实时数据采集系统方案-

0 实时数据采集系统实时数据采集系统 项目解决方案项目解决方案 1 目录目录 1 背景 背景 2 1 1 引言 引言 2 1 2 项目目标 项目目标 3 2 应用系统体系结构 应用系统体系结构 3 2 1 实时数据采集系统的原理构架 实时数据采集系统的原理构架 3 3 实时数据采集系统的 实时数据采集系统的主主要功能要功能 4 4 实时数据采集系统主要技术特征 实时数据采集系统主要技术特征 5 4 1 数据传输方面 数据传输方面 5 4 2 数据存储方面 数据存储方面 5 4 3 历史数 历史数 据据 5 4 4 图形仿真技术 图形仿真技术 5 5 实时数据采集 实时数据采集系统性能特征系统性能特征 6 5 1 数据具有实时性 数据具有实时性 6 5 2 数据具有稳定性 数据具有稳定性 6 5 3 数据具有准确性数据具有准确性 6 5 4 数据具有开放性 数据具有开放性 6 6 DCS 及及实时数据采集机实时数据采集机连接说明连接说明 7 7 系统运行环境说明 系统运行环境说明 8 7 1 系统网络环境说明系统网络环境说明 8 7 2 硬件环境说明硬件环境说明 8 2 1 背景 背景 1 1 引言 引言 随着国家大力推进走新型工业化道路 以信息化带动工业化 以工业化促进信息化 电力企业面临着日趋激烈的竞争 降低成本 提高生产效率 快速响应市场 是电力企业 不断追求的目标 要实现上述目标 必须把企业经营生产中的各个环节 包括市场分析 经营决策 计划调度 过程监控 销售服务 资源管理等全部生产经营活动综合为一个有 机的整体 实现综合信息集成 使企业在经营过程中保持柔性 因此 建立全厂统一的 生产实时数据平台 就成了流程企业今后生产信息化的关键 1 2 项目目标项目目标 实时数据采集系统 是为生产过程进行实时综合优化服务信息 系统提供数据基础 企业信息化建设的关键问题是集成 即在获取生产流程所需全部信 息的基础上 将分散的控制系统 生产调度系统和管理决策系统有机地 集成起来 不同业务和系统间能够实时的交换和共享数据 建立统一的企业数据模型 解决分期建设的不同应用系统 不同电厂之间彼此隔离 互不匹 配 互不共享的 信息孤岛 问题 保证数据来源一致性 提高数据经过层层抽取之后的可信度 汇总 分析和展示企业历史的业务数据 企业管理层能够直接根据各个电厂的真实数据进行统计数据 分 析逐步钻取直到数据根源 透明底层的数据 监督统计分析数据的准确性 企业应用集成 规范企业业务的数据流程 3 2 应用系统体系结构 应用系统体系结构 2 1 实时数据采集系统的原理构架 实时数据采集系统的原理构架 系统部署结构如下图所示 DCS服服务务器器 数数据据采采集集机机 DCS服服务务器器DCS服服务务器器 SIS网络 实实时时数数据据库库服服务务器器 MIS网网络络 MIS客客户户端端 VPN网网路路 链链路路 电电厂厂网网络络构构架架 实实时时数数据据库库服服务务器器 客客户户机机 省省级级网网络络构构架架 3 实时数据采集系统的主要功能 实时数据采集系统主要功能是将分布在不同地区的各个电厂的实时数据 采用当今先进的技术和架构 可安全 稳定地实现与现场DCS控制系统的连接 将采集来的数据经由VPN网络上传到省级 并对数据进行高效的数据压缩和长 期的历史存储 同时提供方便易用的客户端程序和通用的数据接口 可以帮 助企业实现全厂范围内的实时数据共享 为提高企业的生产管理水平 节约 生产成本 增强企业的市场竞争能力提供了坚实的数据基础和科学依据 分布式实时数据的采集 存贮 管理与查询 4 支持历史数据分析与事故追忆 可视化的流程组态工具 支持快速的流程组态开发 统一的数据平台支持 具有数据缓存功能 提供无处不在的实时信息服务 4 实时数据采集系统主要技术特征实时数据采集系统主要技术特征 4 1 数据传输方面 数据传输方面 所有工作在内存中进行 所以能充分的保证数据的实时性 系 统接收数据包时采用CRC校验等多种校验方式 确保了上传的实时 数据的准确性 4 2 数据存储方面 数据存储方面 实时信息系统中 根据电厂生产数据的特点 采用了先进的数 据压缩算法 对大量的实时数据进行原型压缩 同时结合高效的数 据检索策略设计了实时数据库的存储系统 数据压缩在传统意义上 是为了减少磁盘空间 针对不同的应用 数据压缩有多种算法 实 时数据库系统不仅要求能够在有限的硬盘空间中存储大量历史数据 而且还要求这些数据能够快速地被访问 采用基于时间和空间维度的高效压缩算法 死区与线性压缩相 结合 4 3 历史数据 历史数据 快速访问历史数据 采用基于树和数据块的方法存储历史数据 用 户检索几年的历史数据与检索几天前的历史数据几乎没有太大的区别 4 4 图形仿真技术 图形仿真技术 拥有专业的图形转换工具 可将控制系统的图形转换为网络格式 用户在办公室内也能看到与控制现场一致的过程图形 实现控制室到桌 面的延伸 大大提高工作效率 5 5 实时数据采集实时数据采集系统性能特征系统性能特征 5 1 数据具有实时性 数据具有实时性 实时数据库必须能够高速 按时的存取和处理数据 必须尽量 保证关键的数据操作能够在规定的时间内完成 因而 为了提高数 据操作的可预见性 实时数据库在数据存储方式和索引方式上与传 统的数据库有很大的不同 为了避免不必要的磁盘操作和避免不可 预测时间的动态资源分配 我们采用了基于共享内存管理的实时数 据表管理机制 同时提供多级索引机制进行快速的数据定位 提高 数据检索速度 确保用户对数据实时性的要求 5 2 数据具有稳定性 数据具有稳定性 实时信息系统是企业的上层管理者与生产现场连接的纽带 也 是管理者调度 安排生产的重要依据 只有保证实时数据的稳定性 才能有效的保证生产的顺畅及连续性 5 3 数据具有准确性数据具有准确性 实时信息系统的数据直接取自生产现场 其数据的失误可能会 对生产及设备等带来严重的后果 因此 数据的准确性也是一个重 要的指标 5 4 数据具有开放性 数据具有开放性 实时数据库中的数据作为企业的宝贵资源 是企业管理系统的 基础 其与企业的管理系统无缝连接 无疑将大大提高整个企业的 管理效益 使企业真正实现管控一体化的目标 6 6 DCS 系统及系统及数据采集机数据采集机连接说明连接说明 1 原则上保证与 DCS 及其它生产控制系统的连接采用单向连接方式 即数据只能从生产控制系统端单向向上传输 2 在网关机与中心交换机之间 可根据情况配置防火墙 3 为每台机组的 DCS 系统配置独立的接口网关机 确保当某个机组的 网关机出现故障时 不影响其它机组接口的正常运行 4 接口网关机从 DCS 及控制系统接收到数据包后 向上发送给数据接 收解析程序 5 数据解析程序接收到网关机传输的数据后 进行效验 并解析成实 时数据库的点表格式 6 完成解析的数据将存储到实时数据库系统中 7 网关机的建议配置 项目项目配置配置 PC 工控机工控机 数量数量 CPUP4 2 8G 1 1 内存 512M DDR1 1 硬盘80G 7200 RPM 三年质保 1 1 网卡 100M2 2 显示器17 CRT 纯平彩显 1 1 8 每个 DCS 系统要分别对应一个数据采集机 防止当一台采集机出问 题而不影响其它机组组正常运行 9 与 DCS 及其它控制系统连接方案示意图如下 7 1DCS网网关关机机 4DCS网网关关机机 3DCS网网关关机机 2DCS网网关关机机 数数据据接接收收解解析析发发送送 1DCS 2DCS 3DCS 4DCS 7 系统运行环境说明 系统运行环境说明 7 1 系统网络环境说明系统网络环境说明 实时数据采集系统要求各个电厂的 DCS 数据必须都传到 SIS 网中 对没有 将 DCS 数据必须都传到 SIS 网中电厂可以参照 7 DCS 及实时数据采集机连 接说明 部分进行环境搭建 要求各家电厂数据采集机可以通过 网络与 省级的网络进行连接 由于各家电厂的数据需要经过 网络上传到省级 所以 对 网络带宽有明确的限制 对 网络带宽不能小于 1M 7 2 硬件环境说明硬件环境说明 7 2 1 各家电厂硬件环境配置各家电厂硬件环境配置 1 数据采集机 硬件配置 PC 工控机 P4 CPU 512KB 内存 30GB 以上硬盘空间 网卡 100M 1 个 软件配置 Windows 2000 Server 2000 2003 2 网关机 8 硬件配置 PC 工控机 P4 2 8 CPU 512M DDR内存 80G以上硬盘空间 网卡 100M 2 个 软件配置 Windows 2000 Server 2000 2003 7 2 2 省级硬件环境配置省级硬件环