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FactoryTalk 历史数据库管理软件和报表软件
在污水处理行业的应用
张
娜
（南京市给排水工程设计院有限公司，江苏南京210036）
摘要：文章结合南京市江心洲污水处理厂自控上位系统改造工程，介绍了使用FactoryTalkHistorianSEServer 历史数据库
管理软件来采集、存储实时生产数据，以及使用FactoryTalkVantagePoint EMI 报表软件对历史实时数据进行显示、分析的方法。关键词：FactoryTalkHistorianSE Server 时序数据历史数据库；FactoryTalkVantagePoint EMI 生产报表中图分类号：TP311.52文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2016）10-0135-02
0引言
随着全球对水资源保护的日益重视，我国不断加大对城市污水与工业污水的治理力度，对污水处理企业的排放标准也不断提高。为了更好地控制污水处理过程，符合环保排放标准，污水处理厂在各个生产环节安装了大量的在线水质监测仪表，用于实时监测污水处理情况，及时调整污水处理参数，使污水排放达标。大量的水质仪表监测数据被实时采集到污水厂的数据服务器中，如何存储，如何管理以及如何利用好这一大批的生产数据以备用于后期的水质分析和对比是摆在污水厂自控技术人员面前的一大问题。本文结合南京市江心洲污水处理厂自控上位系统改造工程，介绍了使用Factor-yTalkHistorian SE Server 历史数据库管理软件来采集、存储实时生产数据，以及使用FactoryTalkVantagePoint EMI 的报表软件对历史数据进行显示、分析的方法。
1FactoryTalkHistorianSE Server 历史数据库管理软件和FactoryTalkV antagePoint EMI 报表软件简介
在线仪表数据是大量松散无序的时序数据，与传统的关系数据库（例如Microsoft SQL Server 或Oracle ）相比，历史数据库更适合于时序数据的采集。FactoryTalkHistorianSE Server 就是一款历史数据库采集管理软件，它采用时序优化型的数据存储方式，可实现数据的快速捕捉和存储以及更低的存储空间和快速的数据检索。此外，FactoryTalkHistorianSE Server 还拥有高级过滤和压缩算法，可进一步提高存储能力。
FactoryTalkHistorianSE Server 针对时序数据的采集和分析进行了优化，时序数据将持续采样，并且每
个采样值都将保存在数据库中。为优化系统并最小化存储需求，可采取一定的方式对数据进行异常测试和压缩测试，以便仅存储相关的数据变化。如此一来，与在典型的关系数据库中的存储（通常会存储所有采样点）相比，系统能够存储的数据将明显更多。其中，数据压缩是包含两个步骤的一个可选环节，用于报告异常变化，并根据用户定义的将异常数据剔除出数据库。
FactoryTalkHistorian SE Server 是以较低间隔频率高速地捕捉过程数据，从而支持显示数据趋势和图表、支持执行高级数据分析，以及生成基于数据的报告。然后便可在这些时序数据的基础上进行企业上下各个环节和应用中的各种计算、估算、统计过程、质量控制等。而FactoryTalkVantagePoint EMI 报表软件通过FactoryTalkHistorian SE Server 获取历史数据，创建从历史数据曲线到EXCEL 格式报表的多种表现形式的历史数据比对与分析，满足用户需求。
2江心洲污水厂中控系统架构设计
南京江心洲污水处理厂是日处理规模达64万m3/d 的大
型污水处理厂，自控系统中设有16个PLC 站点，通过光纤环网和中心控制室连接。在本改造工程，设计中控系统人机界面采用FactoryTalk View SE 上位SCADA 监控软件，进行流程界面和各污水处理工艺点界面的开发，该软件可直接浏览底层PLC 控制器变量标签库，实现对生产数据实时监控和对控制参数的设置。为了实现大量实时数据的采集存储，系统采用FactoryTalkHistorian SE Server 建立工业化实时历
史数据库，采用FactoryTalkVantagePoint EMI 软件配置数据处理和报表系统软件，满足节能减排和日常运行的要求。
具体系统架构规划为5台服务器，分别为2台SCADA 监控服务器，安装FactoryTalk View SE 产品的服务端软件，相互冗余配置，负责生产工艺的监控和实时数据的采集；1台实时历史数据服务器，安装FactoryTalkHistorianSE Server 软件，高效储存数据，负责工业实时历史数据的采集、存储，为信息化提供数据源；1台生产智能服务器，安装FactoryTalkVantage-Point 软件，主要提供数据查询和报表服务；1台WEB 服务器，安装FactoryTalkViewpoint EMI 软件，负责WEB 页面的生成与发布，可以将生产监控界面实时发布给局域网内用户，实现信息化共享。图1
为系统架构图。
图1控制中心系统构架
系统全部功能如下：SCADA 监视服务器：（1）污水处理厂SCADA 软件框架的搭建；（2）控制流程界面的开发及各污水处理工艺点界面的开发；（3）历史趋势曲线；
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（Sum.No 166）
信息通信
INFORMATION &COMMUNICATIONS
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（4）报警服务。
实时历史数据服务器：（1）按工业化算法存储实时数据；（2）提供历史数据访问服务；（3）管理分析、统计计算关键数据。生产智能服务器：（1）利用控制系统数据，生成污水厂生产报表与管理报表；（2）生成的报表都可以作为WEB 页面以表格、曲线、电子面板等各种丰富的形式以Web 网页发布出来；
（3）设计开发生产数据图形分析模块。对实时数据以及历史数据进行同比类比等图形化分析功能。可以包括曲线，饼图，柱形图等多种形式实现。
WEB 服务器：（1）统筹规划数据库，实现底层信息平台；（2）负责WEB 页面的生成与发布，实现信息化共享。
3FT_VantagePoint 数据曲线和报表应用
FT_VantagePoint 报表软件通过FT_Historian SE Server 获取历史数据，创建从历史数据曲线到EXCEL 报表等的多种表现形式的历史数据比对与分析，满足用户需求。
3.1应用一：绘制历史数据曲线
使用FT_VantagePoint 软件的Trend 功能，能够获取FT_
Historian SE Server 的历史数据并绘制出历史数据曲线，曲线绘制完毕发布到网页上，然后通过上位软件链接就可以查询到该曲线。图2为通过上位软件查询的江心洲污水处理厂进
水数据曲线。
图2江心洲污水处理厂进水数据曲线
点击按钮，各数据曲线在同一坐标中显示，
点击
按钮，各数据曲线分别在各自不同的坐标中并列显示。
点击工具栏中的按钮，停止实时运行模式，这时下方的时间参数框变为了可输入状态。直接在起始、终止时间框
内输入时间或点击按钮，从下拉菜单中选择日期和时间，为曲线设置新的起始、
终止时间。或者点击时间段右侧的按钮，从下拉菜单中选择新的时间段。
输入新的时间参数后，点击起始、
终止时间框之间的按钮，刷新曲线。刷新后的曲线是以用户新输入的起始、终止时间或时间段为时间坐标生成的曲线。
3.2应用二：曲线数据分析——查看所选时间范围内曲线的最大值、最小值和平均值
打开一个曲线，
点击工具栏中的
按钮，弹出数学统计
窗口，如图3所示。在该窗口中可以看到各条曲线在所选的时间段内的数学统计数据，比如最小值（Minimum ）、最大值（Maximum ）、平均值（Average ）
等等参数。图3数学统计窗口
sql软件是什么软件
3.3应用三：数据报表
在EXCEL 软件里使用VantagePoint 插件功能，可插入历
史数据，然后按照用户需要来绘制报表，发布到网页上后，通过上位系统链接就可以查询到该报表。图4为查询的江心洲污水处理厂江边泵站日报表。点击白报表栏左侧的时间参数显示/隐藏按钮，可打开、关闭时间参数设置。点按钮，
在弹出的下拉菜单中选择报表时间，或者点按钮，选择
当前时间为报表时间，然后点
按钮，系
统会重新生成所选日期的日报表。
图4报表时间参数设置
4结语
综上所述，我们可以看出，基于FactoryTalkHistorian SE Ser-ver 和FactoryTalkV antagePoint EMI 的系统架构的优势在于，采用了FactoryTalkHistorian SE Server 实时历史数据库，通过强大的数据采集、存储引擎和高效的压缩存储算法可以将大量的数据保存在很小的硬盘空间上，同时系统还可以在长时间段的大量数据中快速查获用户需要的信息，满足污水行业大量仪表实时历史数据存储及查询的要求。此外，采用FactoryTalkV antage-Point EMI 软件可以轻松实现曲线查询、比对、数据分析和报表等功能，使污水处理运营系统的自动化和智能化水平得到相应提高，有效降低人工劳动强度和整个系统的运营成本。参考文献：
[1]
叶兴刚.大数据技术在污水处理运营中的应用[J ].产业与
科技论坛,2016(6).
[2]匡武.城市污水处理厂自控系统的设计与应用[J ].中国科
学信息,2008(7).
[3]Rockwell Automation,Inc.FactoryTalkCore Student Manual
[R ].Rockwell Automation ,2013(3).
[4]Rockwell Automation,Inc.FactoryTalkVantagePointEMIStu-dent Manual [R ].Rockwell Automation ,2013(12).作者简介：张娜(1978-)，女，天津人，南京市给排水工程设计院，工程师，研究方向为电气自动化。信息通信张娜：FactoryTalk 历史数据库管理软件和报表软件在污水处理行业的应用

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