论文导读:：随着MES系统在中石油范围内的大规模推广实施，作为MES的核心模块PHD实时数据库系统是最基础也是最重要的组成部分，它的实施部署的成功与否决定着整个MES系统实施的成败。本文重点介绍了实时数据库在DCS、PLC、SCADA中的如何实现接口对接和信息集成, PHD实时数据库的原理、功能和特征。同时，对实施完成后的效果做了展示，并对部署实施中遇到的实际问题和相应的解决办法逐一做了讲解。
论文关键词：PHD(ProcessHistoryDatabase)，RDI(RealTimeDataInterface)，Buffer(PHD系统数据采集计算机)，SHAdow(PHD服务器)，OPC(OLEforProcessControl)
1、前言
通过实施部署PHD系统解决了石化企业信息化中存在的问题即需要建设统一的信息平台，在数据中心的基础上，将数据应用向深度和广度计算拓展，将面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的数据集合应用，把分布在企业网络中不同信息孤岛上的数据集成到一起，整合多种数据源接入模式，搭建一个企业级工厂信息系统毕业论文模板，通过PHD实时数据库和Oracle关系数据库搭建企业级的数据平台，确保数据交流通畅，实现真正的资源共享，将过程实时数据纳入管理系统中实现数据深层次挖掘和分析，从而实现企业级管理控制一体化。通过信息集成，在工厂控制层和管理决策层之间建立实时的数据连接，使底层的仪表控制系统和上层的经营管理得以双向交互、紧密配合，并为APC、流程模拟、在线优化等提供了基础平台。
2、PHD 系统组件结构
PHD系统组件的结构是一个典型的客户/服务结构，整个PHD数据库由PHD服务器和PHD客户端组成，PHD服务器端主要负责数据采集存储，PHD客户端负责数据的使用，如图所示：
图 1 PHD系统组件结构
主要的PHD Server 服务器组件包括如下所列:
PHD Server : 核心组件,提供PHDServer 实时数据库核心功能,如数据存储、压缩、检测、处理等。
Legacy API Server : 提供访问PHD Server 150以上版本的API 函数的服务。
API Server : 提供应用程序访问PHD Server 应用程序编程接口服务。
RDI Server : 提供通过特定实时数据接口RDI(Real Time Data Interface) 收集过程数据并发送数据到PHD Server 组件。
RDI Interface : 实时数据接口,提供与DCS,PLC的数据接口,支持多种通讯协议,如OPC,FTP 等。
PHDMAN : 应用程序用来管理和监视PHDServer 。
PHD Archives :对实时数据进行历史归档。
主要的PHD Server 客户端组件包括如下所列:
TotalPlant Information 简称TPI , 主要提供各种位号点的配置,报表配置,以及一些工厂参照模型PRM(Plant Reference Model) 数据的配置平台免费论文网。
Visual PHD : 以OLE 方式提供的可视化PHD数据访问组件。
Process Trend : 提供位号趋势察看或SPC 功能。
从图可以看出Microsoft Excel 2003和VB6.0可以通过VisualPHD组件访问PHD Server 数据。[1]
3、 RDI实时数据接口
RDI 是PHD Server 的核心组件之一,它是连接DCS,SCADA ,APC,PLC 等过程数据和核心数据库的数据通道和瓶颈,生产数据通过RDI 接口采集、滤波、压缩,加入时间标签和可信度存入活动归档文件中,供上层网络系统查询、监控和信息系统集成应用。因此研究开发相关的RDI 开发标准和规范相当重要和关键, PHD RDI 在数据接口方面自成体系,有它自己的独特体系结构和通讯方式,为第三方用户的开发和应用提供了较为完善的通讯开发例子程序,用户只要按照PHD RDI 数据接口规范,加入第三方(API函数),就能够实现生产过程数据的实时采集。[2]
4、 PHD接口连接方式
图 2 双Buffer PHD连接Shadow
Shadow接口和Buffer接口连接有两种方式：单Buffer PHD连接ShadowPHD；双Buffer PHD连接Shadow PHD。
双Buffer PHD连接ShadowPHD，有两个Buffer,PHD同时收集数据，一个部分处在激活状态，一个部分处于备份状态毕业论文模板，如果激活状态的PHD发生故障，备份状态的PHD就会立即替代，进入激活状态。这种模式下数据正常连续采集的可靠性将会有很大的提高。[3]
5、实时数据库软件架构设计
图 3实时数据库软件功能与架构设计
如图3所示：系统被设计成三层结构，即控制层、应用层和数据表现层;
控制层是各装置的DCS系统和接口组成，通过接口将实时过程信息输入到实时数据库系统中；
应用层是由实时数据库系统与其之上的应用程序组成，实时数据库采集来自DCS系统的过程信息。应用程序基于这些信息提供操作管理应用。客户化的应用也基于这个平台进行开发；
数据表现层由客户端软件和浏览器组成，客户端软件为实时数据库管理及应用提供应用平台，浏览器用于发布操作管理的实时信息和组态界面，计算结果也通过该界面显示。
PHD通过在RDI接口在服务器端和客户端建立连接，采集来自现场的DCS、PLC、罐区的SCADA、LIMS、手工录入等数据。RDI支持ODBC/OPC协议，一般通过现场的APP应用站或Buffer机作为数采的客户端与PHD服务器建立连接。由于PHDServer 实现了与关系数据库Oracle的无缝集成, 其把许多静态配置数据如：位号名、数据类型、，扫描周期、单位等保存在Oracle 关系数据系统之中。而数据表现层由客户端软件和浏览器组成，通过WPKS服务器用户可以通过B/S方式看到各种应用结果，如各装置流程图的实时数据、历史趋势，各种产品的产量和收率毕业论文模板，为调度和管理层提供可靠的数据支撑。[4]
6、实施PHD过程中需要注意的问题
为了确保PHD模块能够在项目工期内顺利实施，首先要对装置的DCS系统进行改造，需要在DCS系统的工程师站（如：和利时、浙大中控的DCS系统）或APP应用站（如：横河、DELTAV的DCS系统）安装OPCServer，这将为项目的顺利实施打下坚实的基础。
这里以DeltaV DCS系统为例进行介绍，首先要对改造进行风险评估并制定相应的故障处理应急预案，确定好改造方案后主要的工作分为离线部分和在线部分，离线部分的主要工作主要包括：
安装Win Server 2003平台
安装DeltaV 的OPCServer软件
应用站就位
敷设网络电缆到原有的DeltaV网络（Primary& Secondary）
敷设网络电缆到OPC数据接收服务器（PlantLAN网络）
供电系统连接
以上工作由于在原有网络连线中新敷设网线，施工过程需要防止损坏原有网线的连接。
图 4 DCS系统的物理连接示意图
软件在线工作内容包括：
新增应用站上电检查
新增NODE（应用站）到原有DeltaV系统
根据需求，设置OPC数据接收服务器登陆帐户
与OPC数据接收服务器进行连接及OPC通讯调试
数据传送调试，数据调试时注意所有需通讯的DCS数据地址正确。
7、实现某一套装置实时数据通讯的主要步骤
1、BUFFER机与APP机的OPC连接调试：
在Buffer机上面启动OPCclient.exe，点击Refresh List测试是否连通，如果在Avaliable Services中出现OPC服务器的名字，然后点击OK。如果无法显示请确认是否在APP机上面的启动OPC Server的用户名是否与Buffer机上面一致；[5]
2、安装TPI并对其进行相应配置：
在自己的PC机上面上安装Oracle client和PHD TPI软件免费论文网。安装完毕后对TPI进行相关配置，设置用户名密码为uniformance。配置完毕后登陆TPI软件 用户名Uniformance 密码uniformance；
3、用PHD提供的专属命令对RDI进行配置：
在TPI中设置source system为OPC为接口的RDI，并把POLL参数设置为/p毕业论文模板，Host Name设置成BUFFER机的机器名并保存。在TPI中设置与同名的RDI source system设置成shadow并保存, Host Name设置成shadow机的机器名：LZSHPHDT。登录到Buffer机，在命令行中执行rdi_services uniformance/uniformance@uniformance，并观察是否成功的建立RDI，在命令行中敲入phdman；执行:def int，建立RDI的名字（如：def int rdi_FCC3）; 执行sta int 建立RDI的名字（如：sta int rdiFCC3）执行sho sys察看是否rdi状态，确保为active状态；
4、设置shadow-buffer架构：
登录到buffer机并执行如下命令执行
SET 对应建立的Rdi名字:MODE ACTIVE
SET对应建立的Rdi名字:ACTIVENODE IP/端口
登录到shadow机并执行如下命令执行
SET 对应建立的Rdi名字:MODE SHADOW
SET对应建立的Rdi名字:ACTIVENODE BUFFER机IP地址/端口；
5、登陆TPI选择Tag loader进行批量数据采集点的导入：
登陆TPI选择Tag loader，Interface name设置对应装置的RDI的名字，Interface type选择OPC，default parent选择TAGLOAD_OPC_PARENT；选择按钮TagLoad，Input File设置成放置导入模版的绝对路径，并把update existing tag设置成默认选项，选择OK。登录到buffer机，在命令行中敲入phdman，执行updatetag full， 执行mon que 点名（monque cdu1_fi101）察看是否可以采集上数。登录到shadow机毕业论文模板，在命令行中敲入phdman，执行update tag full， 执行mon que 点名（monque cdu1_fi101）察看是否可以采集上数。[6]
8、实施后的效果展示
图 5 乙烯装置实时数据生产工艺流程图
9、结束语
基于PHD实时数据库开发的应用，如流程监控、操作监控、趋势分析等，可以为技术部门提供重要的指标点的实时数据，对装置的当前运行情况进行分析提供给厂领导最快捷的生产信息用于决策。 PHD生产实时系统采用B/S分布式结构，即在DCS控制室设置一台PHD Shadow实时数据库服务器、一台Oracle数据库服务器和一台Web服务器。PHD Shadow实时数据库服务器负责集成所有装置控制系统的生产数据，PHD Buffer服务器分布在各装置控制室现场，厂长、总工、科室和车间管理人员通过浏览器来了解现场装置的生产情况等实时数。通过PHD实时数据库，能对生产线运行的各项技术经济指标在线监测、进行动态的能耗分析，并指导运行人员调整设备优化运行，从而降低能耗，提高机组运行的经济性。
参考文献:
[1]实时数据库原理及应用作者：张志檩ISBN：7801640284. 出版. 中国石化出版社2001
[2]Honeywell Inc. Process History DatabaseUser Guide USA: Honeywell International Inc. June 2004
[3]Honeywell Inc. Database SystemSpecification and Technical Data USA: Honeywell International Inc. June2004
[4]Honeywell Inc. PHD OPC Server User Guide USA: Honeywell International Inc. June 2004
[5]王成光.流程工业大型实时数据库理论、技术与应用[D].浙江：浙江大学数控制科学与工程，2003.
[6]特种数据库技术何新贵北京：科学出版社
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