根據(jù)工藝流程和水廠構(gòu)筑物的地理分布情況, GE Fanuc自動化產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于市政水/污水處理行業(yè)。
水廠應(yīng)用中對自動化的要求主要包括幾個方面:
- 生產(chǎn)力 (優(yōu)化可用資源包括人力、化學(xué)藥品和能源)
- 精確性 (嚴(yán)格檢測、數(shù)據(jù)采集和報告結(jié)果)
- 高可用性(24/7/365 送水)
- 可維護(hù)性 (開放式系統(tǒng)及標(biāo)準(zhǔn)化以降低生命周期成本)
因此,提供具有優(yōu)化存儲和提取能力的歷史數(shù)據(jù)記錄就變得至關(guān)重要。
HMI和SCADA系統(tǒng)是水處理數(shù)據(jù)的主要來源,其歷史數(shù)據(jù)在許多水廠中也有重要的應(yīng)用價值。傳統(tǒng)的HMI/SCADA系統(tǒng)使用各自的數(shù)據(jù)目標(biāo),通過ODBC接口傳至關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,或者提供一個簡單格式(*.mdb)的文件處理歷史數(shù)據(jù)。這些方法通常僅提供了一些簡單的操作查詢來瀏覽流量、溫度或其他模擬量數(shù)據(jù)的趨勢。雖然RDB的方式已經(jīng)相當(dāng)靈活,但是仍然需要大量的用戶化工作完成獲取數(shù)據(jù)的定義。當(dāng)讀取的數(shù)據(jù)較多或要求選擇相關(guān)時段的數(shù)據(jù)時,性能會明顯下降。再有這類歷史庫通常僅限于綁定在自身的應(yīng)用軟件中,無法包括從外圍系統(tǒng)(例如LIMS, HVAC/設(shè)備控制,安防系統(tǒng))集成的數(shù)據(jù)。
近年來,企業(yè)級歷史庫的技術(shù)有了較大的發(fā)展。企業(yè)級歷史庫產(chǎn)品(例如GE Fanuc公司的Proficy Historian)特別設(shè)計的卓越性能保證了在一個單一、安全的數(shù)據(jù)倉庫里提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、存儲和發(fā)布。Proficy Historian歷史庫單臺服務(wù)器就可完成20,000事件/秒處理250,000個不同的數(shù)據(jù)點。其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)HMI/SCADA中歷史庫的能力。除了這個優(yōu)異性能外,企業(yè)級的歷史庫還可以很容易地擴(kuò)展其計算能力,對原始的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算。
在水處理的應(yīng)用中,經(jīng)常需要對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行比較瀏覽,比如瀏覽一個月中流量、混濁度及pH值的每小時平均值、最小值和最大值。這種查詢,如果采用了高效的企業(yè)級歷史數(shù)據(jù)庫即可很容易地實現(xiàn)。使用Proficy Historian無需要求用戶具備關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的技術(shù)來編寫復(fù)雜的SQL語句。所有標(biāo)簽的定義、數(shù)據(jù)的查詢都可采用集成化環(huán)境完成。
由于企業(yè)級歷史庫可以對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)以極高的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行收集,(Proficy Historian可以按100毫秒采集)這樣對記錄大量的基于時間標(biāo)簽的生產(chǎn)數(shù)據(jù),為了有效地減少硬盤的消耗,在不影響數(shù)據(jù)精度和查詢速度的前提下,Proficy Historian采用了高效的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),使得整個歷史數(shù)據(jù)庫的尺寸大大小于采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲的歷史庫。
數(shù)據(jù)的安全和可跟蹤性也是企業(yè)級歷史庫中的重要功能,Proficy Historian集成了Windows的安全管理及角色管理,對每個數(shù)據(jù)標(biāo)簽都可賦予一定的安全級別,并具有很強(qiáng)的電子簽名技術(shù),保證對整個數(shù)據(jù)的審核跟蹤。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生問題時,即可快速獲得全部審核信息。保證系統(tǒng)在安全的環(huán)境中運(yùn)行并可符合相應(yīng)法規(guī)的要求。
如何將企業(yè)級歷史庫中的數(shù)據(jù)以開放式的架構(gòu)提供給管理信息系統(tǒng),同樣是十分重要的。Proficy Historian還具備開放式接口,可將其他系統(tǒng)如LIMS和HVAC的實時數(shù)據(jù)集成到高效的數(shù)據(jù)引擎中。管理信息的用戶可以用基于OPC、OLE DB和瀏覽器工具等接口訪問企業(yè)級的歷史庫。Proficy Historian的開放架構(gòu)如下圖所示。由圖可見,企業(yè)級歷史庫的數(shù)據(jù)來源是一系列高性能的數(shù)據(jù)采集器。這些數(shù)據(jù)采集器完成數(shù)據(jù)采集、死區(qū)壓縮等功能。Proficy Historian提供有三種數(shù)據(jù)采集器。
可將基于批次導(dǎo)入的數(shù)據(jù)通過文件采集器發(fā)送到歷史庫中。這種接口很容易將異種系統(tǒng)用標(biāo)準(zhǔn)的格式進(jìn)行采集。
通過基于OPC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集器,可將直接來自PLC、PACSystem、RTU和DCS中的實時數(shù)據(jù)采集到離書庫中。
由于在GE iFIX/Cimplicity監(jiān)控軟件中集成了大量高效、可靠的設(shè)備驅(qū)動接口,通過iFIX/CIMPLICITY數(shù)據(jù)采集器也可實現(xiàn)對大量PLC設(shè)備的接入。
這三種數(shù)據(jù)采集器,構(gòu)架了歷史庫與外部過程數(shù)據(jù)的開放式接口。使企業(yè)級歷史庫可以很容易地獲得水廠中各種實時數(shù)據(jù)。