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随着企业现代化管理技术、计算机技术、网络技术的应用推广,综合自动化及管控一体化成为流程工业(如石油化工)领域非常重要的发展方向。而制造执行系统(MES)是这一发展导向的重要组成环节。
数据集成作为MES功能系统中的基础,在流程工业企业的信息化建设中具有一定的研究价值。如何实现在异构网络、异构操作系统、异构数据库等异构环境中的数据集成是数据集成中的难点。本文主要以连续流程工业--石化行业为背景,以生产过程的实时数据和化验分析数据为对象(统称这两类数据为过程数据),结合南京工业大学控制工程中心某国有大型流程企业的实际项目,研究基于两种异构数据库的流程工业过程数据集成平台建设,并讲述该数据平台的应用场景。
本文开展工作的路线及完成的主要内容总结以后有以下几点:
(1)在对课题背景及研究意义作了简要陈述后,就工业领域中的计算机集成制造系统(CIPS)及制造执行系统(MES)的研究历程给以概述。并引出了数据集成是MES功能子系统的基础,给出了本文研究的理论基础。
(2)接着对流程工业中常用的两种不同数据库系统(实时数据库系统及关系数据库系统),作了初步的理论探讨,且对关系数据库Oracle及实时数据库PHD等应用产品给以介绍。最后给出了两类不同数据库系统的比较,以及基于Oracle数据库系统的数据集成的可行性分析。
(3)运用Microsoft Visual Studio.NET开发环境,实现了将PHD数据库内的数据实时集成到Oracle数据库的数据获取软件,在开发过程中运用商业软件常用的分层结构设计思想,使得该数据获取软件更便于协作开发、升级和维护。然后运用Oracle数据库系统的高级复制技术(物化视图技术),将实验室分析数据集成到数据平台内的Oracle数据库系统。
(4)针对流程工业行业特征,为了使集成后的数据具有更广阔的应用场景,在数据集成过程中,还对生产实时数据进行了时序匹配、稳态监测、累计量到瞬时量转换、平滑处理等预处理。
(5)基于集成后的过程数据具有时间连续、数据量大的特点,如果要在数据集成平台中的Oracle数据库系统内存储实时数据,平台必须具有压缩功能模块,因此本文提出了基于Oracle数据库的逻辑压缩和物理压缩存储,且对这两种压缩方式采用Oracle数据库内部语言编程实现。
(6)对建立好的数据平台,最后给出了在石化企业中的应用场景,主要是帮助化工企业进行软测量技术的应用,以及将集成后的数据对接到Excel中给以展示,并可为Aspen OSE等化工应用软件提供数据源支持。