新型DCS組態(tài)軟件實時數據庫研究與開發(fā).pdf

1、集散控制系統(tǒng)（DCS）廣泛應用于工業(yè)過程控制中，控制系統(tǒng)要求能夠迅速反應當前的生產狀態(tài)，數據采集和輸出控制一般是短暫有效的，如果出現報警事件、設備故障等，要及時通知到監(jiān)控系統(tǒng)，這就對組態(tài)軟件的實時性提出較高的要求。傳統(tǒng)的關系型數據庫調度與處理決策忽略了各種實時性的要求，不適合時間關鍵型的應用領域，無法滿足DCS系統(tǒng)實時性的要求，需要設計專門的實時數據庫來解決這類問題。 本文的實時數據庫系統(tǒng)是在工業(yè)控制組態(tài)軟件的背景下提出的。文章

2、首先介紹了實時數據庫系統(tǒng)的基本理論和設計目標。然后，根據自主創(chuàng)新的FCS硬件平臺和前期開發(fā)的組態(tài)軟件框架，具體描述了實時數據庫的系統(tǒng)功能，介紹了獨立設計的實時數據庫的各部分實現方式。在深入理解過程控制需求的基礎上，本文提出了針對組態(tài)軟件的實時數據模型。對實時數據庫基礎功能，如組態(tài)功能、數據采集和輸出控制、數據處理、報警處理、對系統(tǒng)其他組件和第三方應用的支持等的設計思路和實現方式進行詳細的說明，并且簡單探討了實時數據庫的擴展應用。

3、 本系統(tǒng)采用內存數據庫作為實時數據庫的底層實現方式，將整個數據庫都構建在內存中，可以最大限度的滿足應用實時性的要求。但是這種設計方案也帶來了新的問題，有必要針對內存直接存取的特點和組態(tài)軟件的特點，對數據的存儲方式，數據檢索算法，事務處理和并發(fā)控制協(xié)議等進行重新設計。通過對各種事務處理和并發(fā)控制協(xié)議的研究，本文提出了基于多優(yōu)先級隊列和數據庫級別的鎖機制的策略來滿足組態(tài)軟件數據庫系統(tǒng)的實時性要求。文中用單獨的一章對于實時數據庫核心關鍵技術給

4、予重點闡述。 實時數據庫的接口是和上層應用以及現場控制層聯系的紐帶，文中對實時數據庫的接口進行詳細的說明。實時數據向歷史數據的轉化是組態(tài)軟件必不可少的功能，采用SQL Sewer2000作為后臺的歷史數據庫管理中心，對實時數據的轉化也做了詳細的說明。實時數據庫系統(tǒng)采用COM/DCOM技術和多線程的設計思路保證了實時數據庫系統(tǒng)具有靈活的擴展性和高效的數據處理能力。 文章最后還對實時數據庫的基本操作和SQL Server20