本篇文章4317字，读完约11分钟

实时数据库系统的优缺点主要体现在它所提供的功能是否完备以及系统性能是否优越。
实时数据库的数据库管理系统还具有一般数据库管理系统的基本功能:
永久数据管理，包括数据库的定义、存储和维护。
有效的数据访问、各种数据操作、查询处理、访问方法和完整性检查。
事务管理、事务概念、调度和并发控制以及执行管理。
访问控制，安全检查。
控制数据库的可靠性。

强制控制®。软件实时数据库系统具有以下基本功能:
1。I/O设备的数据收集和返回
，因为应用实时数据库系统的监控对象最终将被实现到特定的硬件设备。数据库支持的i/o设备种类越多，它为用户提供的应用范围就越广。力控制®。目前数据库支持的I/o设备包括dcs、plc、智能模块、板卡、智能仪表、控制器、变频器等。此外，它还支持动态数据交换和opc接口，并可以与采用动态数据交换或opc标准的设备进行通信。力控制®。有许多方法可以在数据库和i/o设备之间交换数据，包括串行通信、板卡、网络节点、适配器、动态数据交换和opc。力控制®。一个数据库可以同时连接多个不同类型的i/o设备，并且可以为所有连接的i/o设备和同一设备上的不同i/o点参数指定不同的扫描周期。

[img]20063101923719894.jpg[/img]
　　用户可任意指定各数据的采集周期，可至毫秒。在外部设备允许时，可同时启动多进程进行采集以提高采集速度。可通过各种协议连接网络上的外部设备。
　　
　　2.输入处理
　　任何来源的数据在进入数据库前，均可先进行数据来源检查，上、下限检查，并进行量程转换、简单滤波、开方等处理后再进入数据库。
　　对于模拟量，其值用工程单位表示，即量程变换以后的数值，如，８０kg/h。
　　经量程变换处理后的pv值计算公式为：
　　pv=eulo+（pvraw-pvrawlo）*（euhi-eulo）/（pvrawhi-pvrawlo）
　　其中参数pvraw表示原始过程测量值，pvrawhi表示原始过程测量值上限，pvrawlo表示原始过程测量值下限，pvrawhi和pvrawlo的具体值与所接i/o设备有关。下表给出了以omronplc的dm区数值为例的力控®数据库原始测量数据量程转换原理。[img]20063101923719894.jpg[/img]
用户可以任意指定每个数据的收集周期，可以短至毫秒。当外部设备允许时，可以同时启动多个流程进行采集，以提高采集速度。网络上的外部设备可以通过各种协议连接。

2。输入处理
在进入数据库之前，可以在进入数据库之前检查来自任何来源的数据的数据源、上限和下限、范围转换、简单过滤和处方。
对于模拟量，其值以工程单位表示，即量程转换后的值，例如80kg/h。
量程转换后pv值的计算公式为:
PV = eulo+(pvraw-pvrawlo)*(euhi-eulo)/(pvrawi-pvrawlo)
，其中参数pvraw代表原始过程测量值，pvrawi代表原始过程测量值的上限，pvrawi代表的上限下表给出了力控制& reg以欧姆龙plc的dm面积值为例，阐述了数据库中原始测量数据的量程转换原理。

[img]200631019251171659.jpg[/img]
　　对输入的实时数据还可进行小信号切除处理，以防止累计、流量信号零漂波动对计算结果产生影响。用filterfl表示小信号切除开关。当filterfl为0，表示禁止小信号切除处理；当filterfl为1，表示允许小信号切除处理。用filter表示小信号切除限值，当允许进行小信号切除时，数据库将不记录小于filter的pv值变化。
　　3.输出处理
　　输出处理用于在数据库向外部设备进行数据回送前，对发往现场的数据进行输出上、下限检查和限值变化率检查，并进行输出记录。同时允许用户自定义处理方法。
　　4.数据累计处理
　　对于需要进行累计的数据，可以将其组态为“累计点”类型，正确设置变量的瞬时值量程和时基后，当实时数据库进入运行状态后立即开始累计，例如某个进料流量的量程是50吨/小时，就可以设置时基为3600秒。
　　5报警处理
　　系统可提供高报、高高报、低报、低低报、偏差、变化率、延时、坏pv、录入超时报警功能，提供报警确认、报警汇总、报警历史查询等功能。
　　对于低低限报警、低限报警、高高限报警、高限报警，当过程值超出了这四类报警的限值时，产生相应的报警。
　　对于偏差报警，当过程值（pv）与设定值（sp）的偏差超出了偏差限值dev时，报警产生。
　　变化率报警是通过检测过程值（pv）的实际变化率，即如果过程pv值在变化周期ratecyc内的变化量超出了变化率限值rate后，产生报警。
　　当设置了延时报警后，当pv值超出限值后，并不立即产生限值报警，只有当超过延时时间alarmdelay后，pv值仍超出限值时，才产生限值报警。
　　录入超时报警检测操作人员是否按时录入了操作数据。如果操作人员没有在超时限值timeout内完成数据录入，则产生此报警。
　　坏pv值报警检测是否有坏pv值出现。
　　在进行实际变化值与限值的比较时，涉及到死区设定值deadband的概念：死区设定值是指在消除报警前，实际值必须降低到报警限值以下多少个工程单位数（如果是下下限或下限则在它之上的工程单位数）。例如，从报警状态返回到正常状态时，实际值不仅返回到报警限值内，而且还要返回到用户指定的死区设定值之上或之下。死区设定值防止了由于报警重复通知造成的多次报警（实际值在限值周围变化，不断地跳进、跳出报警限值）。
　　以上报警参数的初始值均是在实时数据库组态期间，由自动化工程技术人员根据工艺需要设置的，当在系统运行环境下需要修改时，可以在图形运行环境下由授权的操作人员修改，也可以用脚本语言修改。
　　6.统计
　　当设置了自动统计功能时，数据库自动对pv值的变化进行累计运算，可提供小时、班、日、月、年的累计值，自动计算小时时间段内的平均值、最大值、最小值，并形成统计历史数据。
　　7.运算和控制
　　对于各类实时现场控制，其实时运算和控制调节能力是至关重要的。力控®数据库提供的运算点和控制点对实现实时运算和常规控制非常有效。
　　运算点含有一个或多个输入，一个结果输出。目前提供的运算类型有：
　　数学运算，加、减、乘、除、开方、求余等。
　　关系运算，大于、小于、等于、大于等于、小于等于等。
　　位操作，与、或、非、异或等。
　　使用运算功能，可以在数据库中完全按照自己的要求搭建各种控制模型、运算模型，完成数值计算。
　　控制点具有各种常规pid调节算法，包括：位置式、增量式、微分先行算法等。
　　8.事件
　　任何用户对数据库的访问均产生相应的事件，并可被记录，用户可以访问和查询这些记录。
　　
　　9.在线组态与查询
　　以上各种内置的数据处理功能，均是由组态数据进行管理的。这些组态数据，在数据库运行时，则是以点参数的形式供用户进行查询和修改，用户可以用任何一个访问数据库的应用程序在线修改这些参数，当然也可以在数据库上直接修改或查询。
　　10.保存历史数据
　　各实时数据库均可保存历史数据，且可任意指定保存时间，中间可随时停止和恢复。保存历史数据时，先保存在内存缓冲区内，缓冲区满时才一次性写盘，读历史数据时先从缓冲区取数据，取不到再到硬盘取，可大大提高取历史数据速度。历史数据采用时间-变化压缩方法，即当数据变化时才进行保存，既节省外存空间，又保证数据精度。
　　11.网络通讯及并发处理
　　数据库的网络通讯功能是构建分布式应用的基础。例如力控®数据库内置了tcp/ip通讯功能。可以通过internet/intranet与分布在网络节点上的其它力控®数据库进行通讯。每个分布节点上的数据库都可以同时为服务器方或客户方。
　　12.冗余及双机热备
　　力控®数据库目前支持双机热备式冗余。即可以指定一台机器为主机，另一台作为从机，从机内容与主机内容实时同步，从机实时监视主机状态，一旦发现主机停止响应，便接管控制。i/o设备只从主机接受控制指令，以免造成控制时序错乱，在这种情况下，从机不做任何组态，如图3-4所示，只需选择“从站”方式即可。
　　同步信息包括：时钟同步、实时数据库信息同步、历史数据同步。
　　冗余原理如下：
　　⑴开始运行时从机首先向主机数据库注册，报告本机地址。向主机发送时钟同步请求，数据库组态信息同步请求，异地历史存储数据同步请求，组态画面同步请求。
　　⑵当主机正常工作时，从机不断向主机发送实时数据同步请求。
　　⑶当主机正常工作时，从机中的数据库不进行任何运算，ioserver不进行采集，但是可以接受用户操作，操做结果直接送往主机。
　　⑷当主机在一定时间内（超时时间）不响应从机的同步请求时，从机便接管控制，停止向主机发送同步请求，启动i/oserver采集。这时从机将变为主机。
　　⑸当故障的主机重新启动后，发现从机已经转为主机，首先询问从机是否因主机故障而转为主机，如果是，主机将与从机信息同步，同步完成后，从机停止控制工作，将控制权还给主机。
　　从机除了与主机实时数据，历史数据，时钟同步外，从机每当开始运行时，还将与主机组态内容同步。可以指定从站是否与主站组态信息一致，如果指定从站与主站组态内容同步，从站启动后将自动与主站组态同步。同步信息包括数据库组态同步。信息同步时从站组态信息将会被覆盖。
　　13.系统开放接口
　　实时数据库提供了包括dde、odbc和activex控件编程接口在内的多种开放接口。
[img]200631019251171659.jpg[/img]
输入的实时数据也可以通过小信号切割进行处理，以防止累积的流量信号零点漂移波动影响计算结果。用filterfl表示小信号切断开关。当filterfl为0时，表示禁止小信号切割处理；当filterfl为1时，表示允许小信号切割处理。用滤波器表示小信号切除的极限。当允许小信号切除时，数据库将不会记录小于过滤器的pv值变化。
3。输出处理
输出处理用于在数据库将数据发送回外部设备之前，检查发送到现场的数据的上限、下限和极限变化率，并记录输出。同时，它允许用户定制处理方法。
4。数据累加处理
对于要累加的数据，可以配置为“累加点”。当变量的瞬时值范围和时基正确设置后，实时数据库将在运行后立即开始积累。例如，如果某个给料流量的范围是50吨/小时，时间基准可以设置为3600秒。
5报警处理
系统可提供多报、多报、少报、少报、偏差、变化率、延时、不良pv、超时报警输入等功能，并提供报警确认、报警汇总、报警历史查询等功能。
对于下限报警、下限报警、上限报警和上限报警，当过程值超过这四种报警的限值时，会产生相应的报警。
对于偏差报警，当过程值(pv)和设定值(sp)之间的偏差超过偏差限值dev时，将产生报警。
通过检测过程值(pv)的实际变化率，也就是说，如果过程pv值在变化周期ratecyc中的变化量超过变化率限制率，则产生变化率警报。
当设置延迟报警时，当pv值超过极限时，极限报警不会立即产生，但只有当pv值在延迟时间报警延迟后仍超过极限时才会产生。
输入超时警报检测操作员是否按时输入操作数据。如果操作员未能在超时限制超时内完成数据输入，则会产生此警报。
错误pv值警报检测是否存在错误pv值。
在将实际变化值与极限值进行比较时，会涉及死区的概念:死区设定值是指在消除报警之前，实际值必须减少到报警极限值以下的工程单位数(如果是下限或下限，则是高于它的工程单位数)。例如，当从报警状态返回到正常状态时，实际值不仅返回到报警极限，还返回到高于或低于用户指定的死区设定值。死区设置值防止由重复报警通知引起的多次报警(实际值在极限值附近变化，并不断进出报警极限值)。
上述报警参数的初始值均由自动化工程师根据实时数据库配置过程中的工艺要求进行设置。当需要在系统运行环境中修改它们时，可以由图形运行环境中的授权操作员或脚本语言进行修改。
6。统计
设置自动统计功能后，数据库自动对pv值的变化进行累计运算，可以提供小时、班次、日、月、年的累计值，自动计算小时周期内的平均值、最大值和最小值，形成统计历史数据。
7。操作和控制
对于各种实时现场控制，其实时操作和控制及调节能力非常重要。力控制®。数据库提供的操作点和控制点对实现实时操作和常规控制非常有效。
操作点包含一个或多个输入和一个结果输出。目前提供的运算类型有:
数学运算、加法、减法、乘法、除法、平方根、余数等。
关系运算，如大于、小于、等于、大于或等于、小于或等于等。
位运算、与、或、非、异或等。
通过运算功能，您可以根据自己的需要在数据库中建立各种控制模型和运算模型，并完成数值计算。
控制点有各种常规的pid调节算法，包括位置型、增量型、微分优先算法等。
8。事件
任何用户对数据库的访问都会生成相应的事件，这些事件可以被记录下来，用户可以访问和查询这些记录。

在线配置和查询
以上内置数据处理功能均由配置数据管理。当数据库运行时，这些配置数据以点参数的形式供用户查询和修改。用户可以通过任何访问数据库的应用程序在线修改这些参数，或者直接在数据库上修改或查询它们。
10。保存历史数据
所有实时数据库都可以保存历史数据，保存时间可以任意指定，可以随时停止和恢复。保存历史数据时，应先将其存储在内存缓冲区中，当缓冲区已满时，应写入磁盘一次。读取历史数据时，应该先从缓冲区中取出，然后从硬盘中取出，这样可以大大提高获取历史数据的速度。历史数据采用时变压缩方法，即在数据变化时保存，既节省了外部存储空，又保证了数据的准确性。
11。网络通信和并发处理[br/]数据库的网络通信功能是构建分布式应用程序的基础。例如，力控制®。Tcp/ip通信功能内置于数据库中。它可以与其他力控制& reg通过internet/intranet分布在网络节点上。通信数据库。每个分发节点上的数据库可以同时是服务器端或客户端。
12。冗余和双机热备
强制控制& reg目前，数据库支持双机热备冗余。也就是说，一台机器可以被指定为主机，另一台机器可以被指定为从机。从设备的内容与主设备的内容实时同步，从设备实时监控主设备的状态。一旦主机停止响应，它就会接管控制权。I/o设备仅接收来自主机的控制指令，以避免控制时序混乱。在这种情况下，从站不进行任何配置，如图3-4所示，只需要选择“从站”模式。
同步信息包括时钟同步、实时数据库信息同步和历史数据同步。
冗余原则如下:
(1)运行时，从机首先向主机数据库注册，并报告自己的地址。向主机发送时钟同步请求、数据库配置信息同步请求、远程历史存储数据同步请求和配置图片同步请求。
⑵当主机正常工作时，从机不断向主机发送实时数据同步请求。
(3)当主机正常工作时，从机中的数据库不执行任何操作，主服务器不执行任何收集，但可以接受用户操作，操作结果直接发送给主机。
(4)当主机在一定时间(超时)内没有响应从机的同步请求时，从机接管控制权，停止向主机发送同步请求，并开始I/o服务器采集。这时，奴隶变成了主人。
⑸当故障主机重启时，发现从机变成了主机。首先，问问奴隶是否因为主人的失败而变成了主人。如果是这样，主机将与从机信息同步。同步完成后，从机将停止控制工作，并将控制权归还给主机。
除了与主机的实时数据、历史数据和时钟同步外，从机在开始运行时还会与主机的配置内容同步。您可以指定从站是否与主站配置信息一致。如果指定的从站与主站配置内容同步，从站将在启动后自动与主站配置同步。同步信息包括数据库配置同步。当信息同步时，从站的配置信息将被覆盖。
13。系统开放接口
实时数据库提供各种开放接口，包括dde、odbc和activex控件编程接口。