工业实时数据库功能及案例介绍

工业实时数据库KingHistorian功能及案例北京亚控科技发展有限公司目录一．工业库KingHistorian主要特性 (3)1. 性能参数及对比 (3)2. 变量数值与时间戳的高分辨率 (4)3. 更加丰富的数据类型 (4)4. 高效的数据压缩算法 (4)5. 强大的计算引擎 (4)6. 事务、复制、DML命令和版本跟踪 (4)7. 功能强大可视化的管理和数据分析工具 (5)8. 支持多个节点同时运行各种接口类型的数据源 (5)9. 开放的数据访问接口 (5)10. 开放的变成借口和开发工具包 (6)11. 全面的本地化（国际化）语言支持和时区 (6)12. 良好的安全性，提供严格的用户认证、权限管理和审计手段 (6)13. 高可用性、高容错性（健壮性）和高可靠性，支持双机冗余配置 (6)14. 良好的集成能力、伸缩性和可扩展性 (6)15. 分布式客户机/服务器体系结构，跨越所有支持TCP/IP的网络 (6)二．案例介绍 (6)1. 煤矿企业综合自动化系统 (7)2. 台湾中港泵站监控系统 (10)3. 上海白龙港污水处理长污水处理系统 (14)4. 奉贤排水运营中心远程监控系统 (15)5. 三一重工实时数据库项目 (18)6. 浙江盾安人工环境客户服务系统 (20)7. 上海青草沙水原地工程5号沟部分 (23)工业库KingHistorian主要特性1)性能参数及对比•：存储速度：每秒可存储（插入）超过300,000个输入值；检索速度：单点检索每秒查询多达100,000条记录；并发检索每秒查询多达20,000条记录；数据点数：单台服务器可最多存储1，000,000个数据点的历史数据；数据容量：可以保存长达数月甚至数年的历史数据保存和归档，最长保存10年历史数据，数据文件占有的磁盘空间可高达几十TB；并发客户：支持最多256个并发客户同时存储和检索实时及历史数据；三一集团测试项目：测试数据60万点，数据量240亿条记录（客户半年的真实数据3万多点，207万条关系记录进行数据迁移，复制20份）。

⏹数据迁移过程迅速、稳定，迁移数据完全正确，单采集器平均插入速度为158,736条/s，，工业库平均插入速度为3,046,220条/s。

⏹测试数据查询5万条记录，2秒以内完成；30万条记录，5秒以内完成；200万条记录，14秒完成，1900万条记录，240秒完成。

⏹并发测试300-500客户端，测试插入、查询，性能稳定。

与PI性能的对比：2)变量数值与时间戳的高分辨率•：时间戳分辨率：毫秒整型变量：64位模拟变量：双精度（64位）3)更加丰富的数据类型•：离散量（开关量）；整型量（有符号/无符号，8位/16位/32位/64位）；模拟量（32位单精度、64位双精度）字符串（ANSI/UNICODE，定长、不定长）日期型数据（日期、时间、时间戳）4)高效的数据压缩算法实现了存储空间和数据精度之间的最佳平衡，在保证用户指定的数据精度的条件小，能够极大的减小存储数据所需的磁盘空间；同时，高效的还原算法也最大限度的保证了数据的压缩和还原几乎不影响系统的性能；支持精细到变量点的压缩配置，可单独针对每一个标签点的进行压缩方法和压缩参数的配置。

•一般工业过程数据10%左右，稳定数据，数据变化缓慢时可达3%5)功能强大的计算引擎•：支持定义虚拟数据点（即计算变量），允许用户将真实变量的统计计算值保存在历史数据库当中，包括变量在某时间段内的最大值、最小值、平均值、标准方差、累计值、移动平均值等；计算变量不仅限于一个变量的统计值，可以是复杂的数学公式，公式中可以包括一些常数和若干其他变量； 支持VB脚本编程（VBScript），可以完成非常复杂的计算功能；支持调用外部算法（通过OLE Automation接口），使得重用用户现有的算法库成为可能；支持时间触发和事件触发；6)真正意义上的实时/历史数据库系统，支持事务、复制、DML命令和版本跟踪•：支持DML命令，允许用户使用Insert、Update、Delete命令来更新数据；支持版本跟踪功能，变量的原始数据和修后的数据都能够访问到；支持满足ACID属性（原子性、一致性、隔离性、持久性）要求的本地事务，提供高效的事务调度和并发控制机制；支持实时数据（当前值）的检索；支持事件和报警数据的存储和检索；提供历史数据查询能力，支持指定间隔时间与指定记录个数的数据查询；并且提供数据查询时的统计计算能力，包括计算最大最小值、计算指定时间范围均值、计算累计、计算记录个数或者次数、最大最小值发生时间等；系统和变量点的配置数据也可以通过数据库接口进行访问；支持结构化（表格化）的数据存储和检索功能，提供类似于关系型数据表的存储和检索机制（但不提供外键约束、触发器之类的功能）；支持系统的备份与恢复，包括配置信息与数据的备份与恢复，并且提供不同的备份方式，包括完全备份和差异备份；支持数据库系统之间的数据复制功能；支持旧版本数据库的移植；支持数据库系统的扩容；7)功能强大可视化的管理和数据分析工具，大大简化管理、维护和数据分析处理工作•：支持单独或者批量组态标签点，包括创建、更新、删除、查询标签点以及相关属性；为了平衡控制系统的数据通讯负载，系统支持针对过程数据特性，进行单独或者批量定义标签点采集频率；支持在线新增、删除标签点，修改标签点属性；支持离线和在线两种方式进行数据库组态和配置；定义采集变量的方式可以是手工输入，也可以直接从组态王工程文件中导入；历史数据的在线备份、转储和还原，数据的备份和还原不需要系统停机；支持历史数据归档文件的管理，包括文件的创建、复制、删除、备份等功能；支持瘦客户端管理模式，可以使用Web浏览器和图形化管理工具远程对系统进行管理和配置；提供图形界面的智能化SQL查询工具，用户可以手工输入SQL查询语句，也可以通过鼠标点击来自动生成SQL语句；并且提供若干SQL语句模板，以方便用户执行复杂高级的用于数据分析的查询； 提供图形化的管理工具，能监视系统状态，启动、停止数据采集接口和系统，能对归档进行管理以及生成系统的管理报表；支持系统审计，能够记录和追踪数据库配置信息与数据修改；提供系统日志，记录系统信息、系统管理命令、检测到的系统状态变化，错误信息、警告信息，以及其他有关数据采集和存储的信息，以便在需要的时候帮助用户对系统进行诊断和分析；提供图形化的趋势分析和报表统计、数据分析工具，简化用户的数据处理和分析工作；提供性能分析和调整的工具，方便用户在特定应用场合下对系统参数进行调整以达到更好的性能； 支持Web访问解决方案：生产流程图动态再现、趋势显示与分析工具等；8)支持多个节点同时运行各种接口类型的数据源•：可以从组态王运行系统中采集实时数据和读取历史数据，包括报警和事件；可以从DDE服务器、OPC服务器采集数据；可以从文件中导入数据到数据库当中，支持的文件格式包括CSV和XML；可以手工（通过工具软件）插入数据到历史数据库；可以从其他的应用程序或其他数据库中导入数据到历史数据库当中，例如SQL Server、Oracle、Excel、Access等；支持从另外的工业实时数据库服务器采集数据（可用于双机冗余热备体系）；支持虚拟变量（计算点），可以将现有变量点的统计值保存在数据库当中；支持各种数据采集器之间的时钟同步；9)支持开放的数据访问接口OLEDB（ADO）、SQL-92（99）、XML、OPC标准•：支持标准的OLE DB数据访问接口；支持SQL92（99）标准，最小的支持包括SQL_SUBMINIMUM级别所定义的SQL查询SELECT命令语法，以及LIKE、聚合函数等扩充语法；支持DELETE、INSERT、UPDATE命令；支持SQL时间域扩展：采样分辨率（时间间隔）、数据分辨率（记录条数）、数据检索方式（是否插值还是原始数据等）；支持OPC DA Server、OPC HAD Server和OPC A&E；支持XML标准，查询数据结果可以保存为XML文件；也支持从XML文件导入数据；10)开放的编程接口和开发工具包（SDK），支持API和OLE Automation•：开放的底层API编程接口和工具包，允许用户和第三方开发定制高效的工具程序；支持的函数包括服务器与接口站的配置函数和状态信息的查询函数、标签点配置函数、实时/历史数据的查询、修改、删除与统计计算函数等；提供COM自动化的编程模型，允许用户使用诸如VBScript之类的脚本语言来方便的开发自己的应用；11)全面的本地化（国际化）语言支持和时区支持，包括支持在标记名、标记描述及字符串标记中使用单字节和多字节字符，以及所有字符串资源的本地化；支持不同的时区设置，可自动将时间按客户端的时区进行转换；数据始终以UTC格式时间存储•；12)良好的安全性，提供严格的用户认证、权限管理和审计手段：支持用户对数据的存取授权和控制，以限制不同用户的访问权限，防止非法用户的入侵；提供对变量的配置和变量值进行的任何修改进行审查和记录日志的功能；可以定义用户、用户组，以及分配用户权限；支持基于角色的用户权限管理，可以对每个用户指定具体的操作权限，确保其只能进行权限范围内的操作；13)高可用性、高容错性（健壮性）和高可靠性，支持双机冗余配置•：双机冗余配置可以保证极高的可用性；系统状态和性能监视能够及时的检测出异常和错误，防止错误进一步扩散，并正确报告错误信息，从而大大提高了系统的整体可靠性；当网络或通讯出现故障时，系统具有自动恢复历史数据的能力，并且能够保证不丢失数据；支持数据缓存功能，能够在网络中断或者其它无法进行正常数据发送的情况下，将过程数据暂存于本地，待恢复正常后将数据送入数据库，数据缓存区的大小可按需配置；高容错性的灾难恢复机制，数据库系统在任何情况下（包括系统崩溃、突然掉电、程序异常退出等）都能保证数据的完整性和一致性（即使是在保存数据库文件的磁盘出现无法恢复的硬件故障时，也可以通过还原备份数据库文件来做到这一点）；14)良好的集成能力、伸缩性和可扩展性•：可与组态王无缝集成，组态王可以将历史数据、报警、事件等存储在历史库当中，也可以从历史库中检索这些数据；通过标准的数据访问接口可与MES、ERP、Office和其他关系型数据库系统集成，实现数据的双向交换和共享；既可以将这些系统中的数据保存（导入）到历史库中，也可以在这些系统中访问到历史库中的历史数据和系统配置数据（这种集成能力是通过提供标准的数据存储接口来实现的）；系统具有良好的伸缩性，既可以满足只有几百个点的小型应用，也可以满足使用几万个点的中大型系统用户的应用需求；软件组成部分能逐步升级或替换，易于扩充功能；支持多种不同的通讯协议，如TCP/IP、共享内存等，大大提供了系统的灵活性；支持对称多处理器系统（SMP）；15)真正的分布式客户机/服务器体系结构，可以跨越所有支持TCP/IP的网络：提供良好的网络连通能力和分布式功能，支持多客户端－多服务器体系，允许在一个应用中存在多个实时数据库系统，允许一个客户端同时访问多个数据库服务器；支持在服务器之间交换和共享数据；支持多数据服务器的对等体系结构和层次体系结构；客户端的应用程序接口从局域网或广域网的任何一处访问系统数据时都是透明的，这些程序可以驻留在终端用户的PC或其他工作站上；支持多客户端并发存储和访问实时、历史数据；案例介绍一．煤矿企业综合自动化系统●项目背景单侯矿井位于河北省张家口市蔚县涌泉庄乡境内，东西长4.6公里，南北长6.6公里，总面积约30余平方公里,煤种主要是低灰、中灰、低硫、低磷的长焰煤及少量的不粘结煤，发热量一般为28.89-29.31MJ/kg。