亚控软件在污水处理厂历史数据管理系统中的应用
一、 引言
上海白龙港污水处理厂位于浦东新区合庆乡东侧长江岸边，该处已建白龙港预处理厂，新厂扩建位于预处理厂北侧长江边，总用地面积120Km2。主要包括市中心区、闵行区及浦东新区，这些地区部分为合流制，部分为分流制。白龙港污水处理厂二期项目规模较大，总投资22亿元人民币，规模为172万m3/d,服务面积271.7km2，人口355.76万，白龙港污水厂近期处理水量为120万m3/d,远期处理水量为210万m3/d。项目建成后将成为中国规模最大、亚洲领先的污水处理厂，排放水质可达到国家二级排放标准，被住房和城乡建设部列为全国环保示范工程。
二、 项目要求
白龙港污水处理厂二期项目要整合一期的系统，工程点数多达16000点以上，报警点多达5000点、需要保存历史数据的监测点也多达8000点以上，对监控系统的数据采集的实时性和存储能力有较高的要求。白龙港污水处理厂一期历史数据存储采用的是关系数据库SQL Server，随着数据量的不断增大，SQL Server存储和查询的性能显著下降，已经不能满足客户需求。
针对以上特点，白龙港污水处理厂二期项目需要重新对历史数据库进行选型，所选数据库必须是采用分布式结构以充分发挥各个计算机的效率，同时必须要有非常强“吞吐量”和数据高度压缩的数据存储方式。同时系统设计必须符合工业标准的“开放”体系，使系统易于扩充和升级。经过深入调研和测试，该项目最终选用北京亚控的工业数据库产品KingHistorian作为新的历史数据库。
三、 历史数据管理系统解决方案
- 1. 项目特点
- 数据源丰富
该项目有16个AB PLC，组态软件采用的是与PLC同一厂家的产品RSVIEW，也就是说工业数据库KingHistorian的数据来源并非是同一厂家的组态软件，而是RSVIEW，这就要求各平台软件之间必须相互合作、配合默契。工业实时数据库KingHistorian的数据采集器采用标准接口方式从RSVIEW中获取数据，数据连续性强，为后期分析打下了坚实的基础。
- 数据量大
该项目需要进行历史数据存储的变量点数达8000多点，同时对数据的存储频率要求很高，普通变量要求30秒钟记录一个数据，对于数据精度要求较高的变量，例如“瞬时流量”，要求10秒钟记录一次。所存储的数据包括各监测点水质数据、瞬时流量、累计流量，提升泵、闸门、污泥泵、刮泥机、搅拌机、鼓风机等各设备电压、电流、功率、耗电量，各设备启停时间、启停次数、累计运行时间、故障次数等。
- 数据缓存
该项目也需要对长期的大量的连续数据进行分析，短则数日，长则数月，对数据的连续性要求较高，如果发生数据丢失的现象将会影响到统计分析出来的结果，因此在此项目中采用了数据缓存技术，即各数据在向服务器的工业实时数据库传送的过程中如果网络发生异常，数据将会缓存在本地磁盘中，缓存的容量及时间可以由用户自由设定。当网络重新恢复后，缓存数据重新被传送，在工业实时数据库中数据始终是连续的。
- 2. 项目方案
本系统是由亚控科技的工业软件应用平台、PLC为核心并采用交换机、路由器等现代化网络设备构成的一个分布式计算机监控系统。整个系统按功能划分为采集系统（King IOServer）、数据存储系统（King Historian）和客户端监控系统（King Client）三大部分。
King IOServer：主要负责与现场的PLC进行数据交互，确保数据准确及时的被采集，确保控制命令准确无误的被传送到PLC中，以确保整个控制过程的正常实施。
King Historian：主要负责向客户端提供实时数据和历史数据存储压缩，并还要及时的响应客户端的数据查询等要求。
King Client：以图形化的方式控制及监视水厂的各种工况，为操作人员提供友好人机界面，同时通过Internet/Intranet，实现对控制系统的一定权限内的查询和控制。
图1 系统结构图
四、结束语
迄今为止，本项目已稳定运行一年多时间，工业库中存储的历史数据已达几亿条记录。查询测试：使用历史曲线控件查询16个瞬时流量历史数据，查询时间范围为半年，返回记录条数为800多万条，耗时不到两分钟（其中包括：数据库响应时间+网络传输时间+磁盘响应时间）。
通过所存储的历史数据，可以方便的统计出生产运营中所消耗的电量、药量成本，生成生产运营日、月、年报表。通过设备对启停、累计运行时间、故障次数的分析，可以方便的进行设备维护和故障分析，提高了设备的工作效率和利用率。
