在石油化工流程型企业中,最重要的是生产密切相关的信息系统,它们实时获取DCS、PLC等生产系统中的现场数据,帮助管理者及时调度、指挥整个企业地理位置分散但又密切相关的现代化生产,这就是实时信息系统。
与一般信息系统相区别,实时信息系统最大的特点是系统的实时性。由于有实时数据库的支撑,实时信息系统可以实时地反映生产装置的实际生产状况,查询到企业各生产现场的生产实时数据,这对于企业实时掌握生产情况,正确调度和指挥生产,以及及时处理生产中出现的问题具有十分重要的意义。
与一般的信息系统开发不同的是,由于实时信息系统的实时信息要从企业的生产现场自动采集得来,所以实时信息系统的开发不只是纯软件的工作,还有生产现场数据实时采集、数据网络实时通信等大量现场工作。这里有必要讨论实时数据库与现场的关系。
从上个世纪80年代末开始,中国的石化企业开始引进DCS技术和产品,随着DCS系统的大量应用,企业的生产规模越来越大,企业的管理层就有了生产数据集中的需求,即对实时信息系统的需求。90年代初,在引进国外实时数据库的同时,石化企业内的一些应用研究部门开始研究实时数据库的理论并付诸实践,并取得的一些成果。10多年过去了,现在的实际情况是:很多生产装置的实时生产数据倒是采集上来了,但是他们都是各自孤立的,对管理层,特别是决策层没有多少实际的意义。这里面一方面是由于没有把采集上来的实时数据进行科学的筛选和分类,另一方面就是从实时数据库到实时信息系统的构建有相当的技术难度,而且运行和维护好一个实时信息系统决非易事。
目前在理论上对实时数据、实时数据库的结构等基本方面还没有统一的定义和处理方法,实时数据库要达到关系数据库那样理论和系统的统一尚需时日。不同开发商的实时数据库系统对于实时数据的定义、理解和处理不尽一致,对于实时数据库的功能和性能的要求也不尽一致,实时数据库能达到的实际性能与功能也是参差不齐,对实时数据库的访问也没有类似SQL语言那样的标准。再加上石化企业的现场采样前端设备五花八门,出自不同的厂家,出自不同的年代,采样的标准也不一样。后台对这些数据的处理方式也不相同,所采样的底层数据库也不一样,要想把他们在一个模式下统一起来,需要很大的工作量。
在流程型工业中实时数据原本是指存在于生产现场的生产参数如温度、流量、压力、物(液)位等,在现代化生产中这些实时数据已经被变送器采集并转换为数字量而存于DCS或PLC系统的局部实时数据库中。这些数据,按数据的类型分,实时数据可分为模拟量、累计量和开关量。模拟量可以是温度、压力、瞬时流量、物位、产品度量、产品质量等,模拟量的特点是仅与时刻有关;累计量可以是累计流量、产品产量、原料消耗量、库(罐)存量等,累计量的特点是不但与时刻有关而且与时间段的起始与结束时刻有关;开关量如电力开关的位置、阀门的开闭、设备的在线与备用、生产控制中的操作条件等,开关量的特点是二位式数据。实时数据的最大特点是时效性,实时数据在模拟系统中仅仅在某一时刻有效,在数字系统中由于实时数据存在时间上非连续的模数转换,实时数据只在本采样周期内有效,过了有效期的数据便失效。