一、PI实时数据库简介
PI系统是基于C/S、B/S结构的商品化软件应用平台,PI系统代表了实时数据库技术的最高水平。
PI实时数据库系统适用于电力、石油、化工、冶金、造纸、制药、水处理、食品饮料、通讯等各种生产流程企业的生产过程优化,是全世界装机量最多的实时数据库系统。由于其功能卓越、性能可靠,在国内外电厂信息化建设中获得了广泛的应用,在电力行业实时/历史数据库产品应用中占据了领导性的地位(30%以上份额)。
PI 系统是世界上最强壮的实时数据平台,具有如下特点:
v 单机支持的最大规模已经达到2000万点
v 数据吞吐量达4百万/秒
v 存储能力为10-15万个事件/秒
v 数据访问能力为100万个/秒
v 提供超过400个标准接口
v 提供超过30种可视化、报警、分析工具
v 对客户端数量无限制
v 独有的旋转门压缩技术
和其他同类产品相比,PI系统除了在性能指标上遥遥领先,其最大的优势是打破了一直以来实时数据库类产品以单个采集点为单位的数据管理模式,而采用面向对象的方式,用通用资产模型整合采集点,构建了以资产为核心的数据管理模式,使企业实时资产管理成为现实。
PI系统为管理层打开一扇虚拟的窗口,帮助其洞察生产过程或运行流程,使得在大量基于实际运行数据/信息基础上,实现对整个业务运作流程的控制与管理。PI系统可为系统提供在线存储达数十年,并随时随地(每周7天、每天24小时)连续不断地为运行单元级、成套设施级、整个企业或管理机构级,提供实时数据与信息支持。
PI系统是企业及管理机构实时信息架构的核心部分,它将实时数据转化为运行管理决策的关键信息,使其成为业务系统中的重要信息。目前,众多管理机构、组织或企业,包括中型规模企业到世界500强企业,将该实时信息管理模式应用到生产能力、产品质量和可靠性等方面,取得了巨大成功。
二、实时数据库与关系数据库的对比分析
序号 | 比较项目 | 实时数据库 | 关系数据库 | 说明 |
1 | 应用领域 | 应用于电力、石油、化工等流程工业和生产领域,适用于处理不断更新、快速变化的数据及具有时间限制的事务处理 | 应用于电子商务、事务性管理、金融管理等领域 | |
2 | 开发目的 | 处理实时变化的数据。维护数据的实时性、真实性,满足工业生产管理、实时应用的需要 | 处理永久、稳定的数据。维护数据的完整性、一致性,很难处理有关数据及其处理的定时限制,因此不能满足工业生产管理实时应用的需要 | |
2 | 表结构 | 以时间序列方式对数据进行存储,以资产表的方式对数据进行访问 | 以二维表格对数据进行存储和访问 | |
3 | 读写速度(/ 秒) | 1,000,000 | 3,000 | 实时数据库的读写速度要比关系数据库快几百倍 |
4 | 历史数据压缩 | 有 | 无 | 实时数据库的数据压缩功能极大地减少了所占用的存储空间 |
5 | 磁盘空间占用率 | 在单服务器处理30万点,扫描频率为1秒的情况下,实时数据库存贮200小时的数据仅占用4G磁盘空间 | 同等条件下,关系数据库5小时的数据就达到4G磁盘空间 | |
6 | 数据恢复功能 | 无 | 有 | 关系数据库的数据恢复功能以消耗系统资源和牺牲系统性能为代价 |
三、PI实时数据库优势
3.1 PI接口采集优势
v OSIsoft提供400多种标准接口
v 具有数据缓存与补采、测点自动更新同步、日志记录等特性
v 包含与异构数据库(Oracle、SQL等)之间通信的接口
v 分布式数据采集结构、集中式数据管理方式
3.2PI数据读取优势
v 数据访问能力为100万个/秒
v 秒级时间内可以取到1000点的2年至3年的历史数据
3.3 PI数据存储优势
v 单机支持的最大规模已经达到2000万点
v 数据吞吐量达4百万/秒
v 存储能力为10-15万个事件/秒
v 独有的旋转门压缩技术和独到的二次过滤技术,使进入到PI数据库的数据经过了最有效的压缩,极大地节省了硬盘空间。
v 支持海量并发数据的采集与存储
3.4 PI上层访问优势
v 提供数据统一访问平台
v 基于OPC、API、JDBC、SQL、Web Service等标准的访问方式
v 为各种新型业务提供统一的历史/实时数据共享和访问服务入口
v 可实现即插即用
3.5 PI组态画面优势
v 允许用户建立并可视化生产流程示意图,实时展现数值、趋势等等
v 支持图形静态、动态效果显示,动态元素会根据他们相关的测点值而实时变化
v 图元丰富,包含电力、石油、化工、机械等行业数万个图形元素,图元形象生动
v 可按需自主设计不同的图元,操作简便
3.6 PI门户展示
v 基于C/S、B/S结构
v 基于微软最先技术,sharepoint、sliverlight等,提供先进门户展示
3.7 PI分析决策
v 围绕工作流程、工作任务、企业组织架构、设备来实现数据关联和管理
v 分析、展示、汇报提供基础数据和架构信息
v 能够重用信息和将信息进行可视化
v 对现有数据进行分析处理,为企业提供决策支持
3.8 PI兼容优势
v 支持跨平台、跨业务应用
3.9 PI应用优势
v电力行业发电、输电&配电——PI位居电力行业第一位
– 美国电力日均总发电&输电容量350GW中有超过200GW由PISystem进行监测
v石油&天然气
– 全球前5名生产商(24.6MMbbl/ day)都使用
v造纸业
– 全球400个地区的行业领跑者都使用OSIsoft来管理他们的工厂
v化工
– PISystem在全球50强化工厂安装数据超过40%
v制药
– 全球10强制药商中有9个使用OSIsoft
3.10 PI安全性和稳定性
PI具有极高的安全性和良好的安全机制:
1、 PI的注册机制,提供基于用户注册的连接许可;
2、 PI的信任机制,提供非交互式应用的访问许可;
3、 数据库安全,控制对数据库的访问。
系统运行稳定性极高,在全球拥有一万多用户,30年来从未因为系统故障影响业务连续性。
3.11 资产分析与可视化
Analysis Framework(AF)是一种可管理的环境,企业可以借助它为资产定义一致的表现形式,并利用这些资产进行简单或复杂的分析,以生成关键且可操作的信息。AF真正的强大功能在于它能够重用信息和将信息进行可视化。
3.12 PI企业信息系统集成与共享
RLINK提供了一个双向网关,用于与ERP和 EAM系统的数据、事件及图像集成。系统示例包括 SAP R/3、Oracle JD Edwards EnterpriseOne、MRO Software Maximo 和 IndusInternational Passport/EMPAC等。
3.13 PI网络设备检测
MCN Health Monitor用于检测生产制造IT基础架构中潜伏的问题、性能威胁、网络问题和网络瓶颈。MCN可以帮助生产管理者发现潜在的问题,并及时采取必要的措施,消除或尽量降低因为断电、基础设施故障以及流程性能问题所带来的附加成本和损失。
3.14 PI高可用性架构
对数据进行不中断访问是用户非常关心的问题,这就是HA(高可用性)产生的原因。高可用性,就是容许系统故障和继续提供服务的能力。不需要特殊硬件或集群环境,HA就能向用户提供一个可替换的时间序列数据源,提高了PIServer的可靠性。高可用性架构能够使用户免于计划外停机(地震、冰灾、系统瘫痪等)造成的事故和损失。
3.15 PI强大的二次开发工具
OSIsoft为用户基于PI系统的开发提供了多种方便的二次开发工具,包括PI API、PI SDK、PIODBC/JDBC、PIOLEDB等。