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随着工业过程系统日益复杂,为确保其安全稳定高效地运行,工业实时数据库系统在工业过程监控中得到越来越广泛的应用,并逐渐成为先进控制和过程监测以及厂级信息管理的不可或缺的基础数据平台,带来了显著的经济和社会效益。工业实时数据库系统具有独特的时间特性与体系结构、强大的实时数据采集和历史数据保存功能、丰富的应用程序接口和数据管理模块。在充分了解其各个功能模块的基础上进行应用设计与开发,并将其采集保存的数据有效地用于生产监控具有重要的应用价值。本文以某石化企业聚乙烯生产监控系统的开发为背景,对实时数据库系统的应用设计以及针对实时数据库的数据预处理技术进行了研究。本文的主要研究内容与研究成果如下:(1)介绍了实时数据库的产生、功能与发展趋势、层次结构与管理结构,阐述了实时数据库的特点,着重比较了当前的两种典型实时数据库系统:PI与InfoPlus.21,综述了当前实时数据库在工业过程控制中的应用情况。(2)给出了在工业控制中实时数据库应用设计的基本步骤,以PI数据库和项目中系统开发为例,详细说明了工业实时数据库系统应用设计的步骤。(3)对实时数据库与DCS系统接口的OPC技术进行了详细介绍,并对本项目中的系统配置进行了着重说明;以PI数据库为例,详细阐述了实时数据库与应用程序的接口设计中利用API与SDK两种方法进行设计的详细步骤,并分别利用两种方法开发了PI的接口程序,还利用SDK方法开发了一个集点的查询与修改和数据查询、修改、删除于一体的PI管理软件,对PI的功能进行了有效补充,最后对两种接口方法的效率和适用环境进行了比较和评价。(4)阐述了实时数据库中数据用于过程监控建模的缺失、冗余、异常、高维等问题,给出了对数据进行预处理的方法和步骤,结合Excel、VB、Mat lab三种平台并利用插值、滤波、主元分析等技术开发了一个数据预处理软件,通过在项目中的应用说明了其有效性与适应性。(5)基于上述应用设计以及数据预处理技术与软件,在PI实时数据库上开发了聚乙烯生产监控系统,实现了系统在现场的安全运行,给出了系统的运行界面和运行效果和作者自己的开发体会,对系统的进一步开发进行了展望。