数据库介绍——openPlant介绍

1、openPlant实时/历史数据库介绍1openPlant实时/历史数据库功能1.1openPlant数据库管理工具1) openPlant数据组织结构实时数据库处理的主要对象为从现场各控制系统采集来的各测点的实时数据，为了统一管理这些数据，保证数据的唯一性，openPlant实时数据库采用了”数据库名节点名.点名”的多维结构，对进入系统的所有采集点、手工输入点、计算点进行统一规划和属性定义，保留控制系统原有的点名，使采集数据在全厂范围内得到统一管理并易于查询，为企业数据的集成应用提供便利；openPlant实时数据库系统采用分布式架构，让您轻松应对集团级实时/历史数据管理要求Root其中：r

2、oot系统的根节点rtdb表示一个实时数据库实例。如一个集团下属多个分厂，在每个分厂安装有一个openPlant数据库，那么每个RTDBI示一个分厂。node可以表示一个实时数据库实例中的某个节点，如DCS输煤、化学、ECSNCS久或用户自定义的每个节点，如计算点的节点、手工输入点的节点等。point表示某个采集节点中的点2) openPlant数据库管理控制台openPlant实时数据库提供基于B/S的数据库管理控制台，提供节点管理、数据点管理、数据导入/导出、用户管理、系统监视等功能。公|完毕叁除电用3) openPlant数据库优化工具openPlant实时数据库优化工具(Optimiz

3、er)用于对数据库的存储性能进行优化，可以分析各测点的数据变化率和占用的存储空间，列出数据库中占用存储空间较多的测点，同时给出各测点的建议优化配置参数。用户利用优化工具可以不断提高数据库的性能。4) openPlant数据导入/导出openPlant实时数据库提供基于数据库控制台和基于命令行方式的两种数据导入/导出工具，方便用户对数据库的配置、维护和备份。系统充分考虑实际工程经常遇到的大量点配置及数据的导入和导出，支持txt、csv、xml、Excel等格式，大大提高工作效率。基于数据库控制台的导入/导出基于命令行的导入/导出openPlant实时数据库系统为高端用户还提供基于命令行方式的数据

4、导入/导出工具，方便用户对数据库中的点和节点进行管理。用户可以按照用户手册中提供的配置文件的样本进行节点和点的配置。基于命令行的导入/导出工具包括如下内容：文件功能描述opclient.cfg客户端工具配置文件：在其中配置服务器地址、通信端口等opclient.exe点维护工具：用它A己合用户自定义的*.op文件，来添加、删除、修改节点和点的配置。oplist.exe数据点导出工具：可将数据库中某个节点的数据库导出到文本文件sample.op采集点配置（*.op）文件范例calc.op计算点配置文件范例*.op文件为数据库导入、导出配置文件格式，在其中配置需要添加、删除或修改的节点或点。*.o

5、p文件格式如下：<%COMMAND%OBJECT=%OBJ%>对象列表</%COMMAND%>其中：a）命令%COMMAND%INSERT-插入UPDATE-更新DELETE-删除b）对象列表：节点：NODE_NAME,desc描述”模拟点：POINT_NAME,AX,desc描述"，low=0,high=100,eu="单位"，fm=1,archived=1,comp=1,db=0.5,db_type=PCT开关点：DIGITAL_NAMEDX,desc="描述"，set="设定描述"，reset=

6、"复位描述"，archived=11.2 openPlant过程点定义工具openPlant数据库管理控制台提供对过程点进行定义和操作，如新建、删除、编辑、修改、查询及过滤，包括模拟量点、数字量点等多种类型量的属性，包括名称、描述、工程单位、上限、下限、报警的状态等。肥opcEiFlantVajia.c>e>EConffols阊|画匾画,漏TTWlD&作出r*lDtiinwHJhlLD2手札之啊sues之巨信Td因Ef©氏s宦匹归心1276S8DX：moa拓多甲眈充料和口快号的isYes?2FB47W仲三口日拓券甲僧|也得护1名甯v?s327B

7、5«DXYX3O7珞多平堂1席保护法轴由Ves437555田W3O5拈芯甲煦IEEI早护能践弃*雌Ls市第5括外甲班1片1况护茂闭程637653DXmoi花W甲胧EE保护信阐Yas72752DX皆打3拈旌甲帽tfc用=装置时HYasQ27B51DKraoa格祥中陵ncfthr势Yesn"日物C«IffiSQ!布酷甲端口¥炉爰置mH,v?41口DXridoo拈再平嵋pt失压Yet113739代而”0州吗仁喈8网五¥0S112”库RX代26g2。口糕1毋白白白电压Vbt1327347快代加涧。制施Yes142F3JiaD(X忡130*1主省进侬游珞

8、梆FE低压间馍作pfH1527345AX代265|魏口圃晦白eta电用Yes.1L1F|11IIF|4-律元轼型厩"*.L点由tn单元&_|_|elB7工交IFI*|1-75MflInls|11|I实时数据库主要处理对象为现场控制系统中的仪表的数值和设备状态，这些对象一般可分为数字量和模拟量两种，数字量如设备状态、开关信号、手自动信号等，模拟量如温度、流量、压力、液位参数等，能够和控制系统共享数据库工程文件。openPlant主要字段说明：序号名称字段描述数据类型字节数1ID静态点的全局IDint42ND静态父节点IDint43PT静态点来源:REAL/CALCbyte14R

9、T静态数据类型:AX/DX/I2/I4/R8byte15PN静态点名string326AN静态点的别名string327ED静态点的描述string328KR静态特征字string89FQ静态米样频率short210SR静态处理器short211CD静态卡件int411HW静态硬件地址int412AP静态报警优先级byte113LC静态报警检查byte114SA静态是否存档标志byte115SG静态安全等级byte116EU静态工程单位string817FM静态小数点位数short218IV静态初始值float419BV静态量程下限float420TV静态量程上限float421LL静态报警低

10、限float422HL静态报警高限float423DB静态死区float424DT静态死区类型，0-PCT,1-ENGbyte125KZ静态压缩类型0-死区，1-线性+死区byte126ST静态设定描述string627RS静态复位描述string628BP静态位号byte129TT静态统计类型byte130TP静态统计周期short231TO静态统计偏移量short232EX静态计算公式string25533AV动态模拟量的值float434AS动态模拟量的状态short235DS动态数字量点的状态short21.3 openPlant图形组态工具形的方式直观地显示过程变化的动态信息，对图形

11、、图元可以进行建立、修改和删除等各种操作，并关联到实时数据进行发布和显示。GBuilder是一款满足用户个性化需求的图形组态工具，使用它可以很方便地绘制和仿真各种主流控制系统的过程图形，可在一幅画面上以多种方式显示生产信息，提高用户的数据分析和决策能力，同时结合先进的组件技术，具有良好的开放性及扩展性。GBuilder是一款用纯Java语言开发的图形组态工具，具有良好的跨平台性能。无论您的是在WindowsUnix还是Linux系统下开发，都可以很好地满足您的需求。GBuilder具有以下主要功能：1）基本图元绘制：用GBuilder可以绘制各种基本的图形元素，如线/多线、矩形、多边形、椭圆、

12、圆弧、文本、按钮、时间、图像、采集点、棒状图、趋势图等，使用户可以很方便地再现现场的控制系统。2）图形库GBuilder提供包括各种电力系统各种对象的图形库，如泵、风机、阀门、开关等基本元素。同时用户在绘图过程中还可生成自己的图形库。3）定义动态条件颜色动态：对象的颜色可以随条件而变化；文字动态：文本对象可以随条件而文字内容；显示动态：可以根据条件显示和隐藏对象；移动动态：对象可随条件而变化位置；旋转动态：对象可随条件而旋转；图像动态：图象对象可随条件而切换图象。事件动态：对象可以响应各种定义的用户事件；4）文件类型支持ASCII（*dsp）及二进制（*.ser）两种文件存储方式。openPl

13、antTrend真块提供过程点的实时趋势及历史趋势，方便用户对历史及实时数据进行分析。Tren瞅块具有以下功能：1）自定义趋势查询的起始时间、结束时间、时间问隔；2）可将相关的测点定义为趋势组，并可以保存配置；3）可以设置各趋势点的颜色、高低限，以及趋势背景色；4）具有回放、前进、放大、缩小和指定区域ZOOM1功能；5）可将趋势数据以表格的方式显示，并可将结果保存为csv文件；6）可以将趋势图形保存为bmp/jpeg文件，也可以直接打印；7）可在过程图形上直接点击鼠标右键查看参数的趋势，非常方便；2.6 openPlant统计报表工具openPlant统计报表工具可实现统计参数的在线配置，数据

14、的自动统计、手工数据的录入、报表模板的定制及发布等功能，在提高用户的数据分析能力的同时，省去了大量的人力物力，并真正做到客观和准确。生成的报表可以在网上浏览，也可保存为Excel、PDF等格式。openPlant统计报表工具具有以下功能：1）基于J2EE的纯B/S报表平台；2）提供报表统计指标的维护功能，用户可以方便地在配置界面进行统计指标的查询、新建、删除和修改；3）统计指标可以配置专业、机组、统计周期（小时/班/日/月/年）、指标类型（实时点/计算点/手动输入点）、取值类型（最大/最小/平均/累计）等属性,灵活易用，满足用户对各类统计数据的要求；4）具有公式解析和计算功能，内置多种函数（如

15、水蒸汽始嫡值、数学函数等），无需编程就可获取计算点的统计指标；5）内嵌后台统计进程，可以根据定义的统计指标自动进行统计，如整点数据、班数据、日数据、月数据等，统计类型包括最大值、最小值、平均值和累计值；6）提供统计数据维护功能，用户手工调度统计进程修补统计数据，也可手工修改统计数据；7）内嵌自动排班系统，对班统计数据进行有效管理；8）提供各种常见的报表模板和配置向导，用户可以选择模板并定义相应的指标，即可生成用户自定义报表，可以多用户共用报表；9）生成的报表可以在网页上直接浏览、打印，也可以保存为EXCELPDF等格式;季度也显1早慢二甲慢，：率依附狎以ilt'lI叼，丫-<1-

16、1'11£月度电所W-'.W-,b津11右自愣口.匕“足"九轻丫升*-乃仁.明计划上冏电脑实际供电座2.7 图形浏览工具GViewer具有openPlantTransfer图形转换工具，能够将来自控制系统中的图形转换为openPlant的图形格式。一方面减少了实时监测系统系统图形组态的工作量，另一方面用户在客户机浏览器上看到的过程图形与控制系统中的完全一致，真正实现了过程监控从控制室到桌面的延伸。同时能够对用户的投资进行充分地保护。BOILEROVERVIEW:Vipwrr空伴*过TT面4G.7UlblDrDUF«RHSPA.RY1CDLD口FEE

17、DERhFEEDERHFEEDERCFEEDERFEEDEREFEEDERFPQNEKS99.LMYFURMPRESSWJNSTHE喈ESI.IEiNST*PJiESSIE.OMIMP.RH5TMTEMPS37.Q5CFLUe4摩LMSD2CDKTE«TVACUUM-肛喊生EHDElTFRES1口JIIP.OVATIOIW形示例新华XDPS-40cs形示例ABBSymphonyfEI形示例Infi-90图形示例主菜单BTGTOTALFLOWDIAGRAM1UQENQtJtPVT5593MW2005-01-J&1。刘DRWLEVELec<HOTREHEAT561.5HOT

18、REHEATe3匚口JjREhfcATfurnaceCOLDREPEATN0.H尸E：向M24fi4C己DFDEEAATCiR47.27W1a+.23VhVh<7.30斯<2M.2Cu图>密山r必g0.85AMPa-9G.QkPa(VAC)5mmmrnmm阴)BCP1(玲00|BURN£R47.4avnrilfflWEG*STEMPTrfRWUETER丸口目101941.31B.&12.0Z73.1G19.00MPa219.5220.6书HLLMMO储LP噌曷TUE31S1WWC附二3LPHIE&JNO.lLPHEEJNO.lUPHQtfgjPAr2

19、.69SkFn*PAFN.M7kPaFC?Mj3LPHEATER即mCONDENSERmgrtTi$Imgpm.*.FEWT191翦!5FEEDXWTER5冲1T覃ST口RAGETAN电D面1854Cp.E-EFPTiae.3.0.0由24.0A.BFPTmFPMPaC>-第9CCCP('2BF51MP3,MP&I才T口Cecp)AGP.0.000MPa三菱DIASYS-UP®形示例文样ID亘看页面（El帮助32005-11-2720:07:52MainmenuF151BypassValve1-Ck1341T1ROPEN1-Fl-107Ac&naenst

20、e0.08uMho!autoF7analyzerRawFSRinseHeadefUNIT#1F90/PHigh-HignPeeBtJ102B1FIT24TRANSFE.R-1xvinsc1-PDM311A1-XV=1IJbA1-PDI-132A1-AI-137B1-AI-137C1AJ13A1-CI-135B1-CI-135C1-CM35AT7MCuM-HiCuMlHi743CuM'Hi0CuM.'Hr179kPa6dpH7.3pHl0.03LiMhos0.07UMhO。口用BUMhOSi-FMC7CI1-XV-102AF2VESSEL1-CKvsL-ma1-FCV-107B*

21、OUTSK.RMIEEJh.TANiThB.YCundlensiitE!OyUtet1I-FGV-1D7A100-6OUTSERVICE,atanubyTRAN&FE.R0kPaFlVESSEL1CK-VSL-H1AIIXV1Q6HXV-hV102CF3VESSELnCIKVSL-D1CG|M4EXT所NinELY1I-PDM31CimMPn1-PDI-132C1-FCV-107C1(W%WTIntouch图形示例2.8 点信息Detail采集过程点的所有静态和动态信息,如过程点的值、质量、单位、描述、高低限、报警状态、记录类型、硬件地址及工作站号等,方便用户了解相关采集点的详细信息。

22、S点信息显示EAOOl.lffilTl-Inix|文件帮助EAD01.UNIT1点名：摘要I点量程硬件信息模拟量值AV：109.15频率FQ1：01制描AS:On质量AS:Fair报警检查ASJ.On极限检查ASJ:On报害确认ASJ：报警状态四同：NOTINALARM描述EDI：发电机有功功率单位EU：MW自动切除CD1：On2.9 数据导入批处理工具openPlant实时数据库系统提供针对各种常见DCS和PLC系统的点配置工具，用户可以方便地根据控制系统中的点数据库自动生成各系统的采集点配置文件，直接导入实时数据库，可以大大减少配置各系统采集点的工作量，现支持的批处理工具如下：ovimpw

23、dpf/ovation系统点酉已置工具xdpsimp新华xdps系统点配置工具abbimpInfi-90/Symphony系统点配置工具foximpFoxboro系统点配置工具hiaimp日立HIACS系统点配置工具uxlimp横河uxl系统点配置工具macsimp和利时MAC添统点配置工具mitimpDIASYS-UP系统点配置工具fiximpiFIX系统点配置工具itimpIntouch系统点配置工具rsimpABRSView系统点配置工具2openPlant实时/历史数据库技术1 openPlant系统结构1）跨平台技术openPlant实时数据库系统是麦杰科技开发的可用于大规模分布式生

24、产过程数据的自动采集、存储和监视的企业级实时数据管理平台，包括openPlant数据接口、openPlant实时/历史数据库核心模块、openPlant分布式Web应用平台、openPlant应用开发接口及工具组件。WEB容器/应用过程图形点信息数据字典过程回放趋势报警openPlant管理控制吉实时数据接口openPlant实时数据库应用开发接口DCSPLCRTU其它系统openPlant实时数据库核心采用标准C+邮言编写，对操作系统的依赖性很小，具有良好的可移植性和优异的跨平台性能。openPlant实时数据库支持当前主流的硬件平台包括PC服务器和Unix小型机，如旧M、HRDELLSUN

25、等服务器厂商的硬件平台等；openPlant实时数据库支持WindowsUnix、Linux等主流操作系统，在各平台之上都经过工程师的严格测试和现场的实际考验，可以实现上万小时的安全稳定运行。同时，openPlant实时数据库提供采用纯JAVA语言编写的数据库管理维护工具，可以在支持TCP/IP协议的任何一种操作系统上对openPlant实时数据库进行维护。2）分布式数据库结构WEB应用服务器openPlantJSP/Servlet/JDBC/EJB网络应用openPlant实时数据库.openPlant实时数据库openPlant实时数据库采用统一的通信平台，WE葩用包括J2EE/.NET者

26、B可以与openPlant高度集成，openPlant的分布式结构不仅适用于电厂实时数据平台，而且适用于构建集团级的实时数据中心，从单一小型机组到多台大型机组的数据中心，openPlant数据库可以伸缩自如3)高可用性标准磁盘阵犹openPlant数据走/汽用服品器SIS中心交换机openPlant实时数据库支持流行的高可用性(HighAvailability)技术，包括WindowsUnix、Linux下的双机集群配置，经过测试并支持运行的包括:集群软件WindowsLinuxUnixMSCSWindows2003ESN/AN/AVeritasClusterServerVVSolarisRo

27、seHAVVSolaris注：MSCS-MicrosoftWindows2003EnterpriseServeropenPlant控制系统接口及成熟的接口模块清单openPlant具有非常丰富和成熟的控制系统接口，可实现与各种主流DCSffiPLC系统的数据接口，主要支持的接口如下：DCS产品国外如艾默生Ovation/WDPF、ABBIn巾90/Symphany、西门子TXP/T3000FOXBORIA系列、日立HIACS横河DCSHoneywell系歹hMAX1000系列，以及国内产品如新华XDPS浙大中控JX300X/ECS"100、和利时MACS系列、南瑞、四方、金智等；工控

28、软件如Intouch、iFIX、Rslinx、Wincc、组态王、OPC®务器；PLC系列如ABSiemens、GEOmronModicon,以及其它智能设备等。数据采集支持各种工业标准包括：TCP/IP、OPC/DDEModbusProfibus、RTU电力规约101/102/104、RS232/485等通讯协议。openPlant实时数据库提供统一的数据接口层，并针对不同接口模块的特定需求进行了性能优化和功能扩展。针对每个采集点用户可自定义其精度和采样频率，系统可实时监视采集节点的通信状态，并提供报警。成熟的接口模块清单：厅P接口模块）商接口系统操作系统1OPI-ASCII通用接

29、口ASCII文本义件Windows/Unix2OPI-DDE通用接口DDEServerWindows3OPI-OPC通用接口OPCServerWindows4OPI-ODBC通用接口关系型SQL数据库Windows5OPI-MBUS通用接口MODBUSRS232/485/TCPWindows6OPI-IEC通用接口电力规约IEC101/102/104Windows7OPI-ABRockwellPLCsWindowsAutomation8OPI-RSLXRockwellAutomationRsLinxWindows9OPI-DLVEMERSON程管理DeltaVNT10OPI-W2EMERSON

30、程管理WDPF-IISolaris11OPI-W3EMERSON程管理OvationSolaris/NT12OPI-IA美国FOXBOROIASeriesSolaris/NT13OPI-A2美国FOXBOROA2Windows14OPI-HIA日立HIACS-5000Windows15OPI-IFIXIntellutioniFIXWindows16OPI-ITWonderwareInTouchWindows17OPI-INSQLWonderwareInSQLWindows18OPI-MAXMCSMAX1000Windows19OPI-MODISchneiderAutomationPLCsWin

31、dows20OPI-N90美国ABBN90/Infi90VMS/NT21OPI-SYM美国ABBSymphonyWindows22OPI-PGP美国ABBPGPWindows23OPI-S7德国西门子PLCsWindows24OPI-WCC德国西门子WinCCWindows25OPI-TXP德国西门子TXPWindows26OPI-T3K德国西门子T3000Windows27OPI-GE美国GeneralElectricPLCsWindows28OPI-SIMP美国GeneralElectricSimplicityWindows29OPI-IHIS美国GeneralElectriciHisto

32、rianWindows30OPI-TDC美国HoneywellTDC3000Windows31OPI-TPS美国HoneywellTPS/PKSWindows32OPI-CS3日本横河CentumuXL/CS3000Windows33OPI-DIAS日本二菱DIASYSUnix34OPI-XDPS新华控制XDPS400/6.0Windows35OPI-JECS浙大中控ECS100Windows36OPI-JX3浙大中控JX300XWindows37OPI-MACS和利时MACSWindows38OPI-MAX和利时MAXIIWindows39OPI-KING亚控KingViewWindows4

33、0OPI-MCGS昆仑通泰MCGSWindows41OPI-N6K科远Network-6000+Windows42OPI-SPCC浙江中自SunyPCC800Windows43OPI-APACS美国MOOREAPACSWindows44OPI-MDNA上海自仪MAXDNAWindows45OPI-SDT天津自动化仪表SDT-2000Windows46OPI-FB2浙江威盛FB-2000NSWindows47OPI-NRI南瑞科技南瑞NCSUnix48OPI-TCS南京大兀TCS300Windows49OPI-PAG二吉尔兰吉尔PAG/FFCWindows50OPI-MV90惠安控制PowerC

34、omm2000/MV-90)Windows51OPI-GR90惠安控制GR90Windows52OPI-WISC金智科技DCAP-4000Windows53OPI-IESiES-E200山东鲁能Windows54OPI-CDT通用接口电力规约CDTWindows55OPI-DNP通用接口电力规约DNPWindows56OPI-N4FRTUg置电力远动装置规约WindowsopenPlant实时数据库模型openPlant实时数据库模型由下列三要素组成：一组实时数据对象及其结构、一组操作和一组（关于对象与操作的）约束。其中的约束更突出地包括时间限制。openPlant实时数据对象openPlan

35、t实时数据库（RTDB中包含下列两种类型的数据对象：1）过程点对象现实世界中的过程对象由传感器监视，具值被周期性地采样，并写入数据库。这种被实时写入的过程对象的值就是一个过程对象在特定时刻的映像，称为过程点对象。一个过程点对象有一个时标和一个有效期与之相连，它们分别对于相关过程对象的采样时刻和自此时刻开始至下一采样发生的时间区间。一个过程对象的值被采样并写入openPlant数据库而成为一个过程对象点的任务，然后建模为一个周期实时事务。过程对象的值一旦记入数据库，就不被更改，而将对过程对象的另一时刻值采样并写入数据库，作为新的过程对象。2）导出对象一个导出对象（DerivedObject,DE

36、O是经过一个事务的执行，由一组过程点对象和/或其他数据对象计算而得。显然，DEO也有时标，它是事务时间，其有效期则为导出它的多数据对象的有效之交，且可能有多个时间区间形式。时间关系代数操作openPlant实时数据库的时间关系代数有几种基本操作：选择、投影、迪卡尔积、差和并。其定义与一般关系代数略有不同：1）时间选择定义为选择满足时间条件表达式的数据对象。如用户查询在一定起始时间和结束时间范围内的数据对象。2）时间并先定义"时间归并”操作：对于一个过程点对象，将其中所有具有相同值、不同有效期的数据对象分别并成一个，其有效期为各相有效期之并。这就意味着去掉那些值和有效期都相同的重复对象

37、，在进行历史存储中可以有效地提高数据的压缩率，增加数据存储量。时间约束1）数据的时间一致性openPlant实时数据库是现实过程的直接映像，现实过程状态的任何变化都及时反在数据库中，换句话说，数据对象的时标足够地接近其真实时间，使数据库的状态能反现实过程的"当前"状态。2）事务的时间限制实时事务由事件驱动，事件建模数据与时间之间的联系，事务的定时限制有的则表现为相联事件的限制。openPlant有三种关于事件的时间限制：两事件间的最大时距，如限定过程点历史存储的最大时距为1小时；两事件间的最小时距，事件记录最小分辨率为1毫秒；限定事件在特定时间发生，如限定历史数据的归档时间

38、为每天零点。实时事务的定时限制有：限定事务执行的开始；限定事务在指定期间执行，如限定历史数据的归档周期为7天。实时事务的定时限制来自于外部环境的要求，指系统性能要求及数据的时间一致性要求。openPlant实时内存数据库技术openPlant实时内存数据库的设计打破传统磁盘数据库的设计观念，考虑内存直接快速存取的特点，以CPUF口内存空间的高效利用为目标来重新设计开发各种策略与算法、技术、方法及机制。openPlant将整个数据库主要的“工作”部分放入内存，减少了磁盘访问、文件I/O和缓存同步等开销，使得对实时数据的访问速度提高到了极致，为系统准确估算和安排事务的运行时间，同时也为实现事务的定

39、时限制打下了基础。实时内存数据库的数据装入与交换openPlant实时内存数据库根据实时数据本身及其事务的特征来考虑数据装入与交换策略。1）初始装入内存数据库初装时，首先考虑的是事务的优先级。优先级高的事务先装入内存，或者不分优先级而按调度策略，将先执行的事务先装入内存;变化速率高的数据对的事务往往也是高优先事务；存取频率高的数据一般还是先要被存取的数据；紧密相关的数据（即多个数据经常被一起使用）考虑同时装入或交换。初装的基本思想是将数据库的全部属性的集合按其存取频率及相亲度划分成子集，然后求出每一子集的加权最高存取优先级，最后依内存容量，将相对加权存取优先级高的那些子集装入内存。2）内外存数

40、据交换openPlant通过提供一种内外存数据交换策略来支持实时内存数据库的实现，数据交换策略考虑以下因素：高易变的实时数据必须常驻内存中且不能被交换出去；活跃或高频数据留驻内存中，一般不交换出去；立即执行的数据在第一个处理请求以前不能被交换出去；高优先级事务的数据在事务的活动期不能被交换出去，尤其当事务是周期性事务时，其数据尽可能常驻内存；非永久数据和关键数据最好不要换出。要保证对关键数据存取的及时性和有效性；进行交换的数据单位通常是元组集（页或块）。实时内存结构不可换出内存实时数据表适时换人换出点配置表用户表历史数据表其它表数据库的重装入恢复数据库重装是针对掉电等系统故障的，初装策略在这里

41、可以适用。部分重装是针对内存介质故障或内存不能存储整个数据库的，交换策略适用这种情况，只是这里考虑的是如何选择要换入的数据。openPlant实时数据库重装时，按事务优先级顺序，先装立即所需数据，使系统尽快地重启动运行，然后按需要逐步装入数据。openPlant实时数据库数据管理数据库的定义openPlant数据库是一些SQL对象（"数据库对象"）的命名集合；通常每个数据库对象（表，函数等等）属于并且只属于一个数据库。系统表属于整个安装，并且可以在安装之内的每个数据库里访问。openPlant数据库是用查询语言命令CREATEDATABAS国的：CREATEDATABASE

42、name这里的name遵循SQL标识符的一般规则.当前用户自动成为此新数据库的所有者.同时，以后删除这个数据库也是这个用户的特权，同时还会删除其中的所有对象，数据库的删除是不可恢复的。openPlant数据表由CREATETABLED建。基本系统表有：实时数据表，历史数据表，点配置表，用户表，节点表，系统配置表等。数据库的存储1）数据库空间结构采用内存数据库技术，数据库的存储空间是一个四层结构：易失的内存M1不易失内存M2磁盘存储器M3ffi外部存储器M4M1存放支持各事务的工作数据，故称为实时数据库的“工作版本"O-DB。它由事务直接存取，一般事务也只与它打交道。M2是M1的拓延，

43、用以存储一些活动的临时性数据，称为“临时版本"T-DB。O-DBffiT-DB统称为实时数据库的"内存版本"（M-DB。M3用来存放不在内存的数据库部分，当然还要存放用作恢复的数据库备份。这部分数据库统称为实时数据库的"外存版本”（S-DB）。M4一股是外部磁盘或磁带，用来存储以前数据库某时刻完整状态的映像，称为实时数据库的“后援版本"A-DB,仅是为了安全保护的目的和作为档案长期保存。openPlant实时数据库存储体系结构基于内存数据库技术，考虑了各种数据的用语义与特征和系统功能实现。2）物理数据组织openPlant实时内存数据库的物理组

44、织是其总体设计目标实现的基础，其存储结构、索引结构、中间数据存储结构都考虑到内存直接存取这一特征，主要采用两种物理组织方法。（1）区一块式区一块式组织基于关系数据模型，将存储空间按时间划分为"分区"，每一分区存储一个关系，物理上由若干"块”组成。一个块是内存中一固定长度的连续区域，相当于“页"，是内外存I/O的单位，也是内存空间分配及内存数据库恢复的单位。一块一般为1K字节大小。（2）映射内存式openPlant将内存数据库空间划分成实时内存数据库的主拷贝PDB与“映射”拷贝SM两部分。在事务操作期间，每次查询总是先对SM试探，若不成功，再对PD啾作。所

45、有的更新操作都在SM中进行，且都记录在活动日志中。每当一个事务提交时，由它所产生的在SM中的“后映像”就拷贝到PDBfro3）索引结构对实时内存数据库而言，通常的索引结构如AVL树、B树都具有一个共同的缺点，就是存储的有效使用和利用率很低。为此，我们开发出一种高效的实时数据索引结构。它的查找类似于二叉树，其不同之处主要在于每一结点的比较不是针对其中的各个元素值，而是对其最大（即最右）者和最小（即最左）者。它的维护操作类似于AVL树，但由于其独特的结点结构，故在具体的结点插入与删除时有所不同。4）数据库的压缩存储在实时数据库系统中，数据压缩在传统意义上是为了减少磁盘空间。针对不同的用，数据压缩有

46、多种算法，实时数据库系统不仅要求能够在有限的硬盘空间中存储大量历史数据，而且还要求这些数据能够快速地被访问。openPlant实时数据库根据实时数据的特点，采用了先进的数据压缩算法，对大量的实时数据进行原型压缩，同时结合高效的数据检索策略设计了实时数据库的压缩系统。这样，既可以较完整地保存大量的原始数据，又能有效地使用数据。(1)数据流(2)历史数据压缩算法openPlant实时数据库采用了基于时间和空间的二维压缩算法。时间纬度的压缩：定制的采样频率(1S/5S/10S/60S);例外报告：对不发生变化的点，或值的变化在定义的死区范围之内，或时间在最大时距之内，不存入历史表。矢量线性压缩，保存

47、关键点；空间纬度的压缩：以数据块为基本单位，结合平衡二叉树；减少索引数据所占有的磁盘空间。点值当前时间t基于数字信号处理理论数据存储密度自适应存储关键点存储点数据库的存储空间：由于采用上述优秀的压缩算法，平均单点存储占用空间小于2KB/24小时。2.6openPlant完整性检查为维护数据库的完整性，openPlant提供一种机制来检查数据库中的数据，看其是否满足语义规定的条件。这些加在数据库数据之上的语义约束条件称为数据库完整性约束条件，它们作为模式的一部分存入数据库中。完整性约束条件openPlant将完整性约束条件分为以下六类。1)静态列级约束静态列级约束是对一个列的取值域的说明，这是最

48、常用也最容易实现的一类完整性约束，包括以下几方面：(1)对数据类型的约束，包括数据的类型、长度、单位、精度等；(2)对数据格式的约束；(3)对取值范围或取值集合的约束；(4)唯一性与空值(NULL约束。2)静态元组约束一个元组是由若干个列值组成的，静态元组约束就是规定元组的各个列之间的约束关系。3)静态关系约束在一个关系的各个元组之间或者若干关系之间常常存在各种联系或约束。常见的静态关系约束有：实体完整性约束、参照完整性约束等。4)动态列级约束动态列级约束是修改列定义或列值时满足的约束条件：(1)修改列定义时的约束。例，将允许空值的列改为不允许空值时，如果该列目前已存在空值，则拒绝这种修改。(

49、2)修改列值时的约束。修改列值有时需要参照其旧值，并且新旧值之间需要满足某种约束条件。5)动态元组约束动态元组约束是指修改元组的值时元组中各个字段间需要满足某种约束条件。6)动态关系约束动态关系约束是加在关系变化前后状态上的限制条件，例如事务一致性、原子性等约束条件。完整型控制openPlant的完整性控制机制具有三个方面的功能：(1)定义功能，提供定义完整性约束条件的机制；(2)检查功能，检查用户发出的操作请求是否违背了完整性约束条件；(3)保护功能，当发现用户的操作请求违背了数据的完整性约束条件，则采取一定的动作来保证数据的完整性。检查的时机：完整性约束检查的时机通常是在一条语句执行完后立

50、即检查，称为立即执行约束。在openPlant中，最重要的完整性约束是实体完整性和参照完整性。openPlant主要完整性控制有：(1)空值约束控制(2)删除约束控制(3)插入约束控制(4)主码的唯一性和非空控制openPlant存取控制openPlant实时数据库系统建立和采取了各种安全保护措施，保护企业的生产实时数据库系统中的硬件、软件及数据，防止其因偶然或恶意的原因使系统遭到破坏，数据遭到更改或泄露等。openPlant安全性控制的方法：(1)用户标识和鉴别系统提供用户名和口令让用户标识自己的名字或身份。每次用户要求进入系统时，由系统进行核对，通过鉴定后才提供机器使用权。(2)存取控制通

51、过对用户授权确定用户的访问数据库权限。存取控制是由两个要素组成：数据对象和操作类型。定义一个用户的权限就是要定义这个用户可以在哪些数据对象上进行哪些类型的操作。当用户试图对数据库进行操作时，系统根据用户的存取控制权限判断其操作的合法性。若用户的操作请求超出了定义的权限，系统将拒绝执行此操作。用户名数据对象名允许的操作类型用户1实时表SELECT用户2实时表ALL用户2历史标ALL用户3点配置表UPDATE用户3实时表SELECT用户4点配置表INSERT,衡量授权机制一个重要指标是授权粒度。粒度越细，授权越灵活。在openPlant数据库系统中，授权的数据粒度包括表、歹1、行等。(3)定义视图为不同的用户定义不同的视图，把数据对象限制在一定的范围内。通过视图机制把要保密的数据对无权存取的用户隐藏起来，从而自动地对数据提供一定程度的安全保护。（4）数据加密数据加密是防止数据库中数据在存储和传输中失密的有效手段。加密的基本思想是根据一定的算法将原始数据（明文）变换为不可直接识别的格式（密文），从而使得不知道解密算法的人无法获知数据的内容。如在密码的传输过程中使用加密确保密码不被窃取。openPlant并发控制openPlant数据库是一个共享资源，可以供多个用户使用。当多个用户并发地存取数据库时就会产生多个事务同时存取同一数据的情况。若对并发操作不加控