MCGS组态软件课件-第2章

MCGS组态软件课件-第2章第一页，共49页。实时数据库2.1实时数据库的概念2.2数据对象的概念2.3数据对象的类型2.4数据对象的属性2.5数据对象的方法2.6数据对象的作用域2.7创建实时数据库第2章2第二页，共49页。2.1实时数据库的概念实时数据库的概念实时数据库的特点实时数据库的功能和性能MCGS的实时数据库介绍3第三页，共49页。实时数据库的概念RealTimeDataBase（RTDB）是数据库系统发展的一个分支，是数据库技术结合实时处理技术产生的。实时数据库系统是开发实时控制系统、数据采集系统、CIMS系统等的支撑软件。名词积累：CIMS：ComputerIntegratedManufacturingSystems计算机集成制造系统在流程控制行业中，大量使用实时数据库系统进行控制系统监控，系统先进控制和优化控制，并为企业的生产管理和调度、数据分析、决策支持及远程在线浏览提供实时数据服务和多种数据管理功能。实时数据库已经成为企业信息化的基础数据平台。实时数据库——系统控制中心数据巡检模块网络通信模块控制输出模块控制算法模块实时数据库4第四页，共49页。实时数据库与关系数据库传统的关系数据库系统旨在处理永久、稳定的数据，强调维护数据的完整性、一致性,其性能目标是高系统吞吐量和低代价,但对处理的定时限制没有严格要求。实时数据库系统需要结合实时数据处理技术和数据库技术，并同时满足数据实时性和一致性的要求。主要目标是使尽量多的事务在规定的时间要求内完成。5第五页，共49页。实时数据库的特点1．时间约束实时数据库是其数据和事务都有明确的时间限制的数据库。在实时系统中，具有时间约束的数据主要是来自于外部的动态数据，以及由这些数据求导出的新的数据。数据库中的数据必须如实反映现场设备的运行情况。

2．事务调度实时数据库系统的正确性不仅依赖于事务的逻辑结果，而且依赖于该逻辑结果所产生的时间。事务调度既要考虑事务的执行时间，也要考虑事务的截止期、紧迫程度等因素。

6第六页，共49页。3．数据存储实时数据库主要承担系统所有实时数据的存储和管理，为相关的功能提供快速、正确的实时信息。为了达到实时性，实时数据库在系统运行过程中，应常驻内存，以保证读取速度。对于实时性要求不高的数据可存放在外存储空间。因此，在实时数据库设计时，要妥善处理时间与存储空间的矛盾，以保证系统的实时性。

4．数据在线压缩在实际的数据存储中，实时数据库还要解决如何高效处理海量数据的问题。如果数据被原封不动地存储势必需要大量内存和磁盘空间以及耗费大量的时间，因此CPU必须对实时数据进行在线压缩存储。实时数据库的特点7第七页，共49页。实时数据库应有的功能1．能够有效地集成现场的各类数据，为应用程序提供统一的实时数据平台。

2．实现实时数据的采集、存储和管理，并且能接受对实时数据的查询和修改。

3．能够通过脚本形式来定义和配置数据库，并提供相应的图形化管理工具。

4．具有开放性，能通过标准接口开发和集成第三方应用。8第八页，共49页。实时数据库的性能RTDB通常主要考虑以下性能指标：并发数据采集点数；数据采集分辨率；数据库吞吐量；数据压缩算法；能采集的数据类型；数据库在线备份；数据库冗余支持；名词积累：TPS：TransactionsPerSecond的缩写，也就是事务数/秒指标参数时间标签精度1ms单台服务器容量126,000点读数据吞吐量300,000点/秒（TPS）写数据吞吐量300,000点/秒（TPS）混合读/写数据吞吐量300,000点/秒（TPS）数据压缩比40:1并发访问客户端数量1000三维力控公司实时数据库pSpace5.0的指标9第九页，共49页。国外实时数据库系统知名实时数据库产品美国OSI公司的PI(PlantInformationSystem)美国HONEYWELL公司的PHD(ProcessHistoryDatabase)美国AspenTech公司的IP21(InfoPlus.21)国外组态软件供应商实时数据库Wonderware公司的Historian(原InSQL)GEFanuc公司的iHistorianRockwell公司的RSSQLSiemens公司的SIMATIC-IT-Historian10第十页，共49页。国内实时数据库系统国内实时数据库系统产品北京华恒信远科技有限公司EI北京和利时信息技术有限公司HiRIS浙江中控软件技术有限公司ESP-iSYS上海麦杰科技有限责任公司OpenPlant国内组态软件供应商实时数据库北京亚控科技发展有限公司KingRDB北京三维力控科技有限公司pSpace紫金桥软件技术有限公司RealDB11第十一页，共49页。MCGS的实时数据库实时数据库是MCGS的核心实现数据交换和数据处理，系统各个部分及其各种功能性构件分别独立地向实时数据库输入和输出数据，以实时数据库为公用区交换数据，实现各个部分协调动作，形成互相关联的整体。实时数据库的作用数据的自动采集、存储和监视并行地处理成千上万的实时数据记录过程报警功能部件的数据共享12第十二页，共49页。MCGS实时数据库操作特性MCGS将整个实时数据库作为一个对象封装起来，提供一系列的方法和属性，使外部程序通过这些方法和属性能对MCGS进行各种操作。当MCGS运行起来后，实时数据库的对象被暴露出来，通过对象的链接和嵌入操作（OLE）取到实时数据库对象，从而达到直接操作MCGS的目的。13第十三页，共49页。2.2数据对象的概念一个工程量(如:水位)所具有的特征：值，高(低)位报警限值，高高(低低)位报警限值，正(负)偏差报警限值，高(低)位报警状态，高高(低低)位报警状态，正(负)偏差报警状态。构造一个能够描述上述特征的“复合数据”，将应有的特征作为“属性”，并附加上对属性进行所需操作的“方法”，封装为一个“数据”整体来提供数据服务，包括：数据变量的数值特征与数据相关的其它属性（数据的报警限值、报警状态等）对数据的操作方法（如报警处理、存盘处理等）这种把数值、属性和方法定义成一体的数据称为数据对象。

14第十四页，共49页。2.3数据对象的类型开关型数据对象——描述开关量信息记录开关信号（0或非0）的数据对象称为开关型数据对象；通常与外部设备的数字量输入输出通道连接，用来表示某一设备当前所处的状态；开关型数据对象也用于表示MCGS中某一对象的状态，如一个图形对象的可见度状态；开关型数据对象没有工程单位和最大最小值属性，没有限值报警属性，只有状态报警属性。数据对象的类型——开关量15第十五页，共49页。数据对象的类型——开关量开关量数据定义一个代表输入/输出开关量的名称0或1，一般对应关和开状态不超过32个字符（16个汉字）16第十六页，共49页。数据对象的类型——开关量开关量数据示例17第十七页，共49页。数据对象的类型——数值型与外部设备的模拟量输入输出通道相连接。描述过程量或其它连续值（内部变量）信息。数值型数据对象除了存放数值及参与数值运算外，还提供报警信息。数值型数据对象有最大和最小值属性，其值不会超过设定的数值范围。数值型数据对象有限值报警属性，可同时设置下下限、下限、上限、上上限、上偏差、下偏差等六种报警限值，当对象的值超过设定的限值时，产生报警；当对象的值回到所有的限值之内时，报警结束。18第十八页，共49页。数据对象的类型——数值型数值型数据定义输入/输出模拟量名负数从-3.402823E38到-1.401298E-45，正数从1.401298E-45到3.402823E3819第十九页，共49页。数据对象的类型——数值型数值型数据示例引用值20第二十页，共49页。数据对象的类型——字符型字符型数据对象是存放文字信息的单元，用于描述外部对象的状态特征；其值为多个字符组成的字符串，字符串长度最长可达64KB；字符型数据对象没有工程单位和最大、最小值属性，也没有报警属性。21第二十一页，共49页。数据对象的类型——字符型字符型数据定义存放文字信息；描述外部对象的状态特征多个字符组成的字符串最长64KB没有报警属性22第二十二页，共49页。数据对象的类型——字符型字符型数据示例23第二十三页，共49页。数据对象的类型——事件型事件型数据对象用来记录和标识某种事件产生或状态改变的时间信息。例如，开关量的状态发生变化，用户有按键动作，有报警信息产生等事件发生的信息可以直接从某种类型的外部设备获得，也可以由内部对应的功能构件提供。事件型数据对象的值是19个字符组成的定长字符串，用来保留当前最近一次事件所产生的时刻。事件型数据对象没有工程单位、最大值和最小值属性，没有限值报警，只有状态报警。24第二十四页，共49页。数据对象的类型——事件型事件型数据定义记录和标识某种事件产生或状态改变的时间信息19个字符组成的定长字符串，保留最近一次事件产生的时刻事件型数据对象不用设置报警状态，对应的事件产生一次，就有一次报警，且报警的产生和结束是同时的

25第二十五页，共49页。数据对象的类型——事件型事件型数据示例事件型数据的应用涉及到的问题比较复杂，这里不做示范。26第二十六页，共49页。数据对象的类型——组对象数据组对象是MCGS引入的一种特殊类型的数据对象，用于把相关的多个数据对象集合在一起，作为一个整体来定义和处理，类似于一般编程语言中的数组和结构体。是实际数据对象的一种管理形式，并非具体对象。只是在组态时将某一类数据对象说明为一个整体(组)，实际操作时则是要针对每一个成员进行。需要先建立数据对象，然后再增加到组对象中。27第二十七页，共49页。数据对象的类型——组对象组对象数据定义多个数据对象的集合，用于把相关的多个数据对象集合在一起，作为一个整体来定义和处理。将预先建好的数据对象“增加”到组对象中28第二十八页，共49页。数据对象的类型——组对象组对象数据示例一个报警显示构件只能连接一个数据对象(Data1)一个报警显示构件只能连接一个数据对象(Data2)要想在一个报警显示构件中显示多个数据对象的报警状态，就需要建立包含多个(Data1和Data2)数据对象的组对象(Data5),并将报警显示构件与组对象(Data5)连接29第二十九页，共49页。数据对象的类型——内部数据对象MCGS系统内部定义了一些供用户直接使用的数据对象，用于读取系统内部设定的参数，称为内部数据对象。内部数据对象不同于用户定义的数据对象，它只有值属性，没有工程单位、最大值、最小值和报警属性。只有只读属性。内部数据对象的名字都以“$”符号开头，以区别于用户自定义的数据对象。调用这些数据对象的值，一般用在用户窗口中显示系统的设定值，如日期、时刻等，或者在脚本程序中应用语言将系统变量为某个用户变量赋值。30第三十页，共49页。数据对象的类型——内部数据对象“数据对象浏览”窗口可以浏览实时数据库中不同类型的数据对象。查看系统定义的内部数据对象组态时可被调用，或为用户变量赋值$,用于区别用户自定义数据对象31第三十一页，共49页。数据对象的类型——内部数据对象内部数据对象示例32第三十二页，共49页。数据对象的属性——基本属性2.4数据对象的属性不同类型的数据对象的基本属性内容不同数据对象的基本属性中包含数据对象的类型、名称、单位、初值和取值范围等基本特征信息。33第三十三页，共49页。数据对象的属性——存盘属性MCGS把数据的存盘处理作为数据对象的一个属性，封装在数据对象的内部，由实时数据库根据预先设定的要求，自动完成数据的存盘操作。存盘属性分为三部分：对象值的存盘、存盘时间的设置和报警数值的存盘。开关量、字符型、事件型数据只能选择“定时存盘”如果定时间隔设为0秒,则实时数据库不进行自动存盘处理,可用其它方法(脚本)在需要时存盘若选择了报警功能,还可设置“报警值存盘”开关量/字符型/事件型数据数值型数据对象型数据组对象的存盘，还有加速存盘和自动改变存盘时间间隔的功能。数值型数据可以选择“定时存盘”或“变化量存盘”34第三十四页，共49页。数据对象的属性——报警属性报警处理也作为一种属性,封装在数据对象内部,由实时数据库判断是否有报警产生,并自动进行各种报警处理。用户应首先设置“允许进行报警处理”选项,才能对报警参数进行设置。不同类型的数据对象,报警属性的设置不同数值型数据最多可同时设置六种限值报警数值型数据事件型数据开关型数据字符型数据开关型数据只有状态报警,若设“0”报警值,则数据为0时将触发报警,非0时为正常状态。反之亦然。事件型数据不用设置报警,对应的事件产生一次,就有一次报警,且报警的产生和结束是同时的。但若设置“允许”报警后，可设置“报警值存盘”功能。字符型数据不可设置报警属性数据组对象没有报警属性设置功能35第三十五页，共49页。报警应答问题及方法在实际应用中，对重要的报警事件都要由操作员进行及时的应急处理，报警应答机制能记录下报警产生的时间和应答报警的时间,为事后进行事故分析提供实际数据。报警应答的实现方法：可在数据对象策略构件中实现可在脚本程序中使用系统内部函数AnswerAlm来实现。36第三十六页，共49页。报警应答——示例37第三十七页，共49页。报警应答——示例定义过一个开关量38第三十八页，共49页。报警应答——示例39第三十九页，共49页。报警应答——示例40第四十页，共49页。采用脚本语言设置属性在运行过程中还可以修改报警限值或其它属性，如：!SetAlmValue(DatName，Value，Flag)Flag：数值型，标志要操作何种限值，具体意义如下：1下下限报警值；2下限报警值；3上限报警值；4上上限报警值；5下偏差报警限值；6上偏差报警限值；7偏差报警基准值；函数使用说明详见MCGS参考手册运行环境操作函数数据对象操作函数用户登录操作函数字符串操作函数定时器操作函数系统操作函数数学函数文件操作函数ODBC数据库函数配方操作函数时间运算函数41第四十一页，共49页。2.5数据对象的方法使用“方法”对数据对象进行操作。SaveData保存数据对象。SaveDataInitValue保存数据对象的当前值为初始值。SaveDataOnTime（参数1，参数2）按照指定时间保存数据对象的值。AnswerAlm应答当前报警。42第四十二页，共49页。2.6数据对象的作用域数据对象的全局性MCGS各个部分都可对数据对象进行引用或操作，通过数据对象来交换信息和协调工作。数据对象的各种属性在整个运行过程中都有效。数据对象的操作和使用场合建立设备通道连接建立图形动画连接参与表达式运算制定运行控制条件作为变量编制程序43第四十三页，共49页。2.7创建实时数据库创建实时数据库的过程就是建立数据对象的过程用数据对象描述实际控制工程的变量。了解整个工程的系统构成和工艺流程，