实时数据库丰富的IO接口

浅析组态软件在工控行业中的应用［摘要］：随着科技的快速发展，现今，最新型的plc也开始融入对模拟量的采集和控制，不局限在单独的离散控制之上，而第四代的dcs系统控制范围也更为广泛。

两者之间的界限也日渐模糊。

大型的plc结合上层监控软件某种程度上也可以构成dcs，而dcs 系统中plc也得到了广泛的使用。

［关键词］：组态软件离散连续中图分类号：tp3 文献标识码：a 文章编号：1672-3791(2011)10(c)-0000-00工业自诞生之时，就离不开对于各种能影响或体现工业生产数据的监测和控制。

按照工业生产变量时间和幅度的连续性，工业生产的典型过程可以分为：连续过程（continuous process）、离散过程（discrete process）和批量过程（batch process）。

其中批量过程往往是由离散过程和连续过程组合而成。

监测是控制的先决条件，否则控制无从谈起。

依据工业生产中离散过程和连续过程的划分，工业控制大体沿着一下两条主线发展：第一条主线是对离散控制系统的控制，也可以说是逻辑控制或者程序控制，从早期的机械电磁原理的继电器控制，发展为以电子逻辑电路为主的控制，进而产生了以数字技术和微处理器为核心的plc（programmablelogiccontroller），其发展趋势可视为更快、更小、更可靠、更灵活、成本更低；第二条主线是对连续过程的控制，和离散控制相比，连续控制所使用的产品种类更多，技术上也更为复杂。

从初期的机械控制器到基地式仪表，进而发展为气动或者电动单元式组合仪表，一直到分布式控制系统dcs（distributedcontrolsystem）的产生。

dcs 本身也是仪表控制系统和计算机控制系统的结合体，其发展趋势是控制范围更广、可靠性更高，精度和实时性更高，综合成本更低。

无论是plc控制还是dcs系统，虽然都具有各自的优势，而且得到了广泛的应用，但是也都有着其各自的局限性：plc控制对于连续的模拟量而言相对薄弱，而且plc本身的存储数据能力较低，人机界面相对不够直观；dcs系统成本较高，各个厂家的dcs系统的开发性还较低，用户难以自由选择软硬件。

82·案例篇·Application Chapter ★ 北京亚控科技发展有限公司 魏 东，张金强★ 上海三颐恩环保节能科技有限公司 席为民★ 广东省环境保护工程研究设计院 张 伟KingSCADA和工业实时数据库软件在垃圾渗滤液工程上的应用KingSCADA and Industrial Real-time Database Software Application Works on Landfill Leachate魏东（1981-），男，山东蒙阴人，硕士研究生，现任北京亚控科技有限公司解决方案工程师，从事燃气行业、垃圾处理行业、灌区信息化等行业的监控系统的方案设计、技术服务等工作。

张金强（1976-）男，山东德州人，现任北京亚控科技发展有限公司市政事业部总经理。

摘要：本文介绍亚控KingSCADA软件和工业库KingHistorian搭建的系统实现了对垃圾渗滤液处理项目的工艺展示、数据实时监视、设备控制等功能，达到很好的应用效果。

关键词：垃圾填埋；渗液处理；SCADA软件；工业库Abstract: This paper introduces a system built by the KingSCADA software of sub-control and the KingHistorian industrial laboratory. The system conducts the demonstration of the industrial process of landfill leachate treatment, real-time data monitoring, device control and other functions, which achieve good results. Key words: Landfill; Exudate handling; SCADA software; Industrial library作者简介1　行业概述垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水。

概述：力控6.0监控组态软件是北京三维力控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，是三维力控全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台。

力控6.0在秉承力控5.0成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.0面向. NET开发技术，开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，产品品质将得到充分保证。

与力控早期产品相比，力控6.0产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。

主要指标：方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、大大降低了组态开发的工作量；高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4万点数据负荷时，访问吞吐量可达到20000次/秒；强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ACTIVEX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板；企业信息化的有力平台Internet时代的创举：提供在Internet/Intranet上通过IE浏览器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案；支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据；WWW服务器端与客户端画面的数据高度同步，浏览器上看到的图形界面与通用组态软件生成的过程画面效果完全相同；“瘦”客户端与WWW网络服务器的实时数据传输采用事件驱动机制、变化传输方式,因此通过Internet远程访问力控Web服务器，IE“瘦”客户端显示的监控数据具有更好的实时性；WWW网络服务器面向.NET技术开发，易于使用等快速开发工具集成力控来构建企业信息门户；强大的移动网络支持：支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯,力控移动数据服务器与设备的通讯为并发处理、完全透明的解决方案，消除了一般软件采用虚拟串口方式造成数据传输不稳定的隐患，有效的流量控制机制保证了远程应用中节省通讯费用。

紫金桥实时数据库RealDB一、简介紫金桥实时数据库系统是紫金桥公司在长期的科研和工程实践中开发的基于C/S、B/S结构的软件产品，是工厂底层控制网络与上层管理信息系统连接的桥梁，其可稳定可靠的应用于WINDOWS系统平台。

紫金桥实时数据库从1993年开始研发，跨越了各个时期的操作系统，在开发和设计过程中，广泛采用国际先进的设计理念和设计方法，吸收国际先进自动化软件的优秀成果，结合国内用户的实际需求，针对流程行业的工艺及算法进行研究，并经过严格的实验测试和多年的现场考验。

紫金桥实时数据库是一个性能好、容量大、可靠性高、安全性强的分布式实时数据库平台。

适用于数据存储、生产管理、先进控制、优化控制、流程模拟等应用，是企业信息化的桥梁，可以提高工厂管控一体化水平，有效降低企业成本。

紫金桥实时数据库从产品化至今已经广泛应用于石化、炼油、冶金、制药、烟草、电力等多个行业的信息化建设。

二、功能（一）系统架构紫金桥的实时数据库系统由三部分组成：IO驱动，实时数据库核心，实时数据库应用。

IO驱动是实时数据库与外部连接通道。

通过IO驱动，实时数据库可以和生产现场联系起来。

一方面，IO驱动可以把实时数据采集到计算机中，另一方面，实时数据库通过IO驱动给IO设备发出相应的指令。

实时数据库核心是数据库的基本部分。

它包含了数据处理和外部接口两个方面。

数据处理包括量程变换、运算处理、报警处理、历史存贮等一系列功能。

外部接口是其可以为其它组件提供的服务，如可以提供实时数据变化通知，历史数据查询，网络访问等一系列功能。

上层应用是利用实时数据库平台开发的一些应用程序。

如流程图界面、趋势分析、报警分析、WEB服务、报表处理、数据查询、系统维护、SPC统计分析、物料分析、班组考核等一系列组件。

实时数据库主要对生产实时历史数据进行管理，它具有以下功能：1、采集生产实时数据，把各装置的生产数据采集到计算机的信息系统中；2、加工采集过来的实时数据，可以对实时数据进行量程变换等初步处理；3、对采集数据数据进行一系列运算，如累计运算，逻辑运算，SPC 统计分析等；4、管理实时数据，处理实时报警，以流程图方式显示实时数据等；5、管理历史数据，提供趋势分析，历史查询等手段管理历史数据；6、提供各种组件如班组考核，物料平衡，快速多方面的浏览数据；7、对外提供数据接口，可以和关系数据库集成；8、提供开发接口，用户可以在实时数据库上做二次开发。

IO口工作原理
IO口是Input/Output口的简称，它是计算机与外部设备进行通信的接口。

IO口的工作原理是通过发送和接收电信号来实现数据的输入和输出。

对于输入操作，当外部设备需要将数据输入到计算机时，它会发送一个电信号到计算机的IO口。

计算机通过IO口接收到电信号后，会将其转换成数字信号，然后传递给相应的输入设备驱动程序进行处理和解析。

最终，输入设备驱动程序会将数据传递给操作系统，供应用程序进行处理和使用。

对于输出操作，当计算机需要将数据输出到外部设备时，它会将数字信号传递给相应的输出设备驱动程序。

输出设备驱动程序会将数字信号转换成相应的电信号，并通过IO口发送到外部设备上。

外部设备接收到电信号后，会进行相应的处理，从而实现数据的输出。

IO口的工作原理实质上是通过控制和传递电信号来实现数据输入和输出。

计算机通过IO口与外部设备进行通信，从而实现数据的交互和传输。

这样，用户就可以通过外部设备与计算机进行交互，实现各种功能和操作。

力控实时数据库系统的功能一个实时数据库系统的优劣，主要体现在它提供的功能是否齐备，系统性能是否优越。

实时数据库的数据库管理系统也具有一般DBMS的基本功能：永久数据管理，包括数据库的定义、存储、维护等。

有效的数据存取，各种数据操作、查询处理、存取方法、完整性检查。

事务管理，事务的概念、调度与并发控制、执行管理。

存取控制，安全性检验。

对数据库的可靠性进行控制。

传统的DBMS的设计目标是维护数据的绝对正确性、保证系统的低代价、提供友好的用户接口。

这种数据库系统对传统的商务和事务型应用是有效的、成功的，然而，它不适合实时应用，这关键在于它不考虑与数据及事务相联的定时限制，其系统的性能指标是吞吐量和平均响应时间，而不是数据及事务相联的定时限制，调度与处理决策根本不管各种实时特性。

与之相反，实时数据库管理系统的设计目标首先是对事务定时限制的满足，其基本原则是：宁要部分正确而及时的信息，也不要绝对正确但过时的信息。

系统性能指标是满足定时限制的事务的比率，它要求必须确保硬实时事务的截止期，必要时宁肯牺牲数据的准确性与一致性。

软实时事务满足截止期的比率相对较高，但要100%满足截止期很难或几乎不可能。

因此，除了上述一般DBMS的功能外，一个实时数据库管理系统还具有以下功能特性：1. 数据库状态的最新性，即尽可能地保持数据库的状态是不断变化的现实世界当前最真实状态的映像。

2. 数据值的时间一致性，即确保事务读取的数据是时间一致的。

3. 事务处理的“识时”性，即确保事务的及时处理，使其定时限制尤其是执行的截止期得以满足。

因此，实时数据库管理系统是传统DBMS与实时处理两者功能特性的完善或无缝集成。

它与传统DBMS的根本区别就在于具有对数据与事务施加和处理定时限制的能力。

组态软件因其应用领域主要为过程控制、自动化，所以它的实时数据库功能具体表现在：数据处理功能、并发处理功能、在线组态查询功能、对外开放功能等方面。

一个实时数据库功能的齐全与否、性能好坏对整个数据库系统性能的优劣起着决定作用。