无损处理技术安装或技术过程的过程值的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及用于并入技术过程或技术安装的过程控制系统中的过程值的无损处理的方法和系统。根据本发明专利技术的所述方法和系统的特征在于过程值由获取单元获取作为原始数据。对各个过程值关联物理单位和测量范围，并使用所获得的原始数据来生成可存档数据。通过存档功能选择出于预定容差范围内的可存档数据，并以原始数据格式存储在历史服务器中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于技术过程或技术安装的过程值(亦称作过程测 量值或过程数据)的无损处理的方法，该方法特别应用于过程自动化 领域。本专利技术也涉及用于实现该方法的系统。
技术介绍
对于过程值(亦称作过程测量值或过程数据)的长期存档，数 据以测量值系列(亦称作测量值历史或过程值历史)的形式存储于所 谓的历史服务器中。在这种情况下的数据存档是极密集型存储。因此 需要具有很大存储空间的大量内存来读取已存储的数据，并且在进一 步处理读出的数据时必须移动大量的数据项。在这种情况下，将要被 存储的数据库是由信号的数量、信号的期望变换率及信号的记录持续 时间的乘积(product)组成的。近年来技术安装的操作员所必需的并且意在为存档存储的过程 数据库迅速增长，有着一方面以无损方式存储数据而另一方面以尽可 能高的速度重新读取所述数据的期望。这些期望可以通过以未经压縮 的原始格式的简单存储实现。然而这面临的缺点是，采取这种原始值 存储的原则，可用的大量内存没有以最优的方式得到应用。目前将要 被存储的原始数据库在0. 5T至约5T的范围内，但是根据将要被存储 的数据库大小呈继续增长的趋势。虽然可以获得相对有利的大量内存来存储由处理或安装得来的 数据的容量，但是目标是在过程自动化中使用压縮方法来存储较大容 量的数据，其中的压縮方法最优地结合了数据的无损存储和特别是以 所期望的尽可能高的速度读取这些数据的目标。在这种情况下可以接 受次优压縮系数。近来已使用无损或有损方法对由处理或安装得来的数据的容量5进行压縮。在己知的有损压縮方法(包括矩形波串/反斜坡方法和变换方 法)中，在解压縮后可以再次获得先前压縮过的数据，其中相对测量 值和时间标记带有或多或少的明显差异。在例如"http:〃med. ee. nd. edu/MED7/raed99/papers/MED101. p df"(在矩形波串反斜坡数据压縮算法中窗口尺寸的自动调整)，"h ttp://training, osisoft. com/NR/rdonlyres/557CC68-65AD-4E55-A 365-B30ClFCF74F9/0/SwingingDoorCompression. doc，，(摇门压縮) 及，"http://de.wikipedia.org/wiki/wavelet"(小波禾口变换)中描 述了矩形波串/反斜坡、摇门或小波变换方法。这些方法提供良好的压縮比率但是它们不是无损的。此外，考 虑到将要被处理的数据的容量，读取操作比以非压縮形式存储的数据 的读取要慢的多。已知的无损压縮方法诸如LZW、 LZ77或LZ78方法(在这种情况 下，原始文本中的字符序列由根据另一个字母表得到的字符序列替 代)在例如http : //de. wikipedia. org/wiki/LZ77-Datenkompressio n禾口http:〃 de. wikipedia. org/wiki/LZ78中描述，也仅仅为由处 理和安装提供的并且需要存储的原始数据提供了不足的压缩比率， 并且对过程自动化中解压縮期间的许多应用来说速度太慢。在所谓的有损压縮方法中，因为被读取或解压縮的数据不同于 原始数据，对所出现数据的压縮与信息的损耗相关联。上述的有损方法不适用于特别是在经常将存档数据用作帐单相 关基础的处理或安装信息系统的环境中(比如如果将尽可能精确的处 理环境测量值用作办公环境中的平衡处理的基础，这种情况下一定不 能应用有损值)，或在这些数据的基础上继续精确分析过程数据的取 样时间的情况下。有损方法的另一个缺点是基于数据的解压縮(亦称作解压)是 密集计算的事实。因此，由于仅仅数据的解压縮就占用了很长时间，对大量待处理数据的压縮极可能成为阻碍。
技术实现思路
因此，本专利技术是基于对用于技术过程或技术安装的过程值(亦 称为过程测量值或过程数据)进行无损处理的方法以及用于实现此方 法的相应系统进行说明的目的，从而克服已有技术的上述缺点。特别 地，根据本专利技术的数据压縮方法能够加快压縮数据的解压縮操作。另 夕卜，与已使用的大多数方法相反，所述方法是无损的。根据本专利技术，该目标是通过具有权利要求1所述特征的方法来 实现的。在其它权利要求和说明书中详述了根据本专利技术的方法及用于 实现此方法的系统的细化和改进。本专利技术涉及这样一种方法，在下游的专用无损压縮方法中始终 与损耗一同记录技术安装的数字化过程值，从而在技术安装或技术过 程的过程控制系统中达到过程数据的压縮比率和解压速度的最优组合。根据本专利技术，应用记录单元以原始数据的形式对由技术安装或 技术过程提供的过程值进行记录，并且将物理单位和测量范围分别分 配给己记录的原始数据。对以这种方式生成的可存档原始数据进行核 对以判定数据是否在预定容差带内。使用存档功能将处于预定容差带 内的可存档数据选择出来并且以其初始(即未经压縮的)数据格式(也 称作原始数据格式)存储在历史服务器中作为已选择数据。历史服务器是带实时采集处理或测量数据功能、用于长期存储 及对采集的数据进行存档的专用数据库，已采集数据以固定的时间间 隔存储于协议存储器的硬盘上。使用历史服务器提供的编码模块对原始数据格式的己选数据进 行压縮，其中所述压縮相对其在历史服务器中的存储具有时间延迟，压縮文件由压縮数据生成。为了将压縮文件中的数据提供给过程控制系统来进行进一步处 理，例如为了显示过程值在预定时间范围内的进展，在接到请求之后 使用历史服务器所提供的译码模块对压縮文件中的数据进行解压縮。 对压縮文件进行解压縮及提供其它原始数据格式的可用数据的请求 是由过程控制系统自动地或基于某事件提供的。7由译码模块提供的解压縮数据和原始数据格式的其它数据被优 先传送至显示模块以备进一步处理，其中原始数据格式的其它数据是 在压縮文件的生成过程中从处理或安装中读取的。根据本专利技术的方法用来改进特别是过程值历史的长期存档以达 到不但以无损方式对过程值进行压縮而且实现压縮数据的最佳可能 压縮密度的效果，其中过程值历史是由连续记录的过程值形成的。与 有损方法相反，基于本专利技术的方法能够对所有的帐单相关数据进行不 损失数据原始信息的精确存储。原始数据以其原始未压縮的数据格式存储于历史服务器中，采 用根据时间将每个测量值分到各自独立的文件中而不对原始数据进 行压縮的方式，特别是分成所谓的双日(two-day)文件。下面说明使用专用技术将原始数据存储到历史服务器中的操作。针对数千个不同的测量点(亦称作信号)的测量值历史序列应 分别存储于历史服务器中。将测量点的测量值历史序列看作独立的子 数据库使得可以将测量值历史序列有效地存储在如下所述的标准文 件系统中在此文件系统中为每个信号子数据库或信号的测量值序列 使用单独的文件夹。信号子数据库因此可以分布于任意期望数量的硬 盘中，从而获得更好的性能及附加的冗余方面。此外，将短时读/写缓存纳入用于每个信号的RAM。短时读/写缓 存对内部SQL引擎是"可见的"，因此可以无延迟地获得客户请求的 值。所谓的短时读/写缓存的"硬盘友好地"清空是通过引入缓存清 理处理控制的。在这个方面，缓存清理处理使得缓存的内容全部写回 主存储器。于是清空的信号缓存可以再次用于记录下一个值。缓存清理处理还基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对过程值进行无损处理的方法，其集成在技术安装或技术过程的过程控制系统中，所述方法的特征在于：　使用记录单元以原始数据的形式记录过程值，　在为各个过程值分配物理单位和测量范围后根据已记录的原始数据生成可存档数据，　使 用存档功能选择处于预定容差带内的可存档数据，　将所选择的数据以原始数据格式存储在历史服务器中，　使用由历史服务器提供的编码模块将所选择的原始数据格式的数据以相对它们在历史服务器中的存储的时间延迟进行连续压缩，在接到过程控制系统的 请求后，使用由历史服务器提供的译码模块对压缩数据进行解压缩，以及　将译码模块提供的解压缩数据和原始数据格式的其它可用数据传送至显示模块以进行进一步处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：海诺汉京，
申请(专利权)人：ABB技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[]