PHD實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫在MES中的應(yīng)用

論國柱

(中海油信息科技有限公司 深圳分公司，廣東 深圳518067)

如今信息化已成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展趨勢， 加強(qiáng)企業(yè)信息化建設(shè)，是提高企業(yè)生產(chǎn)力與競爭力的重要措施。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫作為化工企業(yè)MES 系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)平臺， 對企業(yè)的正常生產(chǎn)及運(yùn)作起著重要作用，企業(yè)生產(chǎn)決策和管理通過此系統(tǒng)，不但能監(jiān)察生產(chǎn)全過程的數(shù)據(jù)管理，還能及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場信息指揮，因此，保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定運(yùn)行，是保證企業(yè)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

1 PHD 系統(tǒng)現(xiàn)狀

本企業(yè)的MES 系統(tǒng)從2008 年開始建設(shè)，從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)到上層MES 軟件的建設(shè)，歷經(jīng)三年，已經(jīng)形成了完整的體系，在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。 企業(yè)各級生產(chǎn)管理人員依靠此MES 系統(tǒng)平臺，在使用時(shí)，解決了很多實(shí)施和維護(hù)過程中的問題，總結(jié)了大量的經(jīng)驗(yàn)。

本企業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫采用的是某公司的PHD 平臺， 整個(gè)系統(tǒng)持續(xù)采集企業(yè)生產(chǎn)流程中DCS 系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)， 另外還包括電氣SCADA系統(tǒng)、腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)，以及動(dòng)設(shè)備檢測系統(tǒng)等。 系統(tǒng)的整體架構(gòu)見圖1。

圖1 PHD 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.1 接口層

RDI(Real-time Data Interface)數(shù)據(jù)接口層實(shí)現(xiàn)與控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信和采集， 是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與控制系統(tǒng)之間的橋梁和紐帶。 RDI接口可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送， 但考慮到化工企業(yè)生產(chǎn)安全的問題，目前RDI 數(shù)據(jù)接口僅采集數(shù)據(jù)，暫時(shí)不放開向下的數(shù)據(jù)回寫權(quán)限。 緩沖服務(wù)器在每個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)配備一臺，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，或?qū)崟r(shí)服務(wù)器宕機(jī)時(shí)，緩沖服務(wù)器可以提供數(shù)據(jù)的緩沖功能，并在系統(tǒng)恢復(fù)正常后將數(shù)據(jù)上傳，保證了企業(yè)整體數(shù)據(jù)的完整性。

1.2 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫構(gòu)成， 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫PHD 采用高壓縮算法保存并歸類生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)， 關(guān)系數(shù)據(jù)庫定期統(tǒng)計(jì)PHD 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的大量歷史數(shù)據(jù)，形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，供MES 系統(tǒng)調(diào)用。

1.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層包含面向管理員的控制臺接口， 以及面向數(shù)據(jù)的應(yīng)用接口。 數(shù)據(jù)接口又分為面向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)查詢調(diào)用的預(yù)置接口， 以及面向Honeywell 的MES 系統(tǒng)應(yīng)用的后臺接口，構(gòu)成了完整的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。 同時(shí)，系統(tǒng)也提供了豐富的對外數(shù)據(jù)接口供其他系統(tǒng)靈活調(diào)用。

2 PHD 系統(tǒng)的維護(hù)

PHD 系統(tǒng)的維護(hù)，需要理解PHD 的架構(gòu)和數(shù)據(jù)流動(dòng)方向，出現(xiàn)問題時(shí)才可以快速定位故障點(diǎn)，及早解決問題，恢復(fù)系統(tǒng)正常。 同時(shí)，還要進(jìn)行系統(tǒng)的日常備份管理，提供系統(tǒng)故障時(shí)的恢復(fù)手段以及企業(yè)最寶貴的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的備份最后，掌握一定的故障查錯(cuò)方法，在問題出現(xiàn)時(shí)可以調(diào)閱到更多的系統(tǒng)內(nèi)部信息。 下面分別從這三個(gè)方面進(jìn)行說明。

1）PHD 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流動(dòng)方向(見圖2)PHD 系統(tǒng)構(gòu)成因?yàn)樯婕绊?xiàng)目眾多，比較復(fù)雜，包含了PHD 主服務(wù)、RDI 接口服務(wù)、API 服務(wù)、管理控制臺、歷史歸檔、安全管理等眾多模塊,另外，配套的桌面管理程序、桌面查詢修改程序、應(yīng)用程序開發(fā)接口、后臺應(yīng)用程序等構(gòu)成了PHD 的外圍應(yīng)用層。

圖2 系統(tǒng)構(gòu)成和數(shù)據(jù)流向示意圖

Oracle 數(shù)據(jù)庫中保存了PHD 的配置信息， 在PHD 及其緩沖服務(wù)器每次啟動(dòng)過程中，都要通過ODBC 接口從Oracle 數(shù)據(jù)庫獲取相關(guān)的位號配置信息，PHD 特有的位號自動(dòng)同步功能，也是通過后臺的位號同步服務(wù)程序， 將DCS 系統(tǒng)的最新位號信息更新至Oracle 數(shù)據(jù)庫完成的，此同步功能大大減輕了維護(hù)人員的工作量和出錯(cuò)的概率。

2）日常備份和維護(hù)

備份分為數(shù)據(jù)庫的備份和歷史數(shù)據(jù)的備份，同時(shí)還要經(jīng)常檢查系統(tǒng)空間、CPU 占用率等指標(biāo)，以保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

歷史數(shù)據(jù)備份。 Archive 目錄下面保存了壓縮的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將目錄下的IDX 文件和DAT 文件拷貝到離線存儲介質(zhì)上。 也可以執(zhí)行定期的任務(wù)進(jìn)行拷貝，或在每次歷史數(shù)據(jù)文件寫入達(dá)到指定大小，關(guān)閉此部分歷史文件，狀態(tài)從Active 變?yōu)镮nactive 時(shí)自動(dòng)進(jìn)行備份。

PHD 配置備份。 拷貝PHD 目錄下相應(yīng)的配置文件和RDI 接口文件等內(nèi)容到離線備份介質(zhì)。

Oracle 數(shù)據(jù)庫備份。Oracte 數(shù)據(jù)庫備份分為邏輯備份和物理備份。邏輯備份，將數(shù)據(jù)庫的表、存儲過程、觸發(fā)器等對象打包存儲到一個(gè)文件中進(jìn)行備份，修改call—expbackup.cmd 文件中的參數(shù)，使其對應(yīng)系統(tǒng)現(xiàn)在的配置狀態(tài)和密碼等信息，再執(zhí)行call_exp—backup 即可。 物理備份有兩種方式：一是，offline 的離線備份，也叫冷備份，在數(shù)據(jù)庫有較大更改的時(shí)候進(jìn)行，應(yīng)在數(shù)據(jù)庫進(jìn)入shutd0Wn 狀態(tài)后再執(zhí)行。方法為修改calloft'line_backup.cmd 文件的配置信息，并執(zhí)行該文件。 二是，online 的在線備份， 也稱為熱備份， 是在數(shù)據(jù)庫為打開狀態(tài)并在ARCHIVEL0G 模式下運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的數(shù)據(jù)庫文件的物理備份。 此方法要手動(dòng)令數(shù)據(jù)庫進(jìn)入ARCHIVEL0G 模式， 修改call—online～backup.cmd 文件的配置信息，再運(yùn)行該批處理命令。

3）故障信息收集和檢查

在出現(xiàn)故障時(shí)，問題可能出現(xiàn)在任何節(jié)點(diǎn)上，要快速地找到并解決問題需要熟悉系統(tǒng)并具備豐富的經(jīng)驗(yàn)，通過長期的維護(hù)實(shí)踐，我們總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)：

一是，初步判斷問題的大概位置，比如某套DCS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)無法顯示，而其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)正常，那么可以判斷PHD 系統(tǒng)整體運(yùn)行正常， 問題出現(xiàn)在該DCS 系統(tǒng)對應(yīng)的RDI、網(wǎng)絡(luò)、緩沖服務(wù)器或DCS 工程師站等下游的位置上，比如我廠就遇到過控制系統(tǒng)修改密碼導(dǎo)致的數(shù)據(jù)無法獲取等情況，這類問題后期通過加強(qiáng)溝通是可以很好地避免的。

二是， 檢查PHD 系統(tǒng)的LOG 日志。 日志文件分為PHD 系統(tǒng)日志，RD1 日志等， 該日志的目錄位置在注冊表的PHD—ARCHIVE 項(xiàng)目下保存。

三是，通過修改系統(tǒng)配置參數(shù)，獲得更詳細(xì)的系統(tǒng)運(yùn)行信息。有時(shí)遇到疑難問題，通常的辦法和思路都無法判斷問題的故障點(diǎn)，可以通過修改系統(tǒng)參數(shù)，使系統(tǒng)顯示高級別的信息，詳細(xì)到每一個(gè)位號的獲取過程、獲取時(shí)間、獲取到的數(shù)據(jù)、接口的Active 和Inactive 狀態(tài)的切換等信息。但是此方法產(chǎn)生的信息量過大，定位故障后，應(yīng)盡快恢復(fù)正常的系統(tǒng)參數(shù)，否則很容易占用過多的磁盤空間，具體方法是：通過PHDCTL 命令進(jìn)入20 系統(tǒng)控制臺，輸入DEBUGON，該命令開啟的調(diào)試信息級別為2 級， 對應(yīng)的關(guān)閉命令為DEBUGOFF，設(shè)置信息輸出級別為1，只有最基本的信息會(huì)記錄到log 日志中。

調(diào)試信息的詳細(xì)級別可以修改，范圍從0—10 級，10 級提供最詳細(xì)的信息，命令格式為DEBUG。 可調(diào)試的系統(tǒng)服務(wù)包括：apiserver、dbsecurity、legacyapi、phdserver、rdiserver、tagsync 等。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過結(jié)合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫日常維護(hù)管理特點(diǎn)，并對其進(jìn)行系統(tǒng)更新完善，保證數(shù)據(jù)庫安全穩(wěn)定運(yùn)行，對保障企業(yè)生產(chǎn)有著重要作用。

［1］張菽，劉春紅，敬卿.數(shù)據(jù)倉庫的建設(shè)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)淺析[J].高校圖書館工作，2000（03）.

［2］田勇.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用與特點(diǎn)[J].中國石化，1998（10）.