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实时数据库在石化企业MES系统中的应用研究

作　者: 高琦
导　师: 马志新；王长明
学　校: 兰州大学
专　业: 计算机科学技术
关键词: 实时数据库 MES OPC 先进控制技术 软测量
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着控制技术、计算机技术、网络通讯技术的发展,企业综合自动化系统对大范围信息共享的需求越来越迫切,因而对工业控制系统的开放性提出了越来越高的要求。而工业界所广泛使用的传统的DCS等类系统由于采用自定义的专用网络和协议,没有统一的接口标准,难以与其他厂家的系统或仪表互连、互操作。各个厂家自成体系,所形成的“信息孤岛”难以与外界交换数据。建立企业数据集成平台是建立企业信息化的迫切要求,而实时数据库在流程工业综合自动化起这基础作用,对企业生产运行、成本核算、物料跟踪、质量管理等业务的持续改进具有重要意义。本文以实时数据库在石化MES系统中的应用研究为背景,首先在分析石化企业中各种基础数据的集成基础数据的获取和存储方式的基础上,实现了实时数据库中各种基础数据的集成。其次利用OPC自动化接口规范,设计了通用OPC客户程序的主要实现方法和过程,同时运用高级语言实现了MES系统实时数据库的数据采集系统。最后,针对某石化企业乙烯装置的丙烯精馏塔中组分浓度的控制难题,设计了基于软测量技术的先进控制方案,并采用了上述的实时数据库技术实现了该方案。目前该方案已投入现场运行,经实际运行效果来看,实时数据库平台及其上的先进控制应用,能够完全满足石化企业实时生产数据的采集处理、存储、显示等一系列要求,本研究工作对石化行业全面深入推行MES系统的应用有一定的参考价值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
绪论  8-12
  1.1 课题背景及研究目的  8-9
  1.2 本领域国内外研究发展  9-10
  1.3 本文著者主要工作和论文安排  10-12
    1.3.1 本课题的主要工作  10-11
    1.3.2 论文主要创新之处  11
    1.3.3 本文结构  11-12
第二章 实时数据库基本特性及接口技术  12-23
  2.1 实时数据库的体系结构  12-13
  2.2 实时数据库系统的主要技术  13-14
    2.2.1 实时数据模型及其语言  13
    2.2.2 实时事务的处理  13
    2.2.3 数据存储与缓冲区管理  13-14
    2.2.4 数据的压缩技术  14
    2.2.5 恢复  14
  2.3 实时数据库同关系型数据库的比较  14-15
  2.4 当前几种主流实时数据库  15-16
  2.5 数据库中间件技术  16-18
    2.5.1 中间件技术  16-17
    2.5.2 数据库中间件技术应用  17
    2.5.3 数据库中间件实现原理  17-18
  2.6 控制系统接口  18-20
    2.6.1 OPC技术  18
    2.6.2 OPC的作用  18-19
    2.6.3 OPC适用的场合  19-20
  2.7 UNIFORMANCE PHD实时数据库在MES系统中的应用介绍  20-22
    2.7.1 Uniformance PHD的系统构成  20
    2.7.2 Uniformance PHD数据的存储和处理  20-21
    2.7.3 Uniformance PHD数据的处理  21
    2.7.4 Uniformance PHD客户化开发的方法  21-22
    2.7.5 Uniformance PHD数据库的安全保密体系  22
  2.8 小结  22-23
第三章 MES系统中各种基础数据的集成  23-29
  3.1 基础数据的获取  23-25
    3.1.1 数据采集的主要方式  23-24
    3.1.2 常用的数据通信方法  24-25
  3.2 基础数据的存储  25
  3.3 基础数据的特点  25-26
  3.4 基础数据集成平台  26-28
    3.4.1 基础数据平台的构成  27
    3.4.2 基础数据平台接口层  27
    3.4.3 基础数据平台核心层  27
    3.4.4 基础数据平台服务层  27-28
  3.5 小结  28-29
第四章 基于OPC技术的数据采集及应用  29-43
  4.1 OPC接口定义  29-30
  4.2 OPC接口的设计  30-39
    4.2.1 OPC Server的程序设计原则  31-32
    4.2.2 OPC客户程序设计的一般方法  32-39
  4.3 基于OPC数据采集的在兰州石化MES系统实时数据库的应用  39-40
  4.4 数据采集系统的基本架构  40-41
  4.5 实时数据库的应用  41-42
    4.5.1 Web浏览功能  41
    4.5.2 桌面应用  41-42
  4.6 小结  42-43
第五章 基于实时数据库接口技术的先进控制的研究与应用  43-55
  5.1 研究背景简介  43-44
    5.1.1 丙烯生产工艺原理  43-44
    5.1.2 精馏塔物料组分浓度的检测与控制  44
  5.2 基于OPC技术的先进控制方案  44-47
    5.2.1 先进控制方案的提出  44-45
    5.2.2 软测量模型的建立  45-46
    5.2.3 多元逐步回归分析方法  46-47
  5.3 先进控制方案的实施  47-51
    5.3.1 数据采集系统的软件实现  47-50
    5.3.2 数据预处理  50-51
  5.4 软测量仪表的工程实现  51-53
    5.4.1 模型运算模块的实现  51-52
    5.4.2 模型校正模块的实现  52-53
  5.5 先进控制系统在HONEWELL TPS上的实现  53-54
  5.6 小结  54-55
结论  55-56
  总结  55
  未来工作展望  55-56
参考文献  56-58
发表论文和参加科研情况说明  58-59
  在校期间发表论文  58
  第一作者  58
  在研期间参加科研项目  58-59
致谢  59

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 程序设计 > 数据库理论与系统
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