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MES(manufacturing execution system)是中国石油信息技术总体规划中重要的专业应用系统，目标是为炼油化工企业平稳操作、安全受控、优化资源、高效生产提供统一的生产管理平台。系统实施的关键在于数据体系的支持，炼油化工企业有着庞大而又重要的生产数据，建立一个有效、稳定、实用的数据管理平台对炼油化工企业尤为重要。实时数据库作为连接生产过程和上层管理的中间层级，是综合信息集成系统的基础，在信息化建设中起着关键作用。PHD(过程历史数据库)作为MES的实时数据库平台，发挥了承上启下的重要作用，不仅为MES提供数据支持，同时对全厂的数据进行有效的存储与管理，还能为其他上层应用系统提供数据支持。PHD系统是一个生产信息集成平台，为流程工业提供了一个用于生产管理的统一的信息化数据库。它将生产过程数据、物料移动数据、设备状态、产品质量指标等各种数据采集、存储并加工成新的信息资源，提供给管理、销售、技术、操作等各层次人员，从而解决了企业各个部门信息不一致的问题，帮助他们及时做出决策。在MES系统的实施中，PHD作为整个系统的一个模块，由数据采集、数据存储与处理和桌面信息展示3部分构成。
1 实时数据采集与存储
1.1 PHD数据库简介
PHD的结构分为数据服务器(RDI)、客户端和上层软件包。数据服务器在硬件上需要依附于DCS的工作站，软件由DCS系统取数据，再以Oracle数据库的数据格式向其客户端发送数据。而PHD的上层软件包则是在此基础上实现历史数据的存/读、管理分析、智能计算等。PHD客户端的数据还可以方便地在Visual C 或Visual BASIC通用软件编制的程序中获得，使得PHD的数据源成为公开的资源，可以被广泛地应用，客户端的个数理论上不受限制。PHD系统因采用Oracle数据格式，因而其数据可被其他的数据库访问，由于它收集数据时支持OPC数据协议，而这种协议也愈来愈普遍地为其它各类控制系统采用，因而PHD系统的客户端还可以接受其它控制系统以OPC数据协议发送来的数据。
1.2 数据采集设备
数据采集是实时数据库运行的基础，PHD实时数据库可提供毫秒级采集频率，并能够保证采集数据的可靠性以及实时数据的一致性和完整性。同时，提供的数据采集接口能够方便地进行数据定义和配置。现代的炼油化工企业大部分都实现了利用DCS (分布式控制系统)、PLC(可编程控制器)等自动化仪表及控制设备进行装置的生产过程和罐区的自动化管理。PHD具有一套可以与大部分型号的DCS进行连接的产品化RDI(实时数据接口)，可以实现与霍尼韦尔、横河、ABB、西门子、FOXBORO、FISHER、和利时等多家厂商DCS和OPC(OLE for Process Contr01)服务器的连接。在MES的实施过程中，大部分DCS和PLC等控制系统配备有各厂家的OPC Sever，或者第三方的OPC，如MATRICON公司的OPC通信软件，所以PHD数据采集的主要方式就是通过RDI与OPC通信，实现实时数据的平稳采集。同时PHD也能对非连续数据进行采集，如手动位号等，从而为MES上层模块提供有效的数据支持。
1.3 PHD数据采集方式
RDI是PHD系统采集实时数据的通道，也是PHD与PHD之间交换数据的通道。在连接PHD与PHD时，RDI提供了两种用途的接口。
1.3.1 Shadow接口
远程RDI可以将远程PHD与主PHD连接起来，远程PHD是一个完整的PHD系统，主PHD作为远程PHD的影子，它们共享同样的标签定义。远程PHD从实时系统中采集数据，把数据存放在自己的实时数据库中；主PHD定时接收远程PHD的数据，并且把数据存放在自己的数据库中，就像是影子，因此主PHD又称Shadow PHD。主PHD与远程PHD主要是通过后台的RDI接口配置文件，实现互相通信。
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图1 PHD系统软件结构 1.3.2 Buffer接口
远程PHD系统作为数据缓冲，Buffer接口负责和Shadow接口之间通信。主PHD服务器连接远程PHD服务器，它们使用相同的关系数据库，因此它们共享相同的标签，远程PHD服务器从实时系统中收集并存储在自己的PHD数据库中，主PHD服务器定期获取这些信息并提供给用户。如果由于某种原因主PHD服务器和远程PHD服务器通信中断，所有收集的实时数据将会被保存，当通信恢复时，主PHD服务器会自动从断点开始恢复。在MES系统实施中，PHD的实施采用了这种PHD-PHD的传输模式：首先在机房安装配置Shadow PHD服务器，然后在装置现场安装配置Buffer PHD，两台PHD采用相同的安装配置，Shadow RDI与Buffer RDI通过配置文件建立关联，Buffer PHD通过Buffer RDI实现与OPC服务器的通信，将数据位号模板导入到PHD后，模板中的位号的数据即被采集并保存到Buffer PHD中，Shadow PHD通过Shadow RDI取得Buffer PHD中的数据，完成了数据PHD—PHD模式的传送，也完成了PHD的实施流程。主PHD从远程PHD采集并保存数据，为MES其他模块提供数据支持。
1.4 历史数据的获取与数据库的建立
在采用oracle 作为历史数据库的数据平台后，编制了历史数据的采集程序。通过在工作站上运行该程序，把数据写入数据服务器的历史数据库中.根据厂方的要求和今后做上层应用的需要，设计的该程序包括3个部分，分别为位号组态、指定时间间隔数据存储和指定时间数据存储。位号组态是指将所有的位号从Uniformance系统oracle库中的标签表ip_tag里取出来，用户从中选择需要位号，同时将选中的位号的信息写入数据库。指定时间间隔数据存储是指由用户指定每隔一段时间(如10min)将所选中点的值成批地写入数据库中。指定时间数据存储是指由用户指定在每天的某几个时间点(如8:00，10:30，15:15，22:00)将已选中的点成批地写入数据库中。可以建立一个数据库(数据库名称为lhmis)共设计了3张表，分别用于存放数据采集点的信息(即字典库，表名为d_tag)、指定时间间隔写库的数据采集点值（表名为fir1）和指定时间写库的数据采集点值（表名为fir2）程序结构图2所示。
（图片）
图2 程序结构图 1.5 程序设计
1.5.1 Uniformance API函数库
在对oracle数据库操作时采用了PHD提供的API函数是用于开发用户应用程序的接口。该API函数有丰富的功能 ，如存取历史数据、执行计算、将数据写入DCS以及 对PHD的历史数据进行编辑等。它支持C，C++ ，VB等多种高级语言编程读取实时数据。
1.5.2 直接创建对象方式
该方式通过直接创建Visual PHD.Data对象来访问PHD，设置其主机名称、位号名称、开始及结束时间等属性，然后操作PHD。利用该方式，用户可以读取，修改，删除PHD位号值。
1.5.3 可视化组件方式
Visual PHD组件提供了一些可视化控件，利用这些可视化控件用户可以比较容易地进行编程；可以进行一定的事件处理。缺点是没有前面那种方式编程灵活，一般也很少用这种方式。
1.5.4 OLE DB Provider方式
该方式是从 Honeywell PHD 202版本才开始提供，它提供了类似关系数据库方式访问PHD Server的方法。该方法访问PHD简单可靠，功能强大。笔者推荐用户使用该方式，因为使用该方式，开发人员可以非常容易地开发出许多满足特殊需要的软件来。下面给出C#ASP.N ET开发的一些注意事项。
1) 给系统打 Unf_202.l.2- Desktop.msp补丁，并重新启动计算机。
2) 修改 machine.config文件，把其中“Process Model'的用户名称由默认的“machine”改为System，该值以管理账户运行进程，并允许在该进程下运行的所有ASP.NET用户代码具有完全的管理权限。
3) 数据库连接字符串。“Provider=Hw PHD Prov.2；User ID=Oracle User Name；Data Source=PHD Server Hostname；Password=Oracle User-Password”。
4) 访问PHD Server原始数据，请访问“IP-PHDRAW”视图；访问PHD快照数据，请访问“`IP- PHD-DATA”视图。
5) OLE DB Provider不提供PHD历史数据直接编辑，所以要修改PHD历史数据，应先删除该条记录，然后插人新数据，把时间戳打成前面的值。
6) OLE DB Provider只提供简单的SQL语句，比较复杂的并不支持。注意以上几点，再参考Honeywell公司的资料，就很容易的开发各种客户化应用软件了。
2 结束语
Honeywell PHD Server是目前在中国石油推广的生产运行系统MES得到普遍应用的实时数据库，其对外数据接口功能丰富，能满足用户的各种客户化需要。在石油MES项目实施过程中，利用上面介绍的方法，可以开发许多客户化产品，如工艺台账，工厂参考模型，罐量计算，装置质量计算等。
2/17/2012
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