實(shí)時數(shù)據(jù)庫及其在工業(yè)綜合自動化中的應(yīng)用

7工業(yè)自動化中常用的數(shù)據(jù)庫技術(shù)內(nèi)容回顧數(shù)據(jù)庫基本概念電子商務(wù)企業(yè)信息自動化數(shù)據(jù)倉庫實(shí)時數(shù)據(jù)庫工廠生產(chǎn)過程控制電力或數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理證券交易等本課程主要討論的現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)分布式數(shù)據(jù)庫電子商務(wù)企業(yè)信息自動化數(shù)據(jù)倉庫實(shí)時數(shù)據(jù)庫工廠生產(chǎn)過程控制電力或數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理證券交易等現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫應(yīng)用要求

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用正在并將繼續(xù)從傳統(tǒng)領(lǐng)域不斷地迅速向新的現(xiàn)代領(lǐng)域擴(kuò)展：CAD/CAM/CIMS或工廠自動化、過程控制等工程應(yīng)用；數(shù)據(jù)通信、電力調(diào)度、電話交換等網(wǎng)絡(luò)管理；電子銀行事務(wù)、證券股票交易、電子商務(wù)；雷達(dá)跟蹤、空中交通管制、武器制導(dǎo)、指揮系統(tǒng)；圖像處理與模式識別、實(shí)時仿真等。現(xiàn)代應(yīng)用的對數(shù)據(jù)庫的要求

強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)建模能力新的查詢設(shè)施支持元數(shù)據(jù)處理強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)存儲與共享能力高級的現(xiàn)代事務(wù)管理先進(jìn)的圖形設(shè)施“識時”的系統(tǒng)執(zhí)行觸發(fā)器或主動能力現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫研究

現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫就是支持現(xiàn)代應(yīng)用、滿足上述現(xiàn)代應(yīng)用要求的數(shù)據(jù)庫，它是一個范疇，不是一類數(shù)據(jù)庫，更不是一種數(shù)據(jù)庫（像Oracle，SQLServer）。知識表示：語義模型、過程模型、事件模型、時態(tài)模型體系結(jié)構(gòu)：面向?qū)ο?、時態(tài)、實(shí)時、主動事務(wù)模型：系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、語義執(zhí)行模型：資源模型現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的研究領(lǐng)域

現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫就是支持現(xiàn)代應(yīng)用、滿足其除傳統(tǒng)應(yīng)用要求以外還有特殊要求的數(shù)據(jù)庫。整體系統(tǒng)方面：面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、時態(tài)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時數(shù)據(jù)庫、主動數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)方面：內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫應(yīng)用方面：工程數(shù)據(jù)庫、科學(xué)與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫、超文檔數(shù)據(jù)庫、演繹數(shù)據(jù)庫等

分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)分布式數(shù)據(jù)庫自20世紀(jì)80年代以來一直是數(shù)據(jù)庫與信息系統(tǒng)中的一個重要而熱門領(lǐng)域，是數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互滲透有機(jī)結(jié)合的結(jié)果?？朔思惺綌?shù)據(jù)庫的許多缺點(diǎn)，適合于一般企業(yè)的分散型結(jié)構(gòu)。一個分布式數(shù)據(jù)庫由一系列的場地組成，通過某種通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起每個場地自身有一個完全的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所有場地都可以協(xié)同工作分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)

從“集中計(jì)算”到“分布計(jì)算”“分布計(jì)算”的概念處理分布數(shù)據(jù)是集中的，處理是分布的。網(wǎng)絡(luò)上的結(jié)點(diǎn)用戶從同一個DB中存取數(shù)據(jù)，然后在各自的結(jié)點(diǎn)上作應(yīng)用處理。數(shù)據(jù)分布數(shù)據(jù)是分布的，物理上分布在不同的結(jié)點(diǎn)，邏輯上是一個整體。每個結(jié)點(diǎn)可以存取其他結(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)。功能分布C/S模式。服務(wù)器完成事務(wù)處理和數(shù)據(jù)訪問控制，客戶機(jī)專門處理用戶的應(yīng)用程序。客戶/服務(wù)務(wù)器模模式數(shù)數(shù)據(jù)庫庫技術(shù)術(shù)客戶/服務(wù)務(wù)器模模式的的結(jié)構(gòu)構(gòu)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器客戶機(jī)群網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)給出數(shù)據(jù)查詢請求接收數(shù)據(jù)查詢請求，執(zhí)行查詢計(jì)算給出數(shù)據(jù)查詢結(jié)果接收數(shù)據(jù)查詢結(jié)果客戶/服務(wù)務(wù)器模模式數(shù)數(shù)據(jù)庫庫技術(shù)術(shù)邏輯結(jié)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫1數(shù)據(jù)庫2數(shù)據(jù)庫3……數(shù)據(jù)庫N數(shù)據(jù)庫1接口數(shù)據(jù)庫2接口數(shù)據(jù)庫3接口……數(shù)據(jù)庫N接口公共接口API網(wǎng)絡(luò)通信接口應(yīng)用程序2應(yīng)用程序1應(yīng)用程序3應(yīng)用程序N例如ODBCJDBC等等客戶/服務(wù)務(wù)器模模式數(shù)數(shù)據(jù)庫庫技術(shù)術(shù)擴(kuò)充的的客戶戶/服服務(wù)器器模式式數(shù)據(jù)據(jù)庫技技術(shù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器各種應(yīng)用的組件庫用戶認(rèn)證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)通信各種應(yīng)用界面1通過界面給出用戶標(biāo)識經(jīng)過認(rèn)證，對合法用戶給出用戶應(yīng)用程序所需的各個組件23給出數(shù)據(jù)查詢請求結(jié)果數(shù)據(jù)64處理過的查詢請求查詢結(jié)果5客戶/服務(wù)務(wù)器模模式數(shù)數(shù)據(jù)庫庫技術(shù)術(shù)B/S結(jié)構(gòu)構(gòu)的數(shù)數(shù)據(jù)庫庫技術(shù)術(shù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器各種應(yīng)用的組件庫用戶認(rèn)證系統(tǒng)各種應(yīng)用界面www服務(wù)器信息的的分散散+計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)術(shù)的發(fā)發(fā)展分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫指指的是是由一一組數(shù)數(shù)據(jù)組組成，，這些些數(shù)據(jù)據(jù)物理理上分分散在在計(jì)算算機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的不同同地點(diǎn)點(diǎn)上，，邏輯輯上是是屬于于同一一個系系統(tǒng)。。網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中的的每個個結(jié)點(diǎn)點(diǎn)具有有獨(dú)立立處理理能力力，可可以執(zhí)執(zhí)行局局部應(yīng)應(yīng)用。。同時時，每每個結(jié)結(jié)點(diǎn)也也能通通過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通通信子子系統(tǒng)統(tǒng)執(zhí)行行全局局應(yīng)用用分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫技技術(shù)結(jié)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫服務(wù)器群客戶機(jī)群給出數(shù)據(jù)查詢請求接收數(shù)據(jù)查詢請求，執(zhí)行查詢計(jì)算給出數(shù)據(jù)查詢結(jié)果接收數(shù)據(jù)查詢結(jié)果給出數(shù)據(jù)查詢請求接收最后的查詢結(jié)果將查詢詢請求求分成成到不不同服服務(wù)器器上的的子查查詢請請求接收數(shù)據(jù)子查詢請求，執(zhí)行子查詢計(jì)算接收數(shù)據(jù)子查詢請求，執(zhí)行子查詢計(jì)算將所有的子查詢結(jié)果匯集后，得到最后的結(jié)果集數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫客戶機(jī)群服務(wù)器群子查詢結(jié)果分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫技技術(shù)重重點(diǎn)1、數(shù)數(shù)據(jù)分分片：：實(shí)現(xiàn)現(xiàn)將整整體的的數(shù)據(jù)據(jù)庫分分成多多個不不相交交的片片段，，分別別存放放在不不同的的數(shù)據(jù)據(jù)庫服服務(wù)器器中。。2、全全局到到局部部的映映射：：用戶戶給出出的是是一個個查詢詢語句句，但但需要要分成成多個個不同同的子子查詢詢語句句，并并能分分別在在不同同的片片段上上執(zhí)行行。3、查查詢優(yōu)優(yōu)化：：查詢詢的代代價(jià)是是I/O代代價(jià)+CPU代代價(jià)+通信信代價(jià)價(jià)。要要考慮慮在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中中傳輸輸數(shù)據(jù)據(jù)的大大小。。4、分分布式式事務(wù)務(wù)處理理：為為了保保證數(shù)數(shù)據(jù)庫庫的完完整性性和安安全性性，提提供2PC協(xié)議議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫應(yīng)應(yīng)用技技術(shù)數(shù)據(jù)庫1數(shù)據(jù)庫2數(shù)據(jù)庫N網(wǎng)絡(luò)絡(luò)復(fù)制數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫系系統(tǒng)的的特點(diǎn)點(diǎn)什么是是分布布式數(shù)數(shù)據(jù)庫庫系統(tǒng)統(tǒng)（DDBMS）分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫系系統(tǒng)是是地理理上分分布在在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的不不同結(jié)結(jié)點(diǎn)而而邏輯輯上屬屬于同同一個個系統(tǒng)統(tǒng)的數(shù)數(shù)據(jù)庫庫系統(tǒng)統(tǒng)。局部應(yīng)應(yīng)用，，全局局應(yīng)用用分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫系系統(tǒng)的的特點(diǎn)點(diǎn)1.數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)是分分布的的2.數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)是邏邏輯相相關(guān)的的3.結(jié)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)自治治性計(jì)算機(jī)機(jī)計(jì)算機(jī)機(jī)計(jì)算機(jī)機(jī)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫庫數(shù)據(jù)庫庫數(shù)據(jù)庫庫分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫系系統(tǒng)與與集中中式數(shù)數(shù)據(jù)庫庫系統(tǒng)統(tǒng)的比比較集中控控制與與局部部自治治數(shù)據(jù)獨(dú)獨(dú)立性性：邏邏輯獨(dú)獨(dú)立性性、物物理獨(dú)獨(dú)立性性、分分布透透明性性數(shù)據(jù)冗冗余數(shù)據(jù)的的一致致性、、可串串行性性、可可恢復(fù)復(fù)性分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫系系統(tǒng)的的特性性1．自治性性好；；不同部部門的的數(shù)據(jù)據(jù)可按按需定定制、、局部部控制制2．效率高高，可可用性性好；；就近存存放、、多副副本增增加可可用性性3．提高資資源利利用率率；可以將將已有有數(shù)據(jù)據(jù)庫聯(lián)聯(lián)合成成DDB4．結(jié)構(gòu)靈靈活，，易于于擴(kuò)充充。新應(yīng)用用增加加新結(jié)結(jié)點(diǎn)，，勿擴(kuò)擴(kuò)充原原系統(tǒng)統(tǒng)分布式式數(shù)據(jù)據(jù)庫系系統(tǒng)的的特點(diǎn)點(diǎn)同構(gòu)（（數(shù)據(jù)據(jù)模型型相同同）系系統(tǒng)、、異構(gòu)構(gòu)系統(tǒng)統(tǒng)LDBMSGDBMSGDDCM分布式數(shù)據(jù)據(jù)庫管理系系統(tǒng)的組成成1．局部數(shù)數(shù)據(jù)庫管理理系統(tǒng)(LDBMS)2．全局?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)庫管理理系統(tǒng)(GDBMS)3．全局?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)字典GDD4．網(wǎng)絡(luò)通通信管理CM分布式數(shù)據(jù)據(jù)庫系統(tǒng)的的特點(diǎn)分布式數(shù)據(jù)據(jù)庫技術(shù)分布式數(shù)據(jù)據(jù)庫系統(tǒng)是是數(shù)據(jù)庫技技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)兩者者相互滲透透和有機(jī)結(jié)結(jié)合的結(jié)果果。概念：分布式數(shù)數(shù)據(jù)庫由一一組數(shù)據(jù)組組成，這些些數(shù)據(jù)物理理上分布在在計(jì)算機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的不同同結(jié)點(diǎn)上，，邏輯上屬屬于同一個個系統(tǒng)。特點(diǎn)：分布性、邏邏輯整體性性分布式數(shù)據(jù)據(jù)庫技術(shù)所謂的“分分布式數(shù)據(jù)據(jù)庫”實(shí)際際上是一種種虛擬的數(shù)數(shù)據(jù)庫，它它的各個組組成部分物物理地存儲儲在許多不不同場地上上的不同數(shù)數(shù)據(jù)庫中。。為什么要實(shí)實(shí)施分布式式數(shù)據(jù)庫企業(yè)自身經(jīng)經(jīng)常就是分分布是的，，一個企業(yè)業(yè)在邏輯上上和地理上上被分為公公司、部門門、工作組組等等。每個部門都都會有自己己的數(shù)據(jù)。。這樣，企企業(yè)的整個個信息資源源就被分裂裂成信息孤孤島。分布式數(shù)據(jù)據(jù)庫系統(tǒng)正正是為把這這些孤島聯(lián)聯(lián)系在一起起的橋梁。。使數(shù)據(jù)庫的的結(jié)構(gòu)能夠夠反映企業(yè)業(yè)的結(jié)構(gòu)。。實(shí)時數(shù)據(jù)庫庫技術(shù)現(xiàn)實(shí)世界中中，有許多多應(yīng)用包含含了對數(shù)據(jù)據(jù)的“定時時”存取和和對“短暫暫有效”數(shù)數(shù)據(jù)的存取取。這些應(yīng)應(yīng)用一方面面需要維護(hù)護(hù)大量共享享數(shù)據(jù)和控控制知識；；另一方面面其應(yīng)用活活動有很強(qiáng)強(qiáng)的時間行行們要求在在一定的時時刻和一定定的時間期期限內(nèi)從外外部采集數(shù)數(shù)據(jù)，按比比例之間的的聯(lián)系存取取已獲得的的數(shù)據(jù)和處處理采集的的數(shù)據(jù)，再再及時作出出響應(yīng)。同時需要數(shù)據(jù)庫技術(shù)術(shù)和實(shí)時數(shù)據(jù)處處理技術(shù)實(shí)時數(shù)據(jù)庫庫技術(shù)實(shí)時數(shù)據(jù)庫庫系統(tǒng)就是是其事務(wù)和和數(shù)據(jù)都可可以具有定定時特性或或顯式的定定時限制的的數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫研究究工作的動機(jī)在于利用數(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)術(shù)的特點(diǎn)或或優(yōu)點(diǎn)來解解決實(shí)時系系統(tǒng)中的數(shù)數(shù)據(jù)管理問問題；實(shí)時時系統(tǒng)研究究工作則為為給實(shí)時數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)提供時間間驅(qū)動調(diào)度度和資源分分配算法。。實(shí)時應(yīng)用要要求結(jié)構(gòu)復(fù)雜性性可計(jì)劃性分布規(guī)律性性實(shí)時特性可預(yù)報(bào)性合作性不可逆性應(yīng)急計(jì)劃數(shù)據(jù)庫與實(shí)實(shí)時系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)的主要功功能：數(shù)據(jù)據(jù)描述、數(shù)數(shù)據(jù)正確性維護(hù)、有效效的數(shù)據(jù)庫庫存取、查查詢與事務(wù)務(wù)的正確執(zhí)執(zhí)行、數(shù)據(jù)據(jù)的安全和和可靠性保保護(hù)當(dāng)前實(shí)時系系統(tǒng)處理的的信息量很很大，對數(shù)數(shù)據(jù)庫的功功能要求也也越來越迫迫切。但這這種數(shù)據(jù)庫庫系統(tǒng)不適適合于實(shí)時時應(yīng)用，關(guān)關(guān)鍵在于沒沒有考慮與與數(shù)據(jù)及其其處理相聯(lián)聯(lián)系的定時限制。系統(tǒng)的性能能目標(biāo)是吞吞吐量和平平均響應(yīng)時時間。數(shù)據(jù)庫與實(shí)實(shí)時系統(tǒng)實(shí)時系統(tǒng)所所支持的應(yīng)應(yīng)用具有很很強(qiáng)的時間間性要求，，其處理活活動與數(shù)據(jù)據(jù)都是定時性的。實(shí)時系統(tǒng)強(qiáng)強(qiáng)調(diào)的是定定時性，系系統(tǒng)目標(biāo)是是滿足各種種時間限制制。數(shù)據(jù)庫與實(shí)實(shí)時系統(tǒng)的的結(jié)合導(dǎo)致致了實(shí)時數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)的產(chǎn)生。。實(shí)時數(shù)據(jù)庫庫的特征一個典型的的實(shí)時系統(tǒng)統(tǒng)包括被控系統(tǒng)：：考慮的應(yīng)應(yīng)用過程、、外部環(huán)境境/物理世世界執(zhí)行控制系系統(tǒng)：監(jiān)視視被控系統(tǒng)統(tǒng)的狀態(tài)、、協(xié)調(diào)和控控制它的活活動數(shù)據(jù)系統(tǒng)：：有效地存存儲、操縱縱與管理實(shí)實(shí)時（準(zhǔn)確確和及時））的信息實(shí)時數(shù)據(jù)庫庫的特征數(shù)據(jù)以記錄錄的結(jié)構(gòu)存存儲在內(nèi)存存中特點(diǎn)：高速的數(shù)據(jù)據(jù)存儲和恢恢復(fù)使用預(yù)定義義的數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)可加快快實(shí)施進(jìn)度度嵌入式的數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)程處處理，如數(shù)數(shù)據(jù)時間標(biāo)標(biāo)簽、變化化率的計(jì)算算、報(bào)警上上下限的監(jiān)監(jiān)測。實(shí)時數(shù)據(jù)庫庫的記錄結(jié)結(jié)構(gòu)一個記錄是是一組各相相關(guān)數(shù)據(jù)的的集合。每每一個記錄錄必須有一一個為宜的的名字，每每一個數(shù)據(jù)據(jù)項(xiàng)在記錄錄中作為一一個域存儲儲。記錄中中的每個域域包括：絕對時間時間間隔指向其它記記錄或域的的指針整型、字符符型、浮點(diǎn)點(diǎn)型當(dāng)前主流的的實(shí)時數(shù)據(jù)據(jù)庫產(chǎn)品OSIsoftPIHoneywellPHDAspenTechInfoplus.21WonderwareInSQL衡量一個實(shí)實(shí)時數(shù)據(jù)庫庫產(chǎn)品的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)性能和穩(wěn)定定性服務(wù)器端管管理工具客戶端工具具數(shù)據(jù)收集接接口與關(guān)系型數(shù)數(shù)據(jù)庫和管管理軟件的的連接支持的數(shù)據(jù)據(jù)類型實(shí)時數(shù)據(jù)庫庫體系結(jié)構(gòu)構(gòu)實(shí)時數(shù)據(jù)庫庫在工業(yè)控控制中的應(yīng)應(yīng)用近年來，各各種控制系系統(tǒng)在電力力、化工、、鋼鐵、造造紙、水泥泥、煙草等等流程工業(yè)業(yè)中得到了了廣泛的應(yīng)應(yīng)用，在這這些控制系系統(tǒng)中蘊(yùn)含含著大量的的生產(chǎn)實(shí)時時數(shù)據(jù)，這這些數(shù)據(jù)是是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)狀況的實(shí)實(shí)際體現(xiàn)，，同時也是是分析、優(yōu)優(yōu)化運(yùn)行和和管理的基基礎(chǔ)。因此此，如何消消除企業(yè)內(nèi)內(nèi)部的信息息孤島，建建立全廠統(tǒng)統(tǒng)一的生產(chǎn)產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)據(jù)平臺，就就成了流程程企業(yè)今后后生產(chǎn)信息息化的關(guān)鍵鍵。工業(yè)應(yīng)用實(shí)實(shí)時數(shù)據(jù)庫庫的主要功功能功能：1．提供企業(yè)級級的生產(chǎn)實(shí)實(shí)時數(shù)據(jù)平平臺2．優(yōu)異的跨平平臺性3．良好的可管管理性和維維護(hù)性4．隨時隨地享享用生產(chǎn)信信息工業(yè)過程的的分類工業(yè)過程大大致可以分分為：連續(xù)過程工工業(yè)：主要包括括石油化工工、煉油、、電力、冶冶金、化工工、建材、、制藥、造造紙等。連續(xù)流動著著的物料，，可測量，，但不可點(diǎn)點(diǎn)數(shù)，有誤誤差離散過程工工業(yè)：機(jī)械制造造業(yè)、汽車車裝配等。。單獨(dú)的零部部件組成最最終產(chǎn)成品品的方式。。因?yàn)槠洚a(chǎn)產(chǎn)成品的最最終形成是是以零部件件的拼裝為為主要工序序，所以裝裝配自然就就成了重點(diǎn)點(diǎn)間隙過程工工業(yè)：批量生產(chǎn)過過程工業(yè)過程控控制的“金金字塔”工業(yè)自動化化系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展機(jī)械繼電器器、電氣繼繼電器組成成的邏輯控控制系統(tǒng)控制器、PLC初步大型PLC，，DCS現(xiàn)場總線，先先進(jìn)控制、模模糊控制、人人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制、智能能技術(shù)與專家家系統(tǒng)，CIMS2000年，，“集成化、、網(wǎng)絡(luò)化、智智能化”流程工業(yè)的企企業(yè)綜合自動動化綜合自動化(CIPS，，流程工業(yè)的的CIMS)是流程企企業(yè)提高核心心競爭力的重重要技術(shù)手段段之一，是企企業(yè)自動化技技術(shù)的發(fā)展趨趨勢。企業(yè)自動化的的發(fā)展概況70年代以前前，自動化孤孤島模式的階階段，其控制制目標(biāo)只能是是保證生產(chǎn)平平穩(wěn)和少出事事故。70～80年年代分布式工工業(yè)控制計(jì)算算機(jī)系統(tǒng)(DCS)得到到大力的發(fā)展展，為實(shí)現(xiàn)先先進(jìn)控制創(chuàng)造造了條件，多多變量預(yù)測控控制等先進(jìn)控控制方法的應(yīng)應(yīng)用，使自動動化達(dá)到了新新的水平，在在實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、、高產(chǎn)、低消消耗的控制目目標(biāo)方面前進(jìn)進(jìn)了一大步。。流程工業(yè)的特特點(diǎn)流程工業(yè)是加加工業(yè)的一個個大類。泛指指煉油、石化化、化工、冶冶金、制藥、、電力等原材材料加工和能能源工業(yè)行業(yè)業(yè)，其特點(diǎn)是是對生產(chǎn)原料料的連續(xù)加工工過程，一般般伴有化學(xué)、、物理等物性性變化的過程程。流程工業(yè)在國國民經(jīng)濟(jì)中占占主導(dǎo)地位的的行業(yè)，全球球500強(qiáng)企企業(yè)中，有70余家。流程工業(yè)的特特點(diǎn)流程工業(yè)的生生產(chǎn)過程是連連續(xù)進(jìn)行的，，不能中斷。。原材料按照照一定的工藝藝流程連續(xù)不不斷地通過一一系列設(shè)備和和裝置，被加加工處理成產(chǎn)產(chǎn)品?；?、、煉油、造紙紙、制藥、煉煉鋼等流程生生產(chǎn)過程的典典型。流程工業(yè)的特特點(diǎn)生產(chǎn)過程連續(xù)續(xù)，生產(chǎn)批量量大，加工能能力強(qiáng)。生產(chǎn)工藝復(fù)雜雜，涉及多種種化學(xué)變化與與物理變化，，生產(chǎn)控制技技術(shù)要求高，，信息量大。。生產(chǎn)環(huán)境苛刻刻，如高溫、、高壓、低溫溫、低壓、易易燃易爆等。。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜，除了主產(chǎn)產(chǎn)品外，還會會產(chǎn)生大量副副產(chǎn)品和中間間產(chǎn)品。產(chǎn)品種類繁多多，同一類產(chǎn)產(chǎn)品根據(jù)規(guī)格格可以細(xì)分為為不同的產(chǎn)品品，不同規(guī)格格的產(chǎn)品相互互混合可以產(chǎn)產(chǎn)生更多規(guī)格格的產(chǎn)品。流程工業(yè)的特特點(diǎn)對產(chǎn)品的存儲儲要求較高，，大部分產(chǎn)品品不允許混裝裝，存儲的時時候需要保持持一定的溫度度和壓力。對公用工程的的供應(yīng)要求較較高，需要大大量不同形式式的水、汽、、風(fēng)等能源的的供應(yīng)?；A(chǔ)自動化水水平比較高，，對自動化的的依賴性比較較強(qiáng)，絕大部部分的物料變變量依靠儀表表進(jìn)行測量或或間接獲得，，少量人工計(jì)計(jì)量。生產(chǎn)以安全、、穩(wěn)定、長周周期、滿負(fù)荷荷、優(yōu)質(zhì)、均均衡、高產(chǎn)、、低耗和減少少污染為主要要目標(biāo)。企業(yè)自動化的的發(fā)展概況80年代后期期，隨著多學(xué)學(xué)科間的相互互滲透與交又又，人工智能能和智能控制制被引入實(shí)際際的過程控制制中。信號處處理技術(shù)、數(shù)數(shù)據(jù)庫、通訊訊技術(shù)以及計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)高水平的自自動控制提供供了強(qiáng)有力的的技術(shù)工具。。工業(yè)自動化化開始突破自自動化孤島的的傳統(tǒng)模式，，采用計(jì)算機(jī)機(jī)集成制造的的思想和方法法來組織、管管理和指揮整整個生產(chǎn)過程程，出現(xiàn)了集集控制、優(yōu)化化、調(diào)度、管管理于一體的的新模式。在在連續(xù)工業(yè)中中，也將這種種模式稱為綜綜合自動化CIMS或CIPS(Computerintegratedprocesssystem)。企業(yè)綜合自動動化的結(jié)構(gòu)ERP企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)MES制造執(zhí)行系統(tǒng)企業(yè)信息化平臺生產(chǎn)過程控制MESERP生產(chǎn)過程控制ERP的概念念ERP（EnterpriseResourcePlanning）：是20世紀(jì)90年代的一種種企業(yè)管理理理論，其當(dāng)今今國際上先進(jìn)進(jìn)的企業(yè)管理理模式，其目目標(biāo)是對企業(yè)業(yè)的人力、資資金、材料、、設(shè)備、工藝藝方法、信息息、時間等資資源進(jìn)行綜合合平衡和優(yōu)化化。注重產(chǎn)品品和批次，以以分鐘、小時時為單位跟蹤蹤產(chǎn)品的制造造過程。面向向市場，協(xié)調(diào)調(diào)企業(yè)各部門門圍繞市場導(dǎo)導(dǎo)向開展業(yè)務(wù)務(wù)活動，使企企業(yè)能夠在市市場競爭中全全面發(fā)揮各種種資源的作用用，從而獲得得最佳經(jīng)濟(jì)效效益。處于企業(yè)綜合合自動化的最最上層，經(jīng)營營計(jì)劃系統(tǒng)以以產(chǎn)品的生產(chǎn)產(chǎn)和銷售為處處理對象，聚聚焦于定貨、、交貨期、成成本、和顧客客的關(guān)系等，，以月、周、、日為單位。。MES基本概概念ManufacturingExecutionSystem，，MES——制造執(zhí)行系統(tǒng)統(tǒng)美國國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)協(xié)會(NIST)對““MES”的的定義:“從生產(chǎn)計(jì)劃/工工單下達(dá)到成品產(chǎn)出的的整個過程中中，采集所有有過程信息的的數(shù)據(jù)，從而而使我們能夠夠完成生產(chǎn)管管理以及生產(chǎn)產(chǎn)優(yōu)化。是生生產(chǎn)過程控制制PCS與管管理信息集成成BPS的重重要橋梁和紐紐帶?！薄八陨a(chǎn)行為信息息為核心，為企企業(yè)決策系統(tǒng)統(tǒng)提供直接的的支持”(MESA1997)其他功能模塊塊其它功能模塊塊庫存管理模塊塊訂單/工單管管理系統(tǒng)采購模塊生產(chǎn)計(jì)劃模塊塊ERP辦公室生產(chǎn)執(zhí)行MES生產(chǎn)過程控制制企業(yè)綜合自動動化數(shù)據(jù)流做什么如何做做了什么（實(shí)實(shí)時數(shù)據(jù)））做了什么（信信息--決策策依據(jù)）企業(yè)管理信息息化的需求如何利用現(xiàn)有有的DCS系系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離離抄表系統(tǒng)和和電氣監(jiān)督系系統(tǒng)，將過程程實(shí)時數(shù)據(jù)和和生產(chǎn)信息集集成，解決生生產(chǎn)運(yùn)行中的的問題如何連續(xù)跟蹤蹤各套生產(chǎn)裝裝置的實(shí)時信信息，實(shí)現(xiàn)動動態(tài)成本計(jì)算算，在迅速變變化的市場環(huán)環(huán)境下獲取機(jī)機(jī)會利潤企業(yè)管理信息息化的需求如何將商品的的銷售、價(jià)格格狀況與生產(chǎn)產(chǎn)的實(shí)時工況況結(jié)合起來，，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)調(diào)度如何連續(xù)監(jiān)視視、跟蹤生產(chǎn)產(chǎn)過程，將采采集到的大量量生產(chǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)經(jīng)加工提煉和和挖掘，在更更高的層次上上提供決策支支持，實(shí)現(xiàn)管管理信息系統(tǒng)統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場場的無縫連接接將管理者設(shè)定定的各類生產(chǎn)產(chǎn)指標(biāo)（單耗耗、能耗、關(guān)關(guān)鍵參數(shù)穩(wěn)定定性等）在MES環(huán)境下下進(jìn)行連續(xù)跟跟蹤和績效考考核，提升操操作技能和運(yùn)運(yùn)行水平實(shí)施企業(yè)綜合合自動化帶來來的效益MESA協(xié)會會近期調(diào)查結(jié)結(jié)果表明,實(shí)實(shí)施MES所帶來的效效益：生產(chǎn)周期縮短短數(shù)據(jù)輸入工作作減少半成品的積壓壓減少交接班的紙面面工作減少次品減少交貨時間縮短短企業(yè)的信息流流和物流縮短信息流和和物流之間的的時間差，是是度量管理信信息系統(tǒng)功能能優(yōu)劣的重要要指標(biāo)。實(shí)施企業(yè)綜合合自動化的關(guān)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)時數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫信息集成平臺臺企業(yè)綜合自動動化系統(tǒng)中的的數(shù)據(jù)在企業(yè)綜合自自動化體系結(jié)結(jié)構(gòu)中，各層層次之間關(guān)聯(lián)聯(lián)的關(guān)鍵在于于各類信息的的有序流動，，需要將正確確的數(shù)據(jù)在正正確的時間以以正確的格式式送到正確的的地方。在流流程工業(yè)自動動化系統(tǒng)中中中，各類信息息一般分為兩兩類，一類是是與生產(chǎn)過程程直接相聯(lián)系系的稱之為實(shí)實(shí)時信息。另一類是與各各職能部門相相聯(lián)系的稱之之為管理信息息。與這兩類類不同性質(zhì)的的數(shù)據(jù)相對應(yīng)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫管管理系統(tǒng)也分分別由實(shí)時數(shù)數(shù)據(jù)庫和關(guān)系系數(shù)據(jù)庫兩部部分組成。實(shí)實(shí)時數(shù)據(jù)庫是是綜合自動化化體系結(jié)構(gòu)中中的一個重要要組成部分，，它與關(guān)系數(shù)數(shù)據(jù)庫一起構(gòu)構(gòu)成了系統(tǒng)的的信息集成環(huán)環(huán)境。實(shí)時數(shù)據(jù)庫技技術(shù)實(shí)時數(shù)據(jù)本身身具有許多區(qū)區(qū)別于管理數(shù)數(shù)據(jù)的性質(zhì)，，用戶在使用用實(shí)時數(shù)據(jù)時時有區(qū)別于管管理數(shù)據(jù)的方方式，特別指指出，實(shí)時數(shù)數(shù)據(jù)庫針對過過程特點(diǎn)而設(shè)設(shè)計(jì)，從結(jié)構(gòu)構(gòu)和功能上保保證了從過程程數(shù)據(jù)采集、、傳輸、預(yù)處處理到數(shù)據(jù)存存儲、訪問、、以及保證數(shù)數(shù)據(jù)安全等各各項(xiàng)任務(wù)的實(shí)實(shí)現(xiàn)，從而有有能力構(gòu)成過過程監(jiān)控和先先進(jìn)控制的支支撐平臺。實(shí)時數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)的作用