新型DCS組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫研究與開發(fā).pdf

1、集散控制系統(tǒng)（DCS）廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制中，控制系統(tǒng)要求能夠迅速反應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集和輸出控制一般是短暫有效的，如果出現(xiàn)報(bào)警事件、設(shè)備故障等，要及時(shí)通知到監(jiān)控系統(tǒng)，這就對(duì)組態(tài)軟件的實(shí)時(shí)性提出較高的要求。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫調(diào)度與處理決策忽略了各種實(shí)時(shí)性的要求，不適合時(shí)間關(guān)鍵型的應(yīng)用領(lǐng)域，無法滿足DCS系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，需要設(shè)計(jì)專門的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫來解決這類問題。 本文的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在工業(yè)控制組態(tài)軟件的背景下提出的。文章

2、首先介紹了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本理論和設(shè)計(jì)目標(biāo)。然后，根據(jù)自主創(chuàng)新的FCS硬件平臺(tái)和前期開發(fā)的組態(tài)軟件框架，具體描述了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)功能，介紹了獨(dú)立設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的各部分實(shí)現(xiàn)方式。在深入理解過程控制需求的基礎(chǔ)上，本文提出了針對(duì)組態(tài)軟件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型。對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)功能，如組態(tài)功能、數(shù)據(jù)采集和輸出控制、數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、對(duì)系統(tǒng)其他組件和第三方應(yīng)用的支持等的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行詳細(xì)的說明，并且簡(jiǎn)單探討了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)展應(yīng)用。

3、 本系統(tǒng)采用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的底層實(shí)現(xiàn)方式，將整個(gè)數(shù)據(jù)庫都構(gòu)建在內(nèi)存中，可以最大限度的滿足應(yīng)用實(shí)時(shí)性的要求。但是這種設(shè)計(jì)方案也帶來了新的問題，有必要針對(duì)內(nèi)存直接存取的特點(diǎn)和組態(tài)軟件的特點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，數(shù)據(jù)檢索算法，事務(wù)處理和并發(fā)控制協(xié)議等進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。通過對(duì)各種事務(wù)處理和并發(fā)控制協(xié)議的研究，本文提出了基于多優(yōu)先級(jí)隊(duì)列和數(shù)據(jù)庫級(jí)別的鎖機(jī)制的策略來滿足組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。文中用單獨(dú)的一章對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫核心關(guān)鍵技術(shù)給

4、予重點(diǎn)闡述。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的接口是和上層應(yīng)用以及現(xiàn)場(chǎng)控制層聯(lián)系的紐帶，文中對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的接口進(jìn)行詳細(xì)的說明。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)向歷史數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化是組態(tài)軟件必不可少的功能，采用SQL Sewer2000作為后臺(tái)的歷史數(shù)據(jù)庫管理中心，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化也做了詳細(xì)的說明。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用COM/DCOM技術(shù)和多線程的設(shè)計(jì)思路保證了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有靈活的擴(kuò)展性和高效的數(shù)據(jù)處理能力。 文章最后還對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的基本操作和SQL Server20