怎樣構(gòu)建實時信息系統(tǒng)

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在流程型工業(yè)企業(yè)中，有一類與生產(chǎn)密切相關(guān)的信息系統(tǒng)，它們實時獲取DCS、SCADA等生產(chǎn)系統(tǒng)中的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，幫助管理者及時調(diào)度、指揮地理位置分散但又密切相關(guān)的現(xiàn)代化生產(chǎn)，這就是實時信息系統(tǒng)(Real Time Information System，RTIS)。

與一般信息系統(tǒng)相區(qū)別，實時信息系統(tǒng)最大的特點是系統(tǒng)的實時性。由于有實時數(shù)據(jù)庫的支撐，實時信息系統(tǒng)可以實時地查詢到企業(yè)各生產(chǎn)現(xiàn)場的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，這對于企業(yè)實時掌握生產(chǎn)情況，正確調(diào)度和指揮生產(chǎn)，以及及時處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題具有十分重要的意義。

本專題將道德從技術(shù)上分析實時信息系統(tǒng)的構(gòu)建，即介紹從實時數(shù)據(jù)庫到實時信息系統(tǒng)的開發(fā)過程，隨后還將介紹實時信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的集成及應(yīng)用情況。在實時數(shù)據(jù)庫的平臺上開發(fā)實時信息系統(tǒng)我們稱為實時信息系統(tǒng)的構(gòu)建，與一般的信息系統(tǒng)開發(fā)不同的是，由于實時信息系統(tǒng)的實時信息要從企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場自動采集得來，所以實時信息系統(tǒng)的開發(fā)不只是純軟件的工作，還有生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時采集、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實時通信等大量現(xiàn)場工作。這里重點將討論實時數(shù)據(jù)庫與現(xiàn)場的關(guān)系。

從20世紀70年代開始，國內(nèi)大量引進DCS技術(shù)和產(chǎn)品，隨著DCS系統(tǒng)的大量應(yīng)用，企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模越來越大，企業(yè)的管理層就有了生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中的需求，即對實時信息系統(tǒng)的需求。90年代初，在引進國外實時數(shù)據(jù)庫的同時，國內(nèi)已經(jīng)有不少單位開始研究實時數(shù)據(jù)庫的理論并付諸實踐。10多年過去了，據(jù)筆者不完全了解，國內(nèi)實時數(shù)據(jù)庫和實時信息系統(tǒng)的應(yīng)用有了較大發(fā)展。但是由于從實時數(shù)據(jù)庫到實時信息系統(tǒng)的構(gòu)建有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，而且運行和維護好一個實時信息系統(tǒng)決非易事，真正成功的高水平實例不多。因為要構(gòu)建好并且應(yīng)用好一個高水平的實時信息系統(tǒng)，其難度不亞于構(gòu)建一個高水平的erp系統(tǒng)。

目前在理論上對實時數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)等基本方面還沒有統(tǒng)一的定義和處理方法，實時數(shù)據(jù)庫要達到關(guān)系數(shù)據(jù)庫那樣理論和系統(tǒng)的統(tǒng)一尚需時日。不同開發(fā)商的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對于實時數(shù)據(jù)的定義、理解和處理不盡一致，對于實時數(shù)據(jù)庫的功能和性能的要求也不盡一致，實時數(shù)據(jù)庫能達到的實際性能與功能也是參差不齊，對實時數(shù)據(jù)庫的訪問也沒有類似SQL語言那樣的標準。

實時數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)庫

在流程型工業(yè)中實時數(shù)據(jù)原本是指存在于生產(chǎn)現(xiàn)場的生產(chǎn)參數(shù)如溫度、流量、壓力、物（液）位等，在現(xiàn)代化生產(chǎn)中這些實時數(shù)據(jù)已經(jīng)被變送器采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量而存于DCS或SCADA系統(tǒng)的局部實時數(shù)據(jù)庫中，本文的實時數(shù)據(jù)將從這個基礎(chǔ)討論起。按數(shù)據(jù)的類型分，實時數(shù)據(jù)可分為模擬量、累計量和開關(guān)量。模擬量可以是溫度、壓力、瞬時流量、物位、產(chǎn)品度量、產(chǎn)品質(zhì)量等，模擬量的特點是僅與時刻有關(guān); 累計量可以是累計流量、產(chǎn)品產(chǎn)量、原料消耗量、庫（罐）存量等，累計量的特點是不但與時刻有關(guān)而且與時間段的起始與結(jié)束時刻有關(guān); 開關(guān)量如電力開關(guān)的位置、閥門的開閉、設(shè)備的在線與備用、生產(chǎn)控制中的操作條件等，開關(guān)量的特點是二位式數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)的最大特點是時效性，實時數(shù)據(jù)在模擬系統(tǒng)中僅僅在某一時刻有效，在數(shù)字系統(tǒng)（目前都是數(shù)字系統(tǒng)）中由于實時數(shù)據(jù)存在時間上非連續(xù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，實時數(shù)據(jù)只在本采樣周期內(nèi)有效，過了有效期的數(shù)據(jù)便失效。

實時數(shù)據(jù)庫即存儲實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。由于實時數(shù)據(jù)的時效性，實時數(shù)據(jù)庫中存儲的實時數(shù)據(jù)應(yīng)該能盡量跟上現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的變化，否則實時數(shù)據(jù)庫中存儲的是無效數(shù)據(jù)。事實上，數(shù)字系統(tǒng)不可能像模擬系統(tǒng)那樣幾乎沒有滯后地跟隨現(xiàn)場的變化，數(shù)字系統(tǒng)的滯后主要取決于DCS（或SCADA系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)采集的采集周期，數(shù)據(jù)采集周期的選擇又與數(shù)據(jù)載體參數(shù)的變化速率（載體的時間常數(shù)）有關(guān)。一般的數(shù)據(jù)采樣周期數(shù)量級在0.1秒至1秒左右，用于閉環(huán)控制的采集周期可能小些，僅用于測量的采集周期可能大些。從方便觀察的角度說，數(shù)據(jù)的變化周期又不可太快，在DCS或SCADA系統(tǒng)的人機畫面上，實時數(shù)據(jù)的刷新周期在1～2秒。如果實時數(shù)據(jù)庫能以2秒的周期跟上實時數(shù)據(jù)的變化，則用于流程型工業(yè)的企業(yè)級實時數(shù)據(jù)庫的實時性能就可以得到保證。而據(jù)不完全統(tǒng)計: 國內(nèi)已經(jīng)在現(xiàn)場運行的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括使用進口實時數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)只有個別系統(tǒng)能達到這一指標，其中原因下文將做分析。

實時數(shù)據(jù)庫之與非實時數(shù)據(jù)庫的根本區(qū)別在于實時數(shù)據(jù)庫能“實時”地跟隨生產(chǎn)現(xiàn)場的變化。為了能夠跟上實時數(shù)據(jù)的變化，實時數(shù)據(jù)庫通常會在物理上定義一個常駐計算機內(nèi)存區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這樣存放其中的實時數(shù)據(jù)能快速數(shù)據(jù)刷新，而且計算機開銷極小。剩下的重要問題就是將實時數(shù)據(jù)以盡快的速度和最小的周期送往實時數(shù)據(jù)庫以刷新舊的實時數(shù)據(jù)，這可能是構(gòu)建優(yōu)良性能的實時信息系統(tǒng)的技術(shù)難點。

實時數(shù)據(jù)庫的一個重要功能是對實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理，包括對數(shù)據(jù)合理性的判斷、數(shù)據(jù)濾波、對累計量的處理如流量積分，消耗量和產(chǎn)量的計算等。數(shù)據(jù)處理是計算機的“強項”，該功能將不是本文討論的重點。

相對于磁存儲介質(zhì)（磁盤），計算機內(nèi)存的容量是有限的，因而作為實時數(shù)據(jù)庫的核心，它能存儲的實時數(shù)據(jù)也是有限的。另一方面實時數(shù)據(jù)必須定期存入磁盤保存，以備后用。存入磁盤的數(shù)據(jù)我們稱為歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)已是屬于非實時數(shù)據(jù)的范疇了。但由于歷史數(shù)據(jù)真實地記錄了過去某一時刻或時段的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，也是實時數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。早期的實時數(shù)據(jù)庫使用封閉的文件系統(tǒng)，目前先進的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)直接使用開放的關(guān)系數(shù)據(jù)庫如Oracle或SQL Server等存儲歷史數(shù)據(jù)，這樣實時數(shù)據(jù)庫就可以直接融入上層應(yīng)用信息系統(tǒng)。

實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)

目前國內(nèi)外的實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品對實時數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)庫本身的結(jié)構(gòu)基本上沒有太多的考慮，有的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是從DCS系統(tǒng)或SCADA系統(tǒng)改造而來，有的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是從實時仿真系統(tǒng)改造而來，它們的實時數(shù)據(jù)庫或多或少帶有原來系統(tǒng)的烙印，尤其是引進的實時數(shù)據(jù)庫，其結(jié)構(gòu)并不完全符合中國流程企業(yè)的實時數(shù)據(jù)的實際情況，如不適應(yīng)中國流程企業(yè)中的實際組織結(jié)構(gòu)。

如前所述，國內(nèi)流程企業(yè)中生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實際結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的，生產(chǎn)裝置的數(shù)據(jù)、分析實驗室的數(shù)據(jù)、儲運系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、動力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等。要將一個企業(yè)的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)映射到實時數(shù)據(jù)庫，只是簡單地用一個位號，即使用一維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫恐怕是難以勝任的。要方便地存儲、刷新和檢索實時數(shù)據(jù)，實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是適應(yīng)國內(nèi)流程企業(yè)實際情況的多維結(jié)構(gòu)。我們提出多維實時數(shù)據(jù)庫的概念，并且在實踐中使用于證明是可行和正確的。多維實時數(shù)據(jù)庫不但符合中國企業(yè)的實際情況，也為分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多級實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展展示了前景（下文中要介紹的NSIS實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就是多維實時數(shù)據(jù)庫的成功范例）。

構(gòu)建實時信息系統(tǒng)

構(gòu)建實時信息系統(tǒng)，首先要有實時數(shù)據(jù)庫平臺。目前常見的有國外引進的OSI 公司的PI、Aspen公司的Infoplus及Honeywell 公司的Uniformance(Phd)，國內(nèi)有雙碩公司的NSIS及浙大中控的ESP-iSYS等實時數(shù)據(jù)庫等平臺。與構(gòu)建一般的信息系統(tǒng)類似，有一個好的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，還要有一個好的二次開發(fā)才能構(gòu)建一個好的信息系統(tǒng)。

實時信息系統(tǒng)除了實時數(shù)據(jù)庫外，還必須有配套的系統(tǒng)，如“數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)”、“圖形組態(tài)子系統(tǒng)”、“實時數(shù)據(jù)檢索子系統(tǒng)”、“客戶端實時界面子系統(tǒng)”等，才能構(gòu)成一個完整的實時信息系統(tǒng)。其中最重要的子系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，這是本文要重點討論的構(gòu)建實時信息系統(tǒng)的特點和難點。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的兩大任務(wù)是實時數(shù)據(jù)的自動采集和實時數(shù)據(jù)的實時傳送。

1．實時數(shù)據(jù)自動采集

實時數(shù)據(jù)自動采集是實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在數(shù)據(jù)來源方面區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的根本所在（一般信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源主要是人工錄入或其他數(shù)據(jù)庫），它正是構(gòu)建實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的重點與難點。其困難在于流程工業(yè)企業(yè)的現(xiàn)場非常復(fù)雜。

流程工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)控制層有多種生產(chǎn)裝置，各有或共有DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)又有各種廠家、不同型號、不同操作系統(tǒng)。要從DCS獲取數(shù)據(jù)，DCS系統(tǒng)必須開放，好在目前新型的DCS都是開放的，而且開放標準逐漸統(tǒng)一為OPC 基金會制訂的OPC (OLE for Process Control)標準。以橫河CS系列為例，其OPC接口能以1000ms的刷新周期和500數(shù)據(jù)／秒的通過量提供實時數(shù)據(jù)，這一指標完全可滿足大部分實時信息系統(tǒng)的要求。但是目前流程工業(yè)企業(yè)運行的其他實時監(jiān)控系統(tǒng)并不都具有OPC開放接口的。流程工業(yè)企業(yè)還有儲運系統(tǒng)，以石化企業(yè)為例，企業(yè)有數(shù)以百計的物料罐（油罐），罐中的儲量是相當(dāng)重要的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)代大型企業(yè)的物料罐一般都安裝了物位儀以及配套的SCADA系統(tǒng)，用以測量物位并以此計算儲量。由于物位儀來自不同廠家、不同型號，因而從物位儀中讀取實時數(shù)據(jù)是一件煩雜的工作。要從現(xiàn)場讀取數(shù)據(jù)，工程師們必須了解各種DCS、了解現(xiàn)場各種設(shè)備，從軟件編程語言上至少必須精通微軟的VC++、VB以及Unix C++，甚至匯編; 在編程接口方面必須精通OLE、OPC、DDE及各種API軟件接口。只有使用上述方法，具體說，就是只有從DCS系統(tǒng)或SCADA系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫的緩沖區(qū)內(nèi)存中，才能讀取當(dāng)前最新版本的實時數(shù)據(jù)。如果DCS沒有實時接口或由于其他原因無法使用實時接口，被迫從DCS系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，這樣的數(shù)據(jù)實時性就較差了，嚴格說只能稱為歷史數(shù)據(jù)。

2．網(wǎng)絡(luò)實時通信協(xié)議

目前眾多的網(wǎng)絡(luò)通信標準如Web、HTTP、FTP等協(xié)議均為TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議，ODBC(Open Data Base Connection)協(xié)議是用于不同關(guān)系數(shù)據(jù)庫的通信協(xié)議，由于它們都不是實時通信協(xié)議，因而它們都不適用于網(wǎng)絡(luò)實時通信。構(gòu)建實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)首先需要一個規(guī)范和高效的網(wǎng)絡(luò)實時通信協(xié)議用以完成實時數(shù)據(jù)庫的刷新和實時數(shù)據(jù)庫的實時檢索。網(wǎng)絡(luò)實時通信是實時數(shù)據(jù)庫的命脈，對于實時數(shù)據(jù)庫起著關(guān)鍵的作用。網(wǎng)絡(luò)實時通信要在數(shù)毫秒內(nèi)將數(shù)百字節(jié)的數(shù)據(jù)從一個計算機的內(nèi)存送至另一個計算機的內(nèi)存，這種網(wǎng)絡(luò)實時通信在10M的以太網(wǎng)上通過TCP/IP協(xié)議是不難實現(xiàn)的，關(guān)鍵是要制定網(wǎng)絡(luò)實時通信協(xié)議。由于國際上沒有通用的適合實時數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)實時通信協(xié)議，為了構(gòu)建自己的實時數(shù)據(jù)庫，國家電網(wǎng)公司電力自動化研究所通過多年的研究與工程實踐，制定了一套可行和高效的網(wǎng)絡(luò)實時通信協(xié)議——NSIS協(xié)議。

NSIS協(xié)議是為NSIS實時數(shù)據(jù)庫制定的一套基于TCP/IP會話層上的表示層和應(yīng)用層協(xié)議，NSIS協(xié)議僅與TCP/IP協(xié)議有關(guān)，因而可以跨操作系統(tǒng)運行。

3．實時數(shù)據(jù)的實時傳送

采集到實時數(shù)據(jù)還必須將實時數(shù)據(jù)實時地送往實時數(shù)據(jù)庫，實時數(shù)據(jù)的實時傳送是構(gòu)建實時數(shù)據(jù)庫的另一項關(guān)鍵技術(shù)，它涉及到使用的硬件通道和上面提到的網(wǎng)絡(luò)實時通信協(xié)議。使用什么硬件通道取決于現(xiàn)場的設(shè)備，使用各種可行的方法進行實時數(shù)據(jù)的實時傳送。工程師們必須精通RS485、RS232、TCP/IP等設(shè)備和虛擬設(shè)備的計算機實時通信技術(shù)。

實時數(shù)據(jù)的傳送最好是數(shù)據(jù)編組傳送，所謂編組即幾十或幾百個數(shù)據(jù)編成一組，即編成一個通信報文一次完成，以避免一個一個的傳送，數(shù)據(jù)的格式盡量采用二進制以提高數(shù)據(jù)的精度與傳送效率。所用通信協(xié)議盡量使用底層協(xié)議，所謂底層協(xié)議即指進程間內(nèi)存到內(nèi)存的通信，例如上面提到的基于TCP/IP的會話層協(xié)議的NSIS協(xié)議。目前企業(yè)網(wǎng)的速度多在1000M至少也是100M，經(jīng)測試，一個2K字節(jié)長的報文的傳送在10M的以太網(wǎng)上數(shù)毫秒就完成了，中間不需要任何中轉(zhuǎn)計算機通信服務(wù)器。順便指出，使用基于文件的上層協(xié)議，如文件到文件、文件到內(nèi)存以及內(nèi)存到文件的通信，都不適合于實時系統(tǒng)的通信。

4．實時數(shù)據(jù)向DCS系統(tǒng)回送

如果DCS、實時數(shù)據(jù)庫、實時優(yōu)化系統(tǒng)形成一個閉環(huán)系統(tǒng)，就存在實時數(shù)據(jù)向DCS系統(tǒng)回送的問題，另外從實驗室來的質(zhì)量數(shù)據(jù)也有回送的需求。這從技術(shù)上說與從DCS取數(shù)據(jù)是一樣的，OLE/COM/OPC、DDE等技術(shù)本來就是雙向的。只是數(shù)據(jù)的回送一定要小心，避免出錯，這種錯誤有時是災(zāi)難性的。

5．DCS系統(tǒng)的安全問題

在應(yīng)用DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集接口時，DCS系統(tǒng)的安全是構(gòu)建實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)首先考慮的問題。DCS系統(tǒng)的安全主要有兩個方面: 運行于DCS系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集程序不管是作為Server還是作為Client，其開銷即占用DCS計算機系統(tǒng)的資源要盡量小; 另一個是DCS的聯(lián)網(wǎng)必須將計算機病毒絕對排除在外，否則會帶來不堪設(shè)想的后果。以前常采用以太網(wǎng)卡和TCP/IP協(xié)議與DCS工程師站或操作站直接聯(lián)網(wǎng)，現(xiàn)在這樣做可能就不行了，一種方案是用其他協(xié)議如TCP/IP協(xié)議轉(zhuǎn)換為RS232協(xié)議與DCS工程師站或操作站間接聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)計算機技術(shù)的發(fā)展或計算機技術(shù)出現(xiàn)的情況，及時調(diào)整DCS聯(lián)網(wǎng)方案是構(gòu)建實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的工程師必須要考慮的問題。

6．實時信息系統(tǒng)的架構(gòu)

實時信息系統(tǒng)當(dāng)然是C/S結(jié)構(gòu)的，在網(wǎng)絡(luò)實時通信協(xié)議的支持下，Server端與Client端交換實時信息。實時數(shù)據(jù)庫具有實時檢索功能，根據(jù)客戶端的需求向客戶端提供實時數(shù)據(jù)，這種實時檢索也在數(shù)毫秒完成。實時流程圖是實時信息系統(tǒng)的典型用戶界面，圖中的數(shù)據(jù)應(yīng)該與DCS系統(tǒng)同步刷新; 實時過程動態(tài)曲線是實時信息系統(tǒng)的又一重要界面，它可以實時動態(tài)地將對象的變化表現(xiàn)出來; 實時信息系統(tǒng)也有非實時的功能，如查詢歷史數(shù)據(jù)、描繪對象的靜態(tài)變化趨勢等。

由于目前用戶對B/S系統(tǒng)情有獨鐘，使用IE瀏覽器希望能看到他們所希望看到的一切。但是眾所周知，IE瀏覽器執(zhí)行HTTP協(xié)議，用于實時系統(tǒng)有兩大缺陷: 實時性和作圖（不是貼圖）功能較差。要使網(wǎng)頁也具備實時功能，方法之一是使用微軟ActiveX技術(shù),將原有Client端的實時功能及作圖功能集成到實時控件中，再由IE瀏覽器從Web服務(wù)器自動下載實時控件，以構(gòu)成實時網(wǎng)頁。目前該項領(lǐng)先技術(shù)已在中國石油撫順石油化工公司現(xiàn)場運行，并且已經(jīng)被集成到撫順石油化工公司的OA系統(tǒng)。如果授權(quán)，從互聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)任何地方，使用IE瀏覽器可以直接登錄撫順石油化工公司實時數(shù)據(jù)庫，可以看到與生產(chǎn)現(xiàn)場同步變化的畫面。

7．其他問題

實時數(shù)據(jù)庫的功能是將企業(yè)的實時數(shù)據(jù)集中，如果現(xiàn)場的數(shù)據(jù)不準甚至沒有，再好的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也無能為力。不幸的是現(xiàn)場的數(shù)據(jù)不準或根本沒有，正是國內(nèi)流程工業(yè)企業(yè)碰到的共同問題，其中最大的問題在于計量不準。計量問題不解決，實時數(shù)據(jù)庫和所有企業(yè)的上層應(yīng)用包括MES和ERP都將不是完美的系統(tǒng)。

綜上所述，構(gòu)建一個性能優(yōu)良的實時信息系統(tǒng)，除了選擇優(yōu)秀的實時數(shù)據(jù)庫軟件平臺以外，還要選擇一個優(yōu)秀二次開發(fā)的工程技術(shù)隊伍，這個隊伍能夠使用DCS的開放接口，由實時數(shù)據(jù)采集程序得到最新版本的實時數(shù)據(jù)。同時建立DCS到實時數(shù)據(jù)庫核心內(nèi)存的高速數(shù)據(jù)通道。作為商業(yè)化的實時數(shù)據(jù)庫軟件平臺，其實時數(shù)據(jù)庫的實時通信協(xié)議應(yīng)該開放，而且盡量使用網(wǎng)絡(luò)低層協(xié)議，以提高系統(tǒng)的實時性能。實時數(shù)據(jù)庫能否達到預(yù)想的品質(zhì)和效果是綜合實力的結(jié)果。實時數(shù)據(jù)庫軟件平臺、二次開發(fā)和現(xiàn)場三方，其中任一方出了問題或質(zhì)量不高，其他環(huán)節(jié)水平再高也是無濟于事的。

本專題將首先從技術(shù)上分析實時信息系統(tǒng)的構(gòu)建，即介紹從實時數(shù)據(jù)庫到實時信息系統(tǒng)的開發(fā)過程，隨后還將介紹實時信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的集成及應(yīng)用情況。

鏈接

1． SCADA SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電力、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。

2． DCS DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（Distributed Control System），在國內(nèi)又稱之為集散控制系統(tǒng)。DCS是計算機技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS通常用若干個控制器對一個生產(chǎn)過程中的眾多控制點進行控制和PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，各控制器間通過網(wǎng)絡(luò)連接并可進行數(shù)據(jù)交換。

3． PLC PLC（Program Logic Control ,可編程邏輯控制器）的前身是繼電器順序控制器，隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，引入了微計算機技術(shù)，所處理的對象從開關(guān)量到模擬量。高級的PLC還有PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，并且配有人機對話界面，PLC的功能正在逐漸向DCS靠攏。PLC在機械制造業(yè)中使用較多。

4． OPC OPC是OLE for Process Control的縮寫，它是微軟公司的對象鏈接和嵌入技術(shù)在過程控制方面的應(yīng)用。OPC基金會制定了OPC標準，OPC以O(shè)LE/COM/DCOM技術(shù)為基礎(chǔ)，采用客戶/服務(wù)器模式，為工業(yè)自動化軟件面向?qū)ο蟮拈_發(fā)提供了統(tǒng)一的標準，這個標準定義了應(yīng)用Microsoft操作系統(tǒng)在基于PC的客戶機之間交換自動化實時數(shù)據(jù)的方法。生產(chǎn)現(xiàn)場的DCS、 PLC等設(shè)備采用OPC標準以后，為上層應(yīng)用系統(tǒng)獲取現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)提供了方便而統(tǒng)一的接口。 (CCW)