页。 记录属性的定义。 记录属性的定义。 不记录：此选项有效时，则该变量值不进行历史记录。 不记录：此选项有效时，则该变量值不进行历史记录。 数据变化记录：系统运行时，变量的值发生变化， 数据变化记录：系统运行时，变量的值发生变化，而且当前变量 值与上次的值之间的差值大于设置的变化灵敏度时， 值与上次的值之间的差值大于设置的变化灵敏度时，该变量的值才会 被记录到历史记录中。这种记录方式适合于数据变化较快的场合。 被记录到历史记录中。这种记录方式适合于数据变化较快的场合。 变化灵敏：定义变量变化记录时的阈值。 变化灵敏：定义变量变化记录时的阈值。 数据变化记录”选项有效时， 变化灵敏”选项才有效。 当“数据变化记录”选项有效时，“变化灵敏”选项才有效。
组态软件应用
（2）历史库文件保存时间长度设置：在“数据保存天数”编辑框中 ）历史库文件保存时间长度设置： 选择历史库保存的时间长度。最长为8000天，最短为1天。当到达 规定的时间时，系统自动删除最早的历史记录文件。 （3）历史库存储路径的选择：历史库的存储路径可以选择当前工程 ）历史库存储路径的选择： 路径，也可以指定一个路径。 （4）历史记录文件格式：组态王的历史记录文件包括三种:*. tmp , ）历史记录文件格式： *.std ，*.ev。 *. tmp为临时的数据文件，*. std为压缩的原始数据文 件，*.ev为进行了数据处理的特征值文件，供组态王历史趋势曲线 调用。
工业控制组态软件大纲
《工业组态软件》课程教学大纲编号：40022570英文名称：Industry ConfigurationSoftware适用专业：工业电气自动化……责任教学单位：电子工程系自动化教研室总学时：48学分：3考核形式：考查课程类别：专业课修读方式：必修教学目的：本课程是自动化专业本科生的专业选修课程。
通过对本课程的学习，使学生了解监控组态软件地位、作用、产生与发展趋势。
以我国优秀的组态软件“组态王”作为具体示例，系统地讲述组态软件的系统结构、原理、功能及技术指标。
着重就自动化工程中普遍遇到的要求，介绍如何利用监控组态软件的标准功能模块进行定制实现，满足工程上的要求。
主要教学内容与具体要求：1．了解常用的工业组态软件及发展趋势2．掌握组态王工程管理器的应用3．掌握组态王工程浏览器的基本功能4，掌握生产现场静态画面的制作5．掌握建立动态数据库6．掌握数据库变量与现场画面的动画连接7．掌握建立实时数据库和历史数据库8．掌握建立实时数据报表和历史数据报表9．掌握建立实时数据曲线和历史数据曲线10．熟悉各种内部控件与外部控件的使用，11．掌握使用ODBC建立与外部数据库的连接12．掌握使用DDE通信建立与Excel的连接13．掌握使用OPC通信建立与外部设备的连接14．熟悉报警窗口制作使用，15．掌握组态王的网络控制功能16．了解系统安全性维护与安全措施。
本课程与其他课程的联系与分工：本课程是自动化专业的专业课之一，这门课程基础是：计算机控制技术、过程控制仪表、可编程控制技术、C语言程序设计、SQLSEVER 数据库应用技术。
实践教学内容和要求实验一生产现场的静态画面制作实验目的：1学习工具箱几何工具的使用2学习工具箱内部控件的使用3学习工具箱通用控件的使用4 组态王图库的使用实验内容和要求：建立一个化工配方车间，用两种化学原料配比制作出成品，要求使用图库中的容器、管道和阀门，使用工具箱中的文本输入工具制作标题和各个器件的注释。
数据库介绍——openPlant介绍
openPlant实时/历史数据库介绍1 openPlant实时/历史数据库功能1.1 openPlant数据库管理工具1）openPlant数据组织结构实时数据库处理的主要对象为从现场各控制系统采集来的各测点的实时数据，为了统一管理这些数据，保证数据的唯一性，openPlant实时数据库采用了“[数据库名].[节点名].[点名]”的多维结构，对进入系统的所有采集点、手工输入点、计算点进行统一规划和属性定义，保留控制系统原有的点名，使采集数据在全厂范围内得到统一管理并易于查询，为企业数据的集成应用提供便利；openPlant实时数据库系统采用分布式架构，让您轻松应对集团级实时/历史数据管理要求。
其中：root 系统的根节点rtdb 表示一个实时数据库实例。
如一个集团下属多个分厂，在每个分厂安装有一个openPlant数据库，那么每个RTDB表示一个分厂。
node 可以表示一个实时数据库实例中的某个节点，如DCS、输煤、化学、ECS、NCS等，或用户自定义的每个节点，如计算点的节点、手工输入点的节点等。
point 表示某个采集节点中的点。
2）openPlant数据库管理控制台openPlant实时数据库提供基于B/S的数据库管理控制台，提供节点管理、数据点管理、数据导入/导出、用户管理、系统监视等功能。
3）openPlant数据库优化工具openPlant实时数据库优化工具（Optimizer）用于对数据库的存储性能进行优化，可以分析各测点的数据变化率和占用的存储空间，列出数据库中占用存储空间较多的测点，同时给出各测点的建议优化配置参数。
用户利用优化工具可以不断提高数据库的性能。
4）openPlant数据导入/导出openPlant实时数据库提供基于数据库控制台和基于命令行方式的两种数据导入/导出工具，方便用户对数据库的配置、维护和备份。
系统充分考虑实际工程经常遇到的大量点配置及数据的导入和导出，支持txt、csv、xml、Excel 等格式，大大提高工作效率。
实时数据库
力控实时数据库系统的功能一个实时数据库系统的优劣，主要体现在它提供的功能是否齐备，系统性能是否优越。
实时数据库的数据库管理系统也具有一般DBMS的基本功能：永久数据管理，包括数据库的定义、存储、维护等。
有效的数据存取，各种数据操作、查询处理、存取方法、完整性检查。
事务管理，事务的概念、调度与并发控制、执行管理。
存取控制，安全性检验。
对数据库的可靠性进行控制。
传统的DBMS的设计目标是维护数据的绝对正确性、保证系统的低代价、提供友好的用户接口。
这种数据库系统对传统的商务和事务型应用是有效的、成功的，然而，它不适合实时应用，这关键在于它不考虑与数据及事务相联的定时限制，其系统的性能指标是吞吐量和平均响应时间，而不是数据及事务相联的定时限制，调度与处理决策根本不管各种实时特性。
与之相反，实时数据库管理系统的设计目标首先是对事务定时限制的满足，其基本原则是：宁要部分正确而及时的信息，也不要绝对正确但过时的信息。
系统性能指标是满足定时限制的事务的比率，它要求必须确保硬实时事务的截止期，必要时宁肯牺牲数据的准确性与一致性。
软实时事务满足截止期的比率相对较高，但要100%满足截止期很难或几乎不可能。
因此，除了上述一般DBMS的功能外，一个实时数据库管理系统还具有以下功能特性：1. 数据库状态的最新性，即尽可能地保持数据库的状态是不断变化的现实世界当前最真实状态的映像。
2. 数据值的时间一致性，即确保事务读取的数据是时间一致的。
3. 事务处理的“识时”性，即确保事务的及时处理，使其定时限制尤其是执行的截止期得以满足。
因此，实时数据库管理系统是传统DBMS与实时处理两者功能特性的完善或无缝集成。
它与传统DBMS的根本区别就在于具有对数据与事务施加和处理定时限制的能力。
组态软件因其应用领域主要为过程控制、自动化，所以它的实时数据库功能具体表现在：数据处理功能、并发处理功能、在线组态查询功能、对外开放功能等方面。
一个实时数据库功能的齐全与否、性能好坏对整个数据库系统性能的优劣起着决定作用。
通信电力机务员教材第7章 集中监控系统
第七章集中监控系统第一节集中监控的目的和内容一、集中监控的目的通信局(站)电源、空调环境集中监控管理系统(以下简称监控系统)是提高通信局(站)电源系统稳定、可靠安全供电和集中管理的一个重要环节。
监控系统的目的是对监控范围内的电源系统、空调系统和系统内的各个设备及机房环境进行遥信、遥测、遥控，实时监视系统和设备运行状态，记录和处理监控数据，及时检测故障并通知维护人员处理，实现电源、空调的集中维护和优化管理，提高供电系统的可靠性和通信设备的安全性，达到通信局(站)少人或无人值守。
二、集中监控的方法和内容集中监控一般以遥信、遥测、遥控的方式，并借助于多种传输手段来监视和控制现场电源、空调等设备的使用和环境的实际状况或内容。
遥信——远距离信号显示。
如：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警，接地跳闸告警，失压跳闸告警，变压器过温告警，瓦斯告警、电压失效、熔丝状态、工作状态等。
一般都是开关粮的信号。
遥测——远距离数据测量。
如：电压、电流、功率、电能、转速、水温、湿度、压力等。
一般均是一些连续变化的模拟量。
遥控——远距离设备控制。
如：开/关设备、启动/关闭某种功能等。
一般是远距离地送出一个开、关的触点信号或脉冲信号。
监控的内容设置上，应多考虑使用开关量的信号，而少用模拟量的信号，因前者远比后者运行起来稳定可靠；就是在模拟量中，用4~20ma的电流环信号，也远比0~5V的电压信号来的稳定可靠。
具体监控点的设置，应根据各个通信局站的需求而定，并不是监控的点设置得越多越好。
监控点的设置主要能反映影响系统正常运行的关键点、主要反映出不正常的关键信息。
1第二节集中监控系统的结构一、监控系统的结构为了实现通信电源的集中监控，监控系统网络采用分布式计算机控制系统结构。
管理结构、网络结构、数据采集结构和数据存储结构都应该符合通信电源设备维护管理的需要。
根据原邮电部《XTD05-95通信局站电源系统总技术要求》的规定，在一个本地网内，监控系统按本地网监控管理中心(CSMC)、区域(县)监控管理中心(DSNC)、局(站)监控管理中心(LSMC)和设备监控单元(监控模块)(ESU)等划分为四个监控级。
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历史属性 – 例外和压缩
• •
选择最佳的例外报告参数和压缩参数，可以得到最佳的历史回放精度和历史数据文件尺寸 的匹配。 压缩是是一项保存长期历史数据的特殊技术，可以用最小的历史数据文件尺寸获得最大的 历史回放精度。.
14 / GE Confidential May 2007
6/ GE Confidential May 2007
实时数据库 – 属性
0 1 Dynamic Attr 2 3 4 5 6 DPU No
Name1 Name2 IO Pack Infor History Attr Name3 Name4 Name5 Name6 Name7 Static Attr
12 / GE Confidential May 2007
模拟点的历史属性
•Except: 例外报告标识。缺省值是 “1”, 即，采用例外报告。 •ExcDev: 例外报告死区。其值是 (MaxY-MinY)的千分数。 •ExDPer: 例外报告死区百分比，缺省值是 0.1 (i.e.0.1%)。 •ExcMax: 例外报告的最大周期，缺省值是 60s。 •ExcMin: 例外报告的最小周期，缺省值是 500ms。 •Record: 存档标识。缺省值是 “1”, 即，记录历史值。 •Cmpress: 历史数据压缩标识。缺省值是 “1”, 即，压缩历史值。 •CmpDev: 压缩死区。取值应 >= ExcDev。 •CmDper: 压缩死区百分比。取值应 >= ExDper。 •CmpMax: 压缩数据的最大采样周期，缺省值是 600s。 •CmpMin: 压缩数据的最小采样周期，缺省值是 500ms。 ExcDev = ExDPer*(MaxY-MinY) CmpDev = CmDPer*(MaxY-MinY)
20 / GE Confidential May 2007
关于点目录的综合操作
步骤 1, 从备份文件导入一个DPU的点目录; 步骤 2, 在组态中查找一个点; 步骤 3, 使用一个备用点； 步骤 4, 离线更新一个DPU的点目录； 步骤 5, 列出当前DPU的点目录； 步骤 6, 保存DPU组态;
21 / GE Confidential May 2007
7/ GE Confidential May 2007
上网块中点的组态
8/ GE Confidential May 2007
I/O 通道中点的组态
9/ GE Confidential May 2007
HisDataSrv – 截屏
10 / GE Confidential May 2007
点的组态
15 / GE Confidential May 2007
开关点历史属性
•Except:例外报告标识。缺省值是 “1”, 即，采用例外报告。 •ExcMax:例外报告的最大周期，缺省值是 60s。 •ExcMin:例外报告的最小周期，缺省值是 500ms。 •Record:存档标识。缺省值是 “1”, 即，记录历史值。 •Cmpress:历史数据压缩标识。缺省值是 “1”, 即，压缩历史值。 •CmpMax:压缩数据的最大采样周期，缺省值是 600s。 •CmpMin:压缩数据的最小采样周期，缺省值是 500ms。
HistData Srv
HMI
Main HMI
(*.hsd)s and (*.alm)s
Real Time Network
Real time data base GID =DPU.ID
HSU Disk Historical Files
DPU
DPU DPU
DPU
注意: 1. 2. 逻辑上可以认为实时数据库驻存在实时网络上，实时信息沿实时网络流动。 “HisDataSrv” 是历史数据文件和历史趋势曲线间的媒介。
6.实时数据库和历史数据库
GE-XH 培训中心, 第二版, 2012
1/ GE Confidential May 2007
数据库察看: 单点, 数据一览和趋势
1. 数据一览, 列出整个实时数据库 • 静态属性。 ID号, 点名等 • 动态属性。当前值，报警状态等。 2. 单点，察看一个实时点的所有属性 • 静态属性 • 动态属性 • 历史属性 • I/O 块信息 3. 趋势, 察看一个点或一组点的实时趋势和历史趋势。在实时趋 势和历史趋势之间无缝切换。
开关点的静态属性
•Tout: 站在实时数据库角度的超时周期，100ms； •Tag: 点名，最长29个字符，不分大小写； •Desc: 描述，最多95个字符； •Attrib: 测点组特征码，5个字符。“A~Z” 或 “0 ~9”，不分大小写。‘-‘. ‘*’ 是通配符； •AlmGrp: 报警组过滤码，5个字符。“A~Z” 或 “0 ~9”，不分大小写。‘-‘. ‘*’是通配符； ZeroSm: 0值描述, 11个字符，区分大小写； •OneSm: 1值描述, 11个字符，区分大小写
2/ GE Confidential May 2007
数据一览– 截屏
3/ GE Confidential May 2007
单点 – 截屏
4/ GE Confidential May 2007
趋势 – 截屏
5/ GE Confide构
Trend MPC MPC
•XnetAO 块, AX 型通道定义块，操作器块和一些其他块中有关于模拟 点的 “Point Config” 页。 •XnetDO 块, DX 型通道定义块中有关于数字点的 “Point Config” 页。
11 / GE Confidential May 2007
模拟点的静态属性
•Tout: 站在实时数据库角度的超时周期，100ms。 •Tag: 点名，最长 29个字符，不分大小写。 •Desc: 点的描述，最多95个字符。 •Attrib: 测点组特征码。5个字符， “A~Z” 或 “0 ~9”，不分大小写。‘-‘. ‘*’ 是 通配字符。 •AlmGrp: 报警组过滤码。5个字符，“A~Z” 或 “0 ~9”，不分大小写。‘-‘. ‘*’ 是 通配字符。 •Unit: 点的物理单位。最多11 个字符。 •Format: 缺省显示格式，x.y。X 是整数部分，Y是小数部分。 •MaxY: 工程值上限，也是趋势线的上限。 •MinY: 工程值下限，也是趋势线的下限。
18 / GE Confidential May 2007
离线更新点目录
19 / GE Confidential May 2007
点目录的备份
点目录信息可以备份在3类文本文件中： 1. 2. 3. DPU 组态备份文件，保存组态到 \data\controller\DPUxx.txt 一个DPU的点目录文件，导出点目录到 \data\controller\Pointdir_DPUxx.cfg 所有DPU的点目录文件，保存所有点目录到 \data\eng\pointdir.cfg
16 / GE Confidential May 2007
察看当前DPU的点的配置
这个工具列出当前DPU的点的配置以及它们的静态属性，包括备用点。
17 / GE Confidential May 2007
数据库定义文件 “DPUxx.cfg”
数据库定义文件 “DPUxx.cfg”被放在文件夹 \data\Pointdir。如果DPUxx在 运行，该文件被自动创建；如果DPUxx不在运行，该文件可以被离线更新。 该文件是被系统使用的，不能打开察看。