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摘要：

文章以發(fā)電集團數(shù)據(jù)采集匯集的系統(tǒng)建設(shè)為背景，針對集團側(cè)對管理范圍內(nèi)的發(fā)電廠數(shù)據(jù)監(jiān)視的需求，結(jié)合完全自主知識產(chǎn)權(quán)的實時數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)傳輸軟件，闡述了基于國產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn)架構(gòu)。根據(jù)OPC、104等現(xiàn)有國際主流規(guī)約，總部在集團下屬各二級三級單位建立國產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)采集軟件將數(shù)據(jù)匯集到數(shù)據(jù)庫并最終上傳到集團數(shù)據(jù)庫中。文章簡要闡述了系統(tǒng)實現(xiàn)過程中的體系架構(gòu)、軟件特點和接口類型，以便為后續(xù)集團大數(shù)據(jù)的應(yīng)用打下堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：

國產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)匯集

由于傳統(tǒng)的火力發(fā)電帶來的環(huán)境問題，新能源發(fā)電目前處于蓬勃發(fā)展的時期。但是新能源電廠的分布較為零散，單個裝機容量相對于火電廠較小，新能源電廠建廠多，導(dǎo)致整個集團內(nèi)的測點數(shù)量急劇膨脹，可能達到上百萬測點規(guī)模。因此基于傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的發(fā)電集團生產(chǎn)監(jiān)管信息系統(tǒng)已不能滿足實時性的要求。隨著大型發(fā)電集團信息系統(tǒng)建設(shè)的逐步演進，尤其是新能源發(fā)電廠及其信息化系統(tǒng)的建設(shè)，產(chǎn)生了大量的實時數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是企業(yè)的重要財富。發(fā)電集團各二級單位和三級單位前期已經(jīng)建設(shè)了信息化系統(tǒng)，匯集了電廠各設(shè)備生成的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。由于缺乏統(tǒng)一的建設(shè)規(guī)范以及接口標(biāo)準(zhǔn)，不能完全滿足各信息化系統(tǒng)之間信息共享、統(tǒng)一監(jiān)控的需求。因此發(fā)電企業(yè)各二級單位迫切需要建立接入點數(shù)據(jù)平臺，以滿足集團化運作各業(yè)務(wù)應(yīng)用對實時數(shù)據(jù)按需存儲、整合、共享及統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)訪問的需求。系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)平臺的搭建、數(shù)據(jù)的接入和上送。通盤考慮各二級單位、三級單位各系統(tǒng)的特點，建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)抽取方式。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)

根據(jù)多級部署的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在企業(yè)集團、二級單位和三級單位部署以海迅實時數(shù)據(jù)庫為核心的數(shù)據(jù)管理平臺（見圖1），形成應(yīng)用集成環(huán)境，以達到統(tǒng)一維護、數(shù)據(jù)共享、支撐綜合應(yīng)用訪問的目的。集信息、數(shù)據(jù)、模型、圖形等為一體，建設(shè)具有信息共享、業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計挖掘等功能的信息一體化平臺。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與企業(yè)的管理模式相適應(yīng)，大致可以劃分為3個層次，自上而下分別是：集團側(cè)、二級單位側(cè)、三級單位（電廠）側(cè)。三級單位（電廠）由各生產(chǎn)裝置中的DCS、PLC等控制系統(tǒng)組成，是整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)源。二級單位測試整個系統(tǒng)的重要中間環(huán)節(jié)，主要由海迅實時數(shù)據(jù)庫緩存和二級單位應(yīng)用組成。海迅實時數(shù)據(jù)庫是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫，通過接口程序最終將三級單位DCS、PLC中的實時數(shù)據(jù)匯集上來，同時歷史數(shù)據(jù)也被按需緩存一段時間，為二級單位的應(yīng)用提供服務(wù)。集團側(cè)是整個系統(tǒng)的重要應(yīng)用環(huán)節(jié)，主要由海迅接口適配器、海迅實時數(shù)據(jù)庫以及應(yīng)用組成。海迅實時數(shù)據(jù)庫從各板塊的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)采集上來，形成企業(yè)級的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，供集團各職能部門的用戶使用，同時可做長時間的歷史保存。

2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成部分

2.1數(shù)據(jù)管理平臺數(shù)據(jù)管理平臺是對電廠生產(chǎn)運行過程中生成的實時數(shù)據(jù)進行按需存儲、集中、整合、共享和分析的場所，同時提供對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)訪問的服務(wù)。平臺以數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化接入、歷史數(shù)據(jù)的壓縮存儲、規(guī)范的實時數(shù)據(jù)訪問服務(wù)、高效的查詢統(tǒng)計分析等為核心內(nèi)容?？梢宰鳛楦鲬?yīng)用的實時、歷史數(shù)據(jù)公共存儲和訪問平臺?？梢酝ㄟ^平臺提供的標(biāo)準(zhǔn)訪問服務(wù)和各種工具實現(xiàn)跨專業(yè)跨部門的分析輔助決策類的綜合應(yīng)用。結(jié)合平臺的建設(shè)，可以形成和制定實時數(shù)據(jù)管理的技術(shù)規(guī)范，包括數(shù)據(jù)接入規(guī)范、數(shù)據(jù)模型規(guī)范、數(shù)據(jù)存儲規(guī)范、測點映射規(guī)范、訪問接口規(guī)范等。數(shù)據(jù)管理平臺中的核心—實時數(shù)據(jù)庫，是一種專用的處理海量實時數(shù)據(jù)的基于測點模型的數(shù)據(jù)庫，廣泛應(yīng)用于電力、石化、冶金等工業(yè)自動化領(lǐng)域，針對最新采集的具有時序特征的海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有極高的事務(wù)處理能力、數(shù)據(jù)壓縮比和查詢檢索速度。海迅實時數(shù)據(jù)庫以測點模型組織數(shù)據(jù)并實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的高速寫入與訪問、歷史數(shù)據(jù)的高效歸檔與訪問以及歷史數(shù)據(jù)的高效壓縮。搭建數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)平臺包括建設(shè)集團側(cè)和二級單位的數(shù)據(jù)平臺。利用海迅實時數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的數(shù)據(jù)鏈路，將二級單位數(shù)據(jù)管理平臺的數(shù)據(jù)通過變化即上送的方式上傳到集團側(cè)的數(shù)據(jù)管理平臺，存儲生產(chǎn)運行實時數(shù)據(jù)（如汽輪機、水處理數(shù)據(jù)、鍋爐數(shù)據(jù)、發(fā)電數(shù)據(jù)等），以獲取快速的響應(yīng)數(shù)據(jù)和良好的用戶體驗。這樣就實現(xiàn)了將分散的數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)和整合，形成了數(shù)據(jù)的一致存儲。打破了業(yè)務(wù)和部門間的數(shù)據(jù)壁壘，能夠避免數(shù)據(jù)重復(fù)和不一致的問題。

2.2數(shù)據(jù)采集通過數(shù)據(jù)平臺的標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接入方法，結(jié)合不同二級單位以及三級單位的信息化系統(tǒng)建設(shè)實際情況，可分為實時數(shù)據(jù)庫類、關(guān)系數(shù)據(jù)庫類、控制系統(tǒng)類等數(shù)據(jù)源，以API、標(biāo)準(zhǔn)SQL、規(guī)約等方式，可將各系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)接入到數(shù)據(jù)平臺中。如圖2所示，在數(shù)據(jù)接入的整體結(jié)構(gòu)圖中，數(shù)據(jù)由三級單位的接口機獲取原始生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，發(fā)送到二級單位的數(shù)據(jù)管理平臺中，再通過海迅實時數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的鏈路將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊瘓F側(cè)的數(shù)據(jù)管理平臺中，最終為集團側(cè)的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)，保證了數(shù)據(jù)的時效性。

2.2.1二級單位數(shù)據(jù)采集（1）部署實時數(shù)據(jù)庫滿足二級單位匯集點數(shù)據(jù)存儲和訪問需求，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)緩存的功能，能夠在二級單位緩存一定時間的數(shù)據(jù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中斷時，可以從歷史數(shù)據(jù)獲取丟失的數(shù)據(jù)上送到集團，保證了整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性。同時二級單位可以基于實時數(shù)據(jù)庫做相應(yīng)的應(yīng)用，為實時類應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。集團側(cè)通過海迅數(shù)據(jù)庫管理工具實現(xiàn)對匯集點的實時數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一管理，包括測點維護、數(shù)據(jù)維護等。如圖3所示，兩臺實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器共享存儲，通過故障轉(zhuǎn)移群集保障了系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，在其中一臺故障時，可以將服務(wù)不間斷的切換到備機上。（2）部署接口機通過HIA獲取二級單位原實時數(shù)據(jù)庫的實時/歷史數(shù)據(jù)，寫入海迅實時數(shù)據(jù)庫。對于二級單位側(cè)無法訪問廠站數(shù)據(jù)庫的情況，可在廠站側(cè)部署數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)發(fā)機，把廠站數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至二級單位。HIA接口程序采用C/S架構(gòu)，可在集團側(cè)通過客戶端工具訂閱所需二級單位測點數(shù)據(jù)，實現(xiàn)訂閱測點數(shù)據(jù)寫入實時數(shù)據(jù)庫。

2.2.2三級單位數(shù)據(jù)采集（1）從集中監(jiān)控系統(tǒng)采集生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)通過位于三級單位二區(qū)的集中監(jiān)控系統(tǒng)以規(guī)約的形式接入接口機，根據(jù)一定的實時數(shù)據(jù)字典規(guī)則，通過接口將實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到三區(qū)的海迅實時數(shù)據(jù)庫中，最終通過海迅實時數(shù)據(jù)庫內(nèi)部鏈路將數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉墕挝?，如圖4所示。為避免網(wǎng)絡(luò)中斷導(dǎo)致系統(tǒng)不可用，可在三級單位的三區(qū)海迅實時數(shù)據(jù)庫緩存一定量的數(shù)據(jù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時，這部分換成所需的數(shù)據(jù)，可以根據(jù)一定的規(guī)則補錄至二級單位。（2）從分散控制系統(tǒng)采集整個系統(tǒng)經(jīng)過國產(chǎn)自主研發(fā)完成，擁有軟件著作權(quán)和專利，因此系統(tǒng)具備良好的兼容性，可以較為廣泛的與各類其他實時信息系統(tǒng)交互，應(yīng)用于其他信息化系統(tǒng)，如圖5所示。

作者：楊一冰 單位：江蘇瑞中數(shù)據(jù)股份有限公司