一、 引言

      上海白龍港污水處理廠位于浦東新區(qū)合慶鄉(xiāng)東側(cè)長江岸邊，該處已建白龍港預(yù)處理廠，新廠擴建位于預(yù)處理廠北側(cè)長江邊，總用地面積120Km2。主要包括市中心區(qū)、閔行區(qū)及浦東新區(qū)，這些地區(qū)部分為合流制，部分為分流制。白龍港污水處理廠二期項目規(guī)模較大，總投資22億元人民幣，規(guī)模為172萬m3/d,服務(wù)面積271.7km2，人口355.76萬，白龍港污水廠近期處理水量為120萬m3/d,遠期處理水量為210萬m3/d。項目建成后將成為中國規(guī)模最大、亞洲領(lǐng)先的污水處理廠，排放水質(zhì)可達到國家二級排放標(biāo)準，被住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部列為全國環(huán)保示范工程。

二、 項目要求

       白龍港污水處理廠二期項目要整合一期的系統(tǒng)，工程點數(shù)多達16000點以上，報警點多達5000點、需要保存歷史數(shù)據(jù)的監(jiān)測點也多達8000點以上，對監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集的實時性和存儲能力有較高的要求。白龍港污水處理廠一期歷史數(shù)據(jù)存儲采用的是關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL Server，隨著數(shù)據(jù)量的不斷增大，SQL Server存儲和查詢的性能顯著下降，已經(jīng)不能滿足客戶需求。

      針對以上特點，白龍港污水處理廠二期項目需要重新對歷史數(shù)據(jù)庫進行選型，所選數(shù)據(jù)庫必須是采用分布式結(jié)構(gòu)以充分發(fā)揮各個計算機的效率，同時必須要有非常強“吞吐量”和數(shù)據(jù)高度壓縮的數(shù)據(jù)存儲方式。同時系統(tǒng)設(shè)計必須符合工業(yè)標(biāo)準的“開放”體系，使系統(tǒng)易于擴充和升級。經(jīng)過深入調(diào)研和測試，該項目最終選用北京亞控的工業(yè)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品KingHistorian作為新的歷史數(shù)據(jù)庫。

三、  歷史數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)解決方案

1. 1.      項目特點

• 數(shù)據(jù)源豐富

      該項目中共有16個AB PLC，組態(tài)軟件采用的是與PLC同一廠家的產(chǎn)品RSVIEW，也就是說工業(yè)數(shù)據(jù)庫KingHistorian的數(shù)據(jù)來源并非是同一廠家的組態(tài)軟件，而是RSVIEW，這就要求各平臺軟件之間必須相互合作、配合默契。工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian的數(shù)據(jù)采集器采用標(biāo)準接口方式從RSVIEW中獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)連續(xù)性強，為后期分析打下了堅實的基礎(chǔ)。

• 數(shù)據(jù)量大

      該項目需要進行歷史數(shù)據(jù)存儲的變量點數(shù)達8000多點，同時對數(shù)據(jù)的存儲頻率要求很高，普通變量要求30秒鐘記錄一個數(shù)據(jù)，對于數(shù)據(jù)精度要求較高的變量，例如“瞬時流量”，要求10秒鐘記錄一次。所存儲的數(shù)據(jù)包括各監(jiān)測點水質(zhì)數(shù)據(jù)、瞬時流量、累計流量，提升泵、閘門、污泥泵、刮泥機、攪拌機、鼓風(fēng)機等各設(shè)備電壓、電流、功率、耗電量，各設(shè)備啟停時間、啟停次數(shù)、累計運行時間、故障次數(shù)等。

• 數(shù)據(jù)緩存

      該項目也需要對長期的大量的連續(xù)數(shù)據(jù)進行分析，短則數(shù)日，長則數(shù)月，對數(shù)據(jù)的連續(xù)性要求較高，如果發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象將會影響到統(tǒng)計分析出來的結(jié)果，因此在此項目中采用了數(shù)據(jù)緩存技術(shù)，即各數(shù)據(jù)在向服務(wù)器的工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫傳送的過程中如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生異常，數(shù)據(jù)將會緩存在本地磁盤中，緩存的容量及時間可以由用戶自由設(shè)定。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)重新恢復(fù)后，緩存數(shù)據(jù)重新被傳送，在工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)始終是連續(xù)的。

1. 2.      項目方案

      本系統(tǒng)是由亞控科技的工業(yè)軟件應(yīng)用平臺、PLC為核心并采用交換機、路由器等現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成的一個分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)。整個系統(tǒng)按功能劃分為采集系統(tǒng)（King IOServer）、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)（King Historian）和客戶端監(jiān)控系統(tǒng)（King Client）三大部分。

      King IOServer：主要負責(zé)與現(xiàn)場的PLC進行數(shù)據(jù)交互，確保數(shù)據(jù)準確及時的被采集，確保控制命令準確無誤的被傳送到PLC中，以確保整個控制過程的正常實施。

      King Historian：主要負責(zé)向客戶端提供實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)存儲壓縮，并還要及時的響應(yīng)客戶端的數(shù)據(jù)查詢等要求。

      King Client：以圖形化的方式控制及監(jiān)視水廠的各種工況，為操作人員提供友好人機界面，同時通過Internet/Intranet，實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的一定權(quán)限內(nèi)的查詢和控制。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

四、結(jié)束語

      迄今為止，本項目已穩(wěn)定運行一年多時間，工業(yè)庫中存儲的歷史數(shù)據(jù)已達幾億條記錄。查詢測試：使用歷史曲線控件查詢16個瞬時流量歷史數(shù)據(jù)，查詢時間范圍為半年，返回記錄條數(shù)為800多萬條，耗時不到兩分鐘（其中包括：數(shù)據(jù)庫響應(yīng)時間+網(wǎng)絡(luò)傳輸時間+磁盤響應(yīng)時間）。

      通過所存儲的歷史數(shù)據(jù)，可以方便的統(tǒng)計出生產(chǎn)運營中所消耗的電量、藥量成本，生成生產(chǎn)運營日、月、年報表。通過設(shè)備對啟停、累計運行時間、故障次數(shù)的分析，可以方便的進行設(shè)備維護和故障分析，提高了設(shè)備的工作效率和利用率。