企业实时数据库系统维护管理研究

企业实时数据库系统维护管理研究

杨坤

杨坤

（北京首钢自动化信息技术有限公司）

【摘要】随着市场经济的发展，企业的管理模式、管理方法已经不能适应迅速增长的信息量的需要。企业需要从管理思路、管理模式、管理手段方法上多方面改进，实施企业的信息化建设，实现综合信息集成与共享。本文将就实时数据库实现信息集成和数据库系统维护管理进行探讨。

【关键字】数据库；实时；维护；管理；信息化

一、实时数据库的应用必要性

常用的数据库有SQLServer、Oracle等关系型数据库。数据库的种类非常多，在计算机发展的历史上，存在着多种类型的数据库。早期，关系型数据库与层次型数据库、网络型数据库都有应用，但关系型数据库依靠其描述简单、实现容易等特点，更为普及。但在特定的应用领域中，关系型数据库并不能完美表现，于是，产生了新的数据库类型：在协同办公领域中使用的文档型数据库（如NOTES）,在嵌入式应用领域中使用的嵌入式数据库（如SQLite），在工业监控领域使用的实时数据库（如PI）等。

工业监控系统的定义非常大，所有需要对运行设备进行自动化监视、控制的系统都可以定义为工业监控系统，这里面就包括火电厂厂级监控系统（SIS），在这类应用领域中，数据库应用有如下特点：测点数量多、存储量大，实时数据库的核心就是对大量的实时信息进行处理，由于成年累月的数据将占据大量的硬盘空间。时效性强，每个需要处理的测点的值都与时间相关，一秒钟之后的数据与一秒钟之前的数据可能就不一样了，因此，在保存测点值的同时，必须通过某种方法将其对应的时间也纪录起来。

在这种情况下关系型数据库就不再适用，因为关系型数据库插入速度慢、维护困难更重要的是不能满足实时应用的需求，用数据库存放实时数据据及查询方式不能满足实时应用的需要。因此，工业监控领域以及电厂SIS应用领域，必须寻找适合实时应用需要的实时数据库系统。

二、实时数据库的的应用方式

1、实时数据库系统的技术核心在于数据压缩。需要将数据经压缩后再存入硬盘，当需要用数据时再解压缩硬盘上的数据。

（1）无损压缩

大多数信息的表达都存在着一定的冗余度，通过采用一定的模型和编码方法，可以降低这种冗余度。这些压缩方法的共同特点是：压缩和解压过程中，信息不会发生变化。在实时数据库中，也可以采用这些无损压缩技术，但是在实现时，必须要考虑压缩和解压缩的效率，如果某个压缩算法的压缩比非常高，但是其解压的速度非常慢，则肯定不能用于实时数据库中，否则，人们在查询数据时，会等待得失去耐心。

（2）有损压缩

相对于无损压缩，有缩压缩肯定会丢失一些信息，但必须要保证这些丢失的信息不能影响系统数据的精度。在实时数据库中，有损压缩主要有两种方法。死区压缩，所谓死区就是定义某一测点的值不变的范围。采用死区压缩就是记录该点死区之外的数据值。趋势压缩，是根据测点的阶段性趋势进行压缩，原则上只记录满足趋势条件的起点和终点。

2、实时数据库的访问方式

（1）使用实时数据库提供的API这种方式效率最高，也最简单。

（2）大部分实时数据库提供了标准的ODBC接口，也提供了SQL查询语言，通过这些方法，用户可以将实时数据库当作一个标准的数据库来使用。但这种方法速度较慢，且不能体现实时数据的全部优势。

（3）使用OPC方式（OLEforProcessControl）因为太多的数据库和DCS使用自己的API方式存取数据，无法做到算法的通用，因为工业监控领域提出了一个标准的存取接口，这就是OPC。

3、可供选择的实时数据库产品

总的来说，国外实时数据库产品在工业监控行业占垄断地位。其中OSIsoft公司的PI采用了旋转门压缩专利技术和独到的二次过滤技术，使进入到PI数据库的数据经过了最有效的压缩，极大地节省了硬盘空间，是效率最高，使用最简单，使用最广泛的实时数据库。

总结

实时数据库在SIS系统中起着非常重要的作用，是SIS系统存贮数据的基础。实时数据库是一种特殊类型的数据库系统，但它有许多与关系型数据库存在差异。只有理解了这些相同之处和差异部分，才能对实时数据库有更深地了解。

三、实时数据库在企业中的应用

1、实现了将工业现场集成到桌面逐渐实现现场DCS、PLC控制系统买时采集并记录着4000余个生产过程数据和能源消耗数据数据间隔可以达到秒级并且提供长期保存这些历史数据的功能向上提供开放的买时数据与历史数据发布功能发布监控画面。技术人员和管理人员可以在公司局域网上或通过VPN在Internet上任何一台计算机用授权的帐户登录IE来监视工厂买时的生产状况并进行工艺分析初步建立了数字化工厂。

2、建立了集成共享的生产过程实时信息平台

全方位地获取和储存工厂数据并将买时和历史工厂数据与配置事件概貌和生产数据集成起来通过大量的客户端应用程序可以访问工厂的全部信息分析、处理和报告工厂的数据。可以方便地获取数据。

3、实现异种数据库和多种控制系统互连

在数据采集方面几乎涵盖了所有的自动化控制系统，各种后台为关系型数据库的小型分散数据采集系统都已经进入了实时数据库系统、通过改进完善实现离散数据的收集。

四、提高冶金企业信息化的措施

1、LAN的建立，建立一个畅通的网络，使其可以支撑各企业间资源信息共享;主ERP的建立，将企业中信息化程度较高的子企业的信息化系统作为整个企业的信息化主系统，其ERP作为主ERP;MES的对接，将其他子企业的信息化模式统一整理为MES+PCS+LAN的3级模式，通过网络连接到信息化主系统的主ERP上，进行统一资源计划管理。由于企业信息量越来越大，企业对于从大量信息中提取自己所需要的数据的需求越来越大，从而促使钢铁企业中数据挖掘系统DMS的应用，该系统与主ERP或ERP动态互联建立接口，提取资源、销售、物流等信息，制定或辅助制定有利于企业发展的资源计划或战略计划。从而实现了企业资源的统一计划，提高了效率，降低了消耗，又避免了大规模的系统替换。

2、解决兼并重组后各企业异地数据关联度不高，可以采用联邦数据库模式。系统是由参与联邦的半自治的数据库系统组成，目的是实现数据库系统间部分数据的共享。联邦中的每个数据库的操作是独立于其他数据库和联邦的。联邦中的所有数据库都添加了彼此访问的接口。结构主要由通信接口、数据字典、数据组装模块、数据映射模块和中央虚拟数据库组成。中间件模式。开发一个全局模式的中间件，中间件协调各数据库系统，并为访问集成数据的应用程序提供统一数据模式以及数据访问的通用接口。这种模式不需要修改原有数据库的结构，也不需要建立各数据库之间的接口，在中国钢铁企业信息化的现状下，采用中间件模式较为容易实现各个企业数据共享。

数据迁移和转换。通过将数据中原数据类型转化成新的数据类型，原字段长度转化为新字段长度，原数据表示方式转化为新的数据表示方式，将原有的数据移植到新的数据管理系统中。这种方案目前在兼并重组后的兼并重组中也有一定的应用。

结语：

目前我国钢铁企业的信息化建设中仍旧存在很多的问题但也有很大的发展空间，有的企业在实践中己经取得了一定的成果，我们要不断借鉴先进经验，结合我国实际情况探索出一条适合本企业的实时数据库管理方式，从而推动企业信息化建设的发展。

参考文献：

[1]王国栋,吴迪,刘振宇,王昭东.中国轧钢技术的发展现状和展望[J].中国冶金,2009,12:1-14.