分布式计算机控制系统的监视控制相关数据

为了有利于数据信息的展现及利用，一般DCS 监控系统要将数据信息按一定的数据结构进行组织管理，系统中数据结构设计的优劣会直接影响系统的规模功能展现、开放性和实时性指标。这也是不同DCS 产品之间差异的关键所在。因此，考察不同DCS 的功能、开放性和实时性，可以从系统的数据结构类型和设计方法上予以识别。常规的DCS 数据结构包含以下内容。

1.实时数据库

实时数据库用于管理实时采集的数据信息，将数据信息周期性更新。实时数据库中包含所有系统管理的变量记录，为了便于管理和数据展示，一般将每个变量相关的静态信息（如点名、点说明、量纲、采集位置等）和动态信息（如当前值、变量状态等）都集合在该变量的记录中。实时数据库的访问效率是DCS 监控软件效率的关键因素。为了保证系统的实时响应性，一般将实时数据库存储在内存中。

2.历史数据库

历史数据库用于存储每个变量的历史数据记录，如按采集周期（或按用户定义的历史数据收集周期）存储模拟量的历史值、开关量的变化过程记录。历史数据库要求具有较大的存储空间，一般存储在硬盘上，也有以分段存储方法来设计的，如将近期数据存储在硬盘上（如一周），将长期数据转储到磁带或光盘上。历史库的容量与保存的变量数、收集周期和保存期限有关。有的系统为了节省存储容量，采用压缩算法保存历史数据，这种方法占用存储资源小，但数据经过压缩、解压缩，数据的精度或多或少会有些损失。有的系统为了保证数据的完整性，将日志信息也作为历史库进行保存，以备随时进行分析和查询。对于历史数据的分析，有在线分析和离线分析两种，一般对近期数据和中期数据可以在线进行趋势分析，转储到磁带或光盘上的数据只能通过离线方式来查询分析。

3.表格

表格关注的是目前正发生的各类事件的情况，以提示操作员随时跟踪这些发生中的事件。例如，报警表记录目前仍然处于报警状态的信息；超量程表记录目前处于超量程的变量；禁止强制表记录目前被手动禁止或被人工强制赋值的变量；开关量抖动表记录处于抖动状态的开关变量；等等。表格设计的灵活性和方便性体现了用户的可使用性。有的系统提供用户自定义表格的接口，从而大大提高了人机界面个性化设计的能力。

4.列表(www.xing528.com)

列表是对系统所管理的各种变量进行分类列表展示的一种方法，如按工艺系统、按工艺对象（如泵、阀等）、按信号类型（如模拟量、开关量等）、按信号位置（通信线路、采集站及采集卡等）、按用户自定义组等。列表方案的多样化也是系统可用性的一个方面。

5.日志记录

日志记录也叫事件记录，是按时间顺序记录的系统捕捉到的各种事件信息的记录。事件信息一般反映工艺对象或计算机系统在运行过程中发生的状态变化，完整地记录这些状态变化将有利于进行事故后的分析。在一个DCS 中可捕捉什么样的事件、保存是否完整、查询是否方便，可反映一个DCS 的事件处理能力。这也是不同DCS 之间的差异所在。一个典型的DCS 起码有全日志功能，即按事件发生的先后次序将所有事件保存在一个全日志数据库中。使用者可通过对全日志进行查询来找到相关的有用信息。但是，对于规模比较大的DCS，因为工艺参数多，产生的信息量就大，操作人员要找出对自己有用的信息非常麻烦。而且受存储区限制，随着新的信息产生，旧信息会很快从信息区中被移走，一些重要的信息不能驻留较长时间，不便于在线分析。比较有效的DCS 应不仅具有全日志功能，还可根据信息的重要性、处理的紧迫性或专业化分工等丰富多样的分类方法来组织信息存储。例如，按信息重要性划分为全日志、试验日志、简化日志、SOE 日志、操作记录日志、计算机系统设备故障日志等；按处理的紧迫性分类，如按信号优先级分类存储；按专业化分工分类，如可以按工艺系统组织信息存储；对日志信息灵活多样的分类组织，可满足不同专业人员关注不同的日志信息的需要，可极大地提高系统事件信息的可用性和可操作性。

6.事故追忆

事故追忆是在捕捉到一个运行事故后，将事故相关的变量及事故发生前后的运行参数和状态组织在一起，供运行人员分析使用的一种数据结构。这样既有利于运行人员只关注相关数据的变化，又不会遗漏有用的数据。一般，事故追忆在组态时进行定义，定义的内容有事故触发条件、事故相关点、数据采集间隔周期、事故前后采集的数据量等。

7.SOE

SOE 用于快速记录事件先后顺序，如电器开关联锁跳闸的顺序。对这种事件顺序分辨的时间精度称为SOE 分辨率。SOE 分辨率越高，说明分辨事件发生先后顺序的误差越小。在分布式控制系统中，SOE 分辨率精度与计算机系统的时间同步精度密切相关。因为为了精确记录事件发生的时间，一般在采集模块上打上时间戳，也有在控制器上打时间戳的。因此，各模块间和各控制器间的时间同步精度决定了SOE 的分辨率。SOE 记录的结构要便于对时间进行排序，以及分辨首故障。