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• 關鍵詞： SCADA 實時數據庫
• 摘要：本文分別介紹SCADA系統與實時數據庫系統，在生產管理調度管理系統中的角色與定位，介紹兩套系統的異同點。

1 概述

SCADA的英文是Supervisory Control And DataAcquisition，監控與數據采集，從名稱可以看出SCADA系統的主要功能數據采集和監控。

一般的SCADA系統由上位機和下位機及通信網絡組成，隨著企業業務規模的不斷壯大及互聯網技術的發展，第三代SCADA也就是網絡化階段的大型SCADA系統在結構上更加開放，兼容性更好，可以無縫集成到全廠綜合自動化系統中。由此大型SCADA系統規模、穩定性及開放性要求更高，可以由幾百點到上萬點，用戶對SCADA系統的需求越來越多樣化，因此對于系統架構提出了更高的要求。

SCADA系統是一類功能強大的計算機遠程監控與數據采集系統，它綜合利用了計算機技術、控制技術、通信與網絡技術，完成了對測控點分散的各種過程或設備的實時數據采集，本地或遠程的自動控制，以生產過程的全面實時監控，并為安全生產、調度、管理、優化和故障診斷提供必要和完整的數據及手段。SCADA系統屬于典型的分布式計算機應用系統，在這樣的系統中，良好體系架構意味著更高效、穩定，具有行業應用的靈活適應性，在需求變更的情況下可適配于多業務場景，滿足用戶的要求。

典型的SCADA系統工程架構圖如下所示：

對于現代工業企業，如何能使決策者隨時查看生產過程數據，以便快速地做出更為靈活的商業決策，是企業信息化建設的關鍵，在企業MES所關注的各項資源中，生產過程信息依然是重要的資源，如果不能解決生產過程信息實時有效上傳的問題，將仍然無法充分利用和保障MES及ERP管理系統的投資。

在流程工業生產過程及調度優化需要將大量的實時測量數據進行集成和存儲，采用集散控制系統(DCS)和關系數據庫技術難以滿足速度和容量的要求，同時無法平臺化和標準化，相關接口不統一，訪問復雜，不適合大規模集成的需要。因此以分布式實時庫設計的SCADA系統及實時數據庫系統緊密的關聯到了一起。

實時數據庫系統能夠提供高速、及時的實時數據服務，能夠有效地集成異構控制系統，提供分布式的數據服務，使企業全生產過程控制和業務管理相結合。

企業綜合管理系統、生產指揮、監控調度系統不可或缺的包括SCADA系統組及實時數據庫系統，構建這些業務系統包括采集服務器、SCADA服務器、實時歷史數據庫服務器、關系業務數據服務器、報警服務器等。因此對于軟件供應商則需要提供一體化集成平臺及解決方案，滿足橫縱向及業務系統的無縫集成，實現企業深度兩化融合提升企業生產自動化強化企業經濟運營效益，打造深度兩化融合的生態系統。

2 力控SCADA系統與實時數據庫系統核心產品介紹

力控ForceCon家族產品覆蓋整個工業信息化領域，通過分布式實時數據庫的特點實現系統間的高效集成、級聯及擴容，可為企業用戶提供一個快速/高效的平臺產品，滿足各種工業信息化企業需求。

以“分布式實時數據庫”為核心搭建力控家族“工業控制消息總線”，并支持集成面向服務（SOA）系統架構的“信息服務總線”。消息總線和服務總線提供可靠通用的信息交互機制和廣域服務機制，實現整個系統間的安全高效的數據通信和應用集成。貫穿整個企業信息化業務，可以自由構建不同規模的應用，實現從底層工業現場控制（小型場站系統、嵌入式HMI）、到生產調度指揮管理（SCADA）及上層信息化管理（MES、ERP）的融合。

力控SCADA平臺軟件eForceCon核心網絡化及分布式的架構設計，充分利用分布式實時庫的特點，可以保證生產數據精確輸出并完成可視化，無限的分層結構可使大型企業信息盡收眼底。可自由構建不同規模的應用，滿足用戶對企業信息化的多樣性要求，是搭建SCADA系統的核心組成，可作為SCADA服務器、報警服務等。

而力控企業級實時數據庫pSpace則是實時數據庫系統的核心組成，是一個高性能、高吞吐能力、可靠性強、跨平臺的實時/歷史數據庫系統，可以用于采集、壓縮、存儲、加工、分析等任何帶有時間特性的生產信息。實時歷史數據庫可用于工廠過程的自動采集、存儲和監視，可在線存儲每個工藝過程點的多年數據，可以提供工廠模型，生產運營管理、設備運行管理、歷史追憶、生產報表等多種調度管理模塊。

 2.1 SCADA軟件實時數據庫特點

符合“工廠數字化模型”設計，按照分層分級的區域性管理；

支持無限分層和擴展，實時數據庫根據情況可對生產數據按區域、單元、子單元等層次來管理數據

數據庫內置多種功能塊，來完成生產數據的輸入與輸出處理，可實現累計、統計、控制、線性化、小信號切除、PID控制、各種運算等多種功能。

支持豐富的數據點類型如模擬量、數字量、累積點、濾波點、雪崩過濾點，軟件開放數據點的擴展接口，可根據業務定制應用擴展點如事故追憶，運行記錄點，同時軟件支持用戶自定義點設計，可根據業務應用搭建數據模型。

歷史數據存儲歸檔支持數據定時存儲、條件存儲、變化壓縮存儲、趨勢壓縮存儲等多種儲存技術。

具備分布式的數據源管理模式，可視化無需編程直接訪問遠程數據源，完成生產監控、查詢、曲線分析等各項功能。

支持基于EXCEL或關系數據庫的點表導入和導出，方便工程管理和開發。

支持數據自主歸檔及備份

支持高性能優化調度管理，全面提升數據庫性能；

具備高可用的集成接口，如Java、.Net、C++、WebService；

2.2 企業級實時歷史庫特點

多平臺的支持能力，可運行于Windows以及RedHat、Ubuntu、CentOS等多種Linux操作系統

卓越的數據處理能力，數據點容量可達到300萬，讀寫數據峰值處理能力可達到50萬條數據每秒，能夠支持1000個以上并發客戶端連接同時操作。

數據庫歸檔采用二次壓縮技術，一次有損壓縮，二次無損壓縮算法，只保存數據的關鍵特征，壓縮率可達到40:1，能夠有效的保障數據的長期歸檔。

支持OPC HDA 1.20標準中定義的數據處理功能集，支持數據的插入、替換、刪除、按時間段刪除等操作，支持22種數據統計查詢方法。

提供C API/ .NET API/ Java API/WebService 等多種二次開發接口，同時還提供了OPC DA、OPCUA等訪問接口，可實現測點管理、安全管理、數據管理等多種功能，為用戶二次開發提供有力支持。

支持公有云、私有云。支持阿里云、amazon、盛大云等主流云服務廠家，支持私有云部署，包括Hyper-V、VMware、KVM等虛擬化平臺。

支持公有云服務器分布式部署，多節點事物實時調度機制，支持多節點負載均衡。采用分布式實時事物提交協議，保證數據全局一致。 支持多副本存儲機制，避免節點故障導致的數據損壞或丟失。