基于opc的实时数据库的设计与实现

《基于opc的实时数据库的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、应用技术研究基于组件的分布式实时监控平台研究与设计曾庆磊[文章摘要]本文提出了一种基于OPC接口的组件化分布式监控系统平台，探讨了系统各部分的接口实现方式。该平台由一组自适应、自容错、接口开放的软件组件构成，每个组件封装为具有独立功能、时间认知的智能软件主体，各个组件之间通过优先级消息队列进行快速、高效的通信，从而在整体上提供实时的数据采集、存储与访问功能和Web服务。最后，本文探讨了客户端浏览器采用数据发布/订阅方式,使用SOAP消息存取实时和历史数据的过程。[关键词]分布式监控系统OPCXML1作

2、者简介：曾庆磊，男，电气工程系工程师应用技术研究1引言现实世界中的许多应用系统包含了对大量的现场数据的实时存取和管理，如工厂生产过程监控、电网调度、楼宇自动化等等，系统必须能够实时地从被控环境中获取数据，以便随时了解控制现场的最新状态，并结合过去获取的数据进行处理以及时地做出反应。其中处理的数据往往具有短暂有效性，称为时态数据，而过期的时态数据通常称为历史数据。维护时态数据的有效性是时态数据管理的重要内容，而数据的时态一致性需求也会导致事务的时间性限制[1]。实时数据库(Real-timedataba

3、se)就是其数据和事务都有显示时间限制的数据库，系统的正确性不仅依赖于事务的结果，而且依赖于该结果所产生的时间。RTDB中的体系结构、事务调度、并发控制、资源管理等技术问题已经得到了广泛研究[2]。OPC（OLEforProcessControl）是由自动化领域中主要厂商协作制定的软件接口标准。OPC技术提供了不同系统间通信的标准接口，实现了异构环境中控制网络数据的统一集成[3]。将OPC技术与RTDB结合起来就形成了一个统一、开放的实时数据管理平台。本文所提出的实时数据库监控系统采用组件化设计，由一

4、组自适应、自容错、接口开放的软件组件构成，每个组件封装为具有独立功能、时间认知的智能软件主体，各个组件之间通过优先级消息队列进行高效通信与实时交互，从而在整体上提供实时的数据采集、存储与存取功能。通过OPC标准接口存取数据，具有灵活可靠的组成方式和可靠的通信结构。系统采用基于发布/订阅的数据前推方式，将实时数据发送到客户端Web浏览器中，实现了Internet/Intranet网络实时监控平台。这种设计结构已经在我们开发的实时数据库系统中得到了实现。目前该系统已经通过多家企业的实践检验，并取得了良好的

5、监控效果。2分布式监控系统结构2.1总体结构设计图1分布式监控系统网络结构整个监控系统分为设备层、控制层和信息层三层。设备层由RTU、PLC、DCS等控制设备组成，它们负责采集工控现场的数据。控制层分为数据采集端、数据库和现场监控站三部分，其中数据采集端可以，读取设备层的现场数据；数据库分为实时数据库、OPC历史数据服务器(HDA)[4]4应用技术研究和OPC报警服务器(AE)[5]分别向客户端提供实时数据、历史数据和报警及事件信息。控制层中的数据可以通过Web服务器和OPCXML-DA服务器，发布到

6、数据层中，从而实现生产数据与管理数据的统一。监控站作为OPC客户端，访问各种服务器，实时监控设备数据和现场画面。Web服务器对外发布嵌有ActiveX的监控画面和数据报表页面，并能为用户提供其他Web服务。Web浏览器作为系统外监控端，可以使用浏览器（如IE），通过下载XML格式的监控画面文件和应用配置文件，设置ActiveX的参数，通过SOAP消息与OPCXML-DA服务器通信，远程监测现场情况。监控端的位置可以突破传统网络架构的限制，可以位于现场，也可以位于中央控制室，甚至可以通过防火墙位于Int

7、ranet以外的Internet中。以上多种服务器构成了企业信息数据平台，每种服务器和客户端可根据系统情况设置为一台或多台。该系统对外提供一套完整的接口、属性和方法的标准，支持分布式应用和异构环境下应用程序之间软件的无缝集成和互操作性，它使设备层、监控层以及信息层之间的协同工作成为了可能，并且提供了工业自动化应用的统一数据传输平台，实现企业控制网和数据网的一体化，使异构系统之间的数据交换更为方便。通过以上讨论，我们可以看出，与传统C/S监控系统相比，这种系统结构的设计具有分布式、模块化、配置灵活的特点

8、。2.2实时数据服务器实时数据服务器(RTDBServer)提供两个服务端口：数据采集服务端口与数据访问服务端口，它们分别负责接收实时数据更新请求与用户查询请求。设备通信线程负责监视采样服务端口，处理来自设备IO站的数据更新请求，并把请求按照EDF策略组织到数据更新队列，由数据更新线程采用非抢占方式依次处理。请求接收线程负责接收来自用户的数据查询请求，这些请求由用户指定截止期，按照EDF策略组织到查询请求队列等待查询处理线程进行处理。由于不同的查询请求耗