為了適應中國經濟的快速發展，電力行業進一步提高了全廠綜合自動化水平，注重信息化的建設，特別是各地的火電廠紛紛提出適合自己工廠的廠級監控信息系統（也就是現在所說的SIS系統）以提高生產效率，實現電廠管理信息系統與各種分散控制系統之間的數據交換。廠級實時監控信息系統為電廠管理層的決策提供真實、可靠的實時運行數據，為市場運作下的企業提供科學、準確的經濟性指標。但是SIS系統的開發往往不僅需要有一定的計算機知識，還需要了解自動化常識以及對電廠實時生產過程管理有比較深刻的理解。如果單純依靠軟件開發人員開發，則很難完成如此艱巨而又責任重大的任務，即使完成了也已經耗費了大量的人力和時間。

一 目前電廠SIS系統主要實現的功能有：

1.監視、指導機組的運行

2.降低發電企業的火電煤耗

3.主機和主要輔機故障診斷

4.科學分配機組負荷

5.降低成本、提高效益

6.管控一體化

目前市面上有很多關系數據庫，但是均不能滿足電廠的需求，我們需要建立一個實時／歷史數據庫并具有如下特點：

●為生產和管理獲取所有的相關信息，可以生成過去和現在的所有操作情況畫面，以足夠的信息供用戶以不同的視角在統一的數據倉庫訪問相同的信息，獲得不同的應用。

●在線存儲多年的工藝數據，即以用戶或應用的要求，包括毫秒級的數據存儲歷史數據，以利于工藝和設備的運行狀況分析。

●以數據的原型存貯，即數據的采集與存貯保持原有的采樣間隔和采樣精度而不必考慮將來如何用，但這需要占用大量的磁盤空間，采用先進的壓縮技術和保持原有精度的還原技術是可取的。

●數據只存貯一次，以數據的基本形式存貯，并可對數據進行任何格式的計算和歸納處理。

●數據庫是一個全廠范圍內的統一數據平臺，是用來在不同廠商的產品間傳送信息。因此，必須具有開放性，例如采用分布結構的計算機環境，Client／Server結構，可在多種系統配置下運行，在客戶端產品底層采用Windows技術和Windows化的界面，有豐富的商業化數據處理工具，對不同的DCS、PLC、工控機等廠商產品有豐富的接口經驗。

●數據采集和存儲的可靠性。采用分布式結構進行數據采集和存儲，接口能支持網絡節點之間的容錯技術，當發生故障時仍可繼續采集網絡節點式接口設備的數據，采用分布式數據存貯數據暫時保存在該節點上，保證數據在節點上的故障數據不丟失。

由于實時／歷史數據庫采集的速度快，數據量大，精度要求高，并且帶有時標，便于分析和生成報表，因此十分適合目前電廠的數據采集和分析，而常規的關系數據庫則在這些方面都相距甚遠。

鑒于以上的這些原因，市場上也出現了許多不同級別的實時/歷史數據庫，目前最經濟且性價比最優的則是美國Wonderware軟件公司的IndustrialSQL Server（以下簡稱為InSQL）。

InSQL是一套基于Client／Server結構的商品化軟件應用平臺。它是時間序列的數據庫，最適合處理過程數據。

二 nSQL有六大特點：

1.數據采集

InSQL可以實現快速數據采集。而在電廠內是不是需要這樣快速的數據采集呢？1分鐘的數據，能夠滿足ASME標準與國標的有關性能分析，也能產生許多報告及表示某些主要流程狀態。但是對于過程診斷而言，則是不足的，有相當多的過程快于一分鐘，對模擬量，根據Shannon 采樣定理，選擇采樣周期Ｔ至少應是過程周期的1/2。

2.數據壓縮

有了毫秒級的數據采集，硬盤就成為數據存儲的最大瓶頸，InSQL內有一個稱之為Loss-Less的壓縮算法來實現數據存放的問題。她的壓縮率非常的高，可以達到90%以上，且是無損壓縮，整個過程對用戶完全透明。那么電廠的實時數據究竟需要存放多久呢？我們認為最好能存2年或更多，因為目前機組的檢修周期一般是一年至一年半，工程師應能與去年同期或修前的數據進行分析比較。

3.實時查詢

有了海量的存儲，有了壓縮算法，我們還需要有一個便捷的查詢手段。InSQL雖然是一個實時數據庫，但是她也兼顧關系型的優點。除了直接支持用標準的 SQL語句查詢數據，還對現有的SQL語言做了一定的擴展，提供了專用的關鍵字，用來實現返回等間隔的數據。

4.事件系統

雖然InSQL提供快速的數據采集，也有相當優秀的數據壓縮率，也支持實時查詢，但是InSQL所能做的還不只是這些，她還內嵌了一個便捷的事件系統。一旦系統有故障產生，系統就會觸發數據庫中的事件，事件系統會依據不同的情況執行不同的動作。

利用事件用戶可以方便的從數據庫中直接獲取需要的相關數據，簡單的統計數據或是提醒機制（Email方式）。只要配置事件系統就可以診斷狀態和機組分析，達到事半功倍的效果。

5.內嵌MS SQL Server

InSQL是一個實時數據庫，但是她還兼有關系型數據庫的特點，因為內嵌了一個MS SQL Server數據庫。InSQL數據庫把所有的配置信息，所有的事件信息等都存儲在MS SQL Server數據庫中。一旦需要訪問數據的時候，用戶可以直接訪問MS SQL Server來獲得數據，也可通過OLE-DB的方式訪問InSQL數據庫。從下圖中可以看出InSQL Server和MS SQL Server之間的架構關系，也體現出 InSQL是一個實時關系型數據的全新特性。

6.支持冗余

InSQL支持冗余，并且提供多種不同的冗余方案。通過內部的 IDAS（IndustrialSQL Data Acquisition Server）服務實現。一種方式稱為失效切換：當有一組數據源出現問題時，InSQL會自動找到備用數據源，并把所有測點全部切換到備用節點上去。另一種方法稱為存儲轉寄：當現場只有一組數據源，而其中的網絡又由于某種原因斷開了，系統會在數據源上自動緩存數據，當網絡再次連通時，再把損失的數據傳回InSQL數據庫中，以保證數據庫的完整性。

對于有些特別的情況，整個系統需要有一定的備用余量，則以上兩種冗余方案則都不能滿足需要。用戶還可以調用InSQL的存儲過程來實現復雜的冗余，整個過程也相當的容易，只要有一定數據常識的人員就可以完成。

InSQL不僅支持數據的冗余，還支持自身的冗余，兩個InSQL之間也能通過軟件配置達到數據庫的同步，的確為用戶提供了諸多的方便。

總體上來說InSQL是一個相當優秀的實時關系型數據庫軟件，這不僅體現在性能上，在價格上也有一定的優勢。對于25000點的數據庫與20個客戶端而言，InSQL只需花費其他軟件的25%，而且接口友好，不僅支持OPC/Suitelink，ODBC，還支持MS SQL編程接口。

下面針對電廠的具體情況，我們提出兩個不同的系統架構。一是InSQL+InTouch的架構，這也是目前最為流行的架構；另一個是 Application+InSQL的架構，這是Wonderware公司建立在ArchestrA工業平臺上的全新架構，具有更多更靈活的優點。

三 InSQL+InTouch系統架構

考慮到很多電廠已經是運行了許多年了，期間的DCS設備可能由數個品牌所構成，又或者上位機監控軟件也已經有幾個不同的廠家所提供，鑒于大多數這樣的情況，我們建議使用InSQL+InTouch的系統解決方案。

（1）網絡結構

采用分層的網絡架構，SIS網絡以InSQL為核心，遵循開放的TCP/IP協議。行控制。另外SIS系統還為MIS系統提供了多種查詢方式，支持實時數據的顯示方式，也支持標準客戶端的歷史數據訪問，還可以通過Web服務器實現網絡瀏覽等。

（2）軟件配置

如果用戶使用的監控軟件是InTouch，那么我們只要添加InSQL數據庫服務器在一級網絡上就可以方便的導入InTouch的測點，無需編程就可實現和DCS設備通訊；或者我們也可直接和OPC Server實現通訊，把所需要的DCS數據導入到InSQL服務器中。

（3）數據管理

具有良好的性能，比一般關系型數據的數據存儲快100倍，提供毫秒級的數據采集。

支持標準的SQL查詢，并可根據需要返回等間隔的數據，或返回一定數量的數據。

數據備份極為方便，一天生成一個目錄來存儲數據，也可使用內置的策略方式來定義循環存儲數據。

對不能自動采集的數據，利用InSQL內的MDAS（Manual Data Acquisition Service）服務實現多種手工導入。

能夠實現事件觸發的功能，一旦條件滿足，則會快速記錄所有相關測點的信息，或者執行一些相關的語句。

提供手工加測點的方法，隨時都可以增減數據測點。

對于數據源的冗余提供了多種方案，保證最大程度的數據完整性。

（4）數據壓縮

InSQL的數據壓縮性能是非常令人振奮的，她不僅具有非常優秀的壓縮率，而且這個壓縮算法還是無損壓縮，為電廠海量存儲提供了最有力的支持。

我們以每個數值占4個字節，時標占8個字節，1個為質量字節計算，共有22000點，2秒周期的循環方式存儲：

每日數據=13×200000×（60/2）×60×24=11,232,000,000≈11G

再加上索引文件和日志文件就更大了。但是InSQL實際只占用了1G，并且時無損壓縮，壓縮率大于90%。

（5）性能優越

占用CPU的資源比較少，一般的負荷僅為5%-10%，如果有20個用戶同時訪問，也能很好的運作，CPU的最高負荷為70%。

除了提供歷史數據還提供實時數據，并且可以使用28.8K的Modem進行遠程監控查詢。

（6）強大的客戶端

提供多種客戶端連接方式，最優秀的是有一個專門的ActiveFactory客戶端軟件。

用戶如果需要自行編寫程序，也可直接使用OLE-DB的方式連接到數據庫，然后就和其他標準的關系型數據庫一樣使用SQL查詢。

對于實時數據的查看，可以通過InSQL內的一個專用服務，再連接到FactoryFocus（InTouch只監視不控制的版本）上進行顯示，速度和效率都和現場的操作員看到完全一樣。

另一方面，你可基于InSQL實時數據庫來實現基于大量歷史數據的計算模型，這些模型可能基于對歷史數據的查詢，基于統計的計算等等。由于InSQL是標準SQL訪問，所以功能擴展和計算都變得相對容易。

下面也羅列出一些具體的模塊功能：

過程信息管理模塊

性能計算模塊

電廠負荷優化調度軟件模塊

鍋爐清潔模塊

汽機壽命管理模塊

鍋爐壽命管理模塊

輔機壽命管理模塊

診斷功能系統

電廠設備測試模塊

數據調整模塊

優化控制模塊

維修、備件管理模塊

文檔、工程管理、環保管理模塊

經營計劃管理、技術經濟分析、報價支持高層軟件模塊

這些功能模塊有些是可以直接使用InSQL來實現，有些則需要通過專業軟件來實現。

總體來說，Wonderware 的ArchestrA架構采用全新的技術，為自動化和信息化系統構筑了優秀的平臺，同時為發電企業的SIS系統的構筑提供了強大的可擴展的靈活架構，并提供了靈活便捷的應用擴展能力。