煤炭仓储企业的生产数据存储与发布系统的设计

　　某煤炭仓储企业的日常生产中，需要对储罐、消防罐、污水处理设施、管道设施等的大量的过程量及状态量进行实时监控以及进行数据的分析、处理与存储，另外，还需要面向客户发布储罐的生产数据。企业不光注重控制系统的稳定运行，还要利用过程数据为管理信息化服务。

　　该企业通过SCADA系统已实现了对现场生产过程的控制。SCADA控制系统在现代工业生产控制中有着广泛的应用，它可提高生产运行的可靠性、安全性与经济效益，实现生产调度的自动化与现代化。但是，SCADA系统采集来自现场仪表的实时数据，只能在厂区内部或小范围内查看，当企业决策人员或客户想要查看生产数据时，就很不方便；另外，SCADA系统的历史和实时数据库般不便于大量用户的同时访问，而且数据也不能通过索引查询，不能满足大量数据的处理与存储要求。

　　1系统结构设计针对企业目前运行的SCADA系统在数据存储处理方面的不足及企业生产管理信息化的要求，设计了套数据存储与发布系统，该系统从SCADA系统中获取实时数据，创建了一个功能完善、高效、面向多用户的数据库，可以对数据进行集中管理，并可以发布到Internet上供用户查询浏览。

　　系统硬件结构如所示，系统分为3层：控制网络、企业局域网和互联网，其中控制系统工程师站同时连通控制网和企业局域网，Web服务器同时连通局域网和互联网。通信网络符合IEEE802.3标准，采用TCP/IP通信规程。采用专门的数据库服务器运行数据库系统，以满足大量数据的处理要求，保证系统的安全性及稳定性，也便于维护。

　　系统运行时，实时数据被SCADA控制系统从现场采集到工程师站，存放在过程数据库中，经由OPC（OLEforprocess cmtroll接口将数据读出，经数据处理程序处理后写入SQLServer数据库作长期保存；Web服务器则负责将数据库服务器中的数据发布到因特网上，无论是企业内部人员还是外部授权客户，只需要普通的网络浏览器便可以查看实时和历史生产数据、监控进出货流程。数据库系统是整个信息管理系统的重要支撑部分，是实现系统信息集成，并得以正确高效运行的基础，通过数据库技术将各系统连成一个有效整体。

　　系统软件结构如所示。整个系统的软件实现可分为3个方面：数据的采集、数据的处理与存储、数据的发布。

　　在工程师站中采用OPC技术从控制系统中采集实时数据。OPC技术规范包括服务器和客户端，采用client/server模式，server是数据的供应方，client是数据的使用方。工程师站作为SCADA控制系统的中心节点，在其上运行OPC服务器可访问控制系统中的所有过程数据，因此只要在数据库服务器植入套OPC客户程序，便可实现过程数据的无缝传输。

　　系统软件结构数据库服务器另外植入一套数据处理程序，其功能是：数据分析、数据修正、数据存储、数据整合与查询、生成报表Web服务器使用S（InternetInformationService提供Web服务，采用ASP.NET技术开发Web页面、发布数据，通过ADO.NET技术访问数据库，将数据取出，在网页中显示给用户。

　　2关键技术OPC规范是一种开放的工业标准，基于微软的OLE、COM（组件对象模型）和DCOM（分布式组件对象模型技术，具有语言无关性、代码重用性、易于集成性等优点。OPC规范了接口函数，使得客户可以用统一的方式去访问任何形式的现场设备，它的出现为现场设备、自动控制应用、企业管理应用软件之间的数据交换提供了切实可行的方法' OPC服务器由3类对象组成：服务器、组和数据项。服务器对象拥有服务器的所有信息，同时也是组对象的容器序。

　　组对象拥有本组的所有信息，同时包容数据项。项对象是读写数据的*小逻辑单位，项与具体的位号相连。OPC服务器支持两种访问接口：自动化接口和定制接口。其体系结构如所示。

　　VC应用程序0PC客户端VB、~应用程w OPC体系结构该系统中的OPC客户程序在Delphi编译环境下编写，主要工作流程如下：（2连接服务器：连接服务器时要指定所要连接的机器（3）创建组对象，并为组对象创建项对象；（4读取数据：OPC服务器变量函数ReadOPC-GroupItemValue用来从OPC服务器中读取指定ITEM对象值，通过此函数，OPC客户端用户可以及时获取OPC服务器中数据；（5程序关闭之前释放已创建的OPC对象并释放内存。

　　由于OPC服务器运行在远程机器上，在运行OPC客户程序之前，先要对OPC服务器端和客户端机器分别进行DCOM配置，然后才能正确连接并进行数据通信。

　　2.2数据库系统，具有强大的数据库管理功能，支持数据的完整性管理、安全性管理和作业管理，同时还具有强大的网络管理功能，支持客户机/服务器结构，是大中型电子商务、数据仓库和数据库的解决方案。

　　该系统中，需要存储的数据量较大且数据表之间的关系复杂，需要对大量数据进行查询处理，需要支持大量的用户同时访问数据库，使用SQLServer2000作为数据库管理系统则完全能满足系统设计要求且能保证系统的可靠性与经济性。

　　该系统采用ASP.NET进行Web页面的开发。ASP.NET使用Web表单使开发更直观，代码易于编写、结构清晰、可重用，ASP.NET中还包括有页面事件、Web控件、缓冲技术以及服务器控件和对数据捆绑的改进，这些都方便了本设计中网页的开发。

　　当Web服务器收到客户机浏览网页的请求时，运用A-DO.NET技术访问数据库，调出相关数据，并将数据在网页中显示出来。以往的Web页面在刷新实时数据时，整个页面重新执行数据查询操作，导致Web窗口周期性的抖动，造成视觉上的不舒适。该设计中采用ASP.NETAjax技术，避免了这一问题，使得数据刷新时页面不会整体刷新。数据每5s刷新*次。

　　3结语基于文中的工业数据采集、存储与发布系统成功应用于某大型煤炭仓储企业的信息管理系统中。在实际生产中，该系统体现了良好的可靠性、经济性与实用性，运行稳定，效果良好，为企业带来了显著的经济效益。