紫金桥实时数据库在热电厂中的应用

关键词：紫金桥 实时数据库 电厂 数据采集
一、概述
大庆龙凤热电厂始建于上世纪60年代末期，担负着6台111MW发电机组发电和向大庆石化炼油厂、石油公司、大庆第三制药厂工业供热的生产任务，同时还承担着大庆市居民采暖供热任务。
为了节约资源、提高效益，龙凤热电厂在2005年实施了从给煤到发电的全部生产过程计算机监控。系统主要由实时数据采集、实时/历史数据库和高级应用子系统构成。
实时数据采集部分为整个系统提供生产数据来源，是整个项目的基础；实时/历史数据库起到承上启下的作用，从底层数据采集计算机读取数据，为上层管理软件提供实时、历史数据，完成工艺流程图和生产数据的WEB发布等功能；高级应用是在紫金桥实时数据库的基础上完成工厂的生产管理、计算功能，这其中包括班组成本核算，能耗、物耗计算，机组性能计算和经济运行分析等。
二、系统功能描述
1、实时数据采集：
实时数据采集利用紫金桥前置数采机，它负责将现场数据实时传送给数据库，是数据库服务器与生产控制系统连接的桥梁。紫金桥实时数据库具有丰富的I/O接口，能够与各种DCS，PLC，智能仪表通讯，支持的通讯介质可以是以太网、串口、专用通讯卡等。
在大庆龙凤热电厂实时数据库管理系统中除电气分厂外，其它计算机监控系统都具备OPC、DDE通讯接口，可以方便的利用Real-I/O轻松与这些计算机监控系统建立通讯连接，实时采集出生产数据；电气分厂的计算机监控系统通过紫金桥定制开发的专用接口，将实时生产数据上传到实时数据库。
本项目在每一套DCS工程师站附近安装一台前置数据采集计算机，每个数据采集计算机内安装一套紫金桥接口软件，就地就近通过新安装的网卡采集生产数据。如图所示。

2、实时/历史数据库：
紫金桥实时数据库是国家“九五”攻关计划和国家“863”计划资助完成的、具有完全自主知识产权的实时数据平台，是一个高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性强的跨网络、跨操作系统的开放式实时数据软件开发环境。它统一管理来自过程设备、应用程序、用户界面、管理系统等的各种数据，可灵活地适应控制、优化、管理等不同层次的需要。紫金桥实时数据库的结构示意图如下：

3、实时数据库主要性能指标
服务器处理速度：每秒钟处理200,000次请求。
单机容量：200,000点。
历史检索速度：检索任意一天历史数据（抽样100,000记录）不超过１秒。
历史存储精度：最小分辨率１毫秒。
并发客户数：服务器可同时处理256个客户端请求。
4、实时数据库实现的功能：
1）实时数据存储
实时数据库对各种来源、各种类型的数据进行合理组织，以标准化的数据结构存储于实时数据库中，既保证数据的完整性、一致性，又能够方便数据查询和应用。
2）历史数据管理
实时数据库将重要的生产参数的瞬时值、统计值进行长期保存。实时数据库软件具有数据压缩能力，能够利用有限的计算机存储空间存储更长时间的历史数据，并能保证快速历史存储与检索。
3）实时监控和管理指导
实时数据库通过各种可视化的构件方便的搭建复杂的图形画面，所有DCS上的监控画面都可以通过人机界面进行组态，并能运行显示，可以通过人机界面观察实时趋势、历史趋势、过程报警、过程数据汇总，历史报表等，以便管理人员随时了解生产装置运行状况的动态信息，对生产过程中出现的问题及时做出相应，使各个生产单元始终处于最佳运行状态、降低能耗，提高机组运行可靠性、安全性和经济性。


5、WEB浏览
紫金桥的实时数据库自身在完成数据收集、压缩处理等一系列功能的同时，同时负责网上发布的功能，服务器可同时处理多个并发客户请求。通过Web发布，可以在Internet上授权访问，授权操作。
6、提供数据深加工的平台
紫金桥实时数据库作为基础数据平台可以为企业提供完整的实时、历史数据，企业可以在其上开发各种应用系统，满足精细化管理需要，实施量化考核，同时为决策层提供真实、可靠、科学、快捷的第一手数据。
7、与关系型数据库集成
紫金桥实时数据库可与关系数据库进行通信，可将高级管理软件需要的实时数据、统计数据、历史数据等传送到关系数据库中，为生产工艺平台使用。另外还提供了许多实用管理工具，以便用户对实时数据进行显示、统计、分析、报告。如：SPC、查询工具、调度监视台、事故追忆、质量监视、设备运行状态监视等。
8、高级管理:
龙凤热电厂运行每天有大量的运行日报、成本核算、效率计算等管理方法，根据电厂的实际情况，这部分功能放在关系数据库中实现，而所有的这些计算的实时、历史数据都源自于紫金桥实时数据库。
三、结论
紫金桥实时数据库在大庆龙凤热电厂的成功应用，表明紫金桥实时数据库完全能够满足发电厂这个行业需求，尤其是紫金桥实时数据库具有的事故追忆、虚拟点、设备运行状态监视等功能，对于发电厂非常适用，表明其在电厂信息化建设有广阔的应用前景。

实时数据采集部分为整个系统提供生产数据来源，是整个项目的基础；实时/历史数据库起到承上启下的作用，从底层数据采集计算机读取数据，为上层管理软件提供实时、历史数据，完成工艺流程图和生产数据的WEB发布等功能；高级应用是在紫金桥实时数据库的基础上完成工厂的生产管理、计算功能，这其中包括班组成本核算，能耗、物耗计算，机组性能计算和经济运行分析等。