世紀星組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)存儲策略

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更新時間：2025-01-19 12:17:35瀏覽次數(shù)：38次

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產(chǎn)品簡介

本文來源：《世紀星月刊》第4期作者：孫輝　　隨著組態(tài)軟件在各行業(yè)的應用越來越廣泛，了解和使用組態(tài)軟件的人越來越多，同時對組態(tài)軟件各方面的功能要求也越來越高

詳細介紹

本文來源：《世紀星月刊》第4期作者：孫輝

　　隨著組態(tài)軟件在各行業(yè)的應用越來越廣泛，了解和使用組態(tài)軟件的人越來越多，同時對組態(tài)軟件各方面的功能要求也越來越高。

　　一般，組態(tài)軟件在實際應用中都會用到幾個基本功能，比如數(shù)據(jù)采集、實時數(shù)據(jù)展示、報警、報表等，而歷史數(shù)據(jù)存儲更是。通過自動記錄下系統(tǒng)運行時的數(shù)據(jù)變化，可以對以后的事故分析，趨勢統(tǒng)計提供必要的數(shù)據(jù)來源，大大提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，減少出現(xiàn)生產(chǎn)事故的機會。

　　目前市面上組態(tài)軟件種類繁多，采用的存儲策略不盡相同，有采用外部數(shù)據(jù)庫作為歷史庫，這種方式具有功能強大、運行穩(wěn)定的優(yōu)點，但缺點也非常很明顯，運行速度慢、占用空間大、軟件集成性不好等。因此很多公司都自己開發(fā)歷史數(shù)據(jù)存儲功能，開發(fā)的歷史庫不僅具有速度快、占用空間小的優(yōu)點，而且保密性較好，不像通用數(shù)據(jù)庫可以隨便打開。

　　世紀星組態(tài)軟件也是使用獨立開發(fā)的歷史庫。為保證歷史數(shù)據(jù)存儲速度快、占用空間小，世紀星組態(tài)軟件主要采用以下三種方案。

　　種是盡量減少數(shù)據(jù)存儲量，從根本上降低對歷史數(shù)據(jù)庫的要求。

　　組態(tài)軟件記錄的數(shù)據(jù)都是現(xiàn)場采集上來的各種參量，比如溫度、壓力等，需要保存的信息包括變量標識、值和精確到毫秒的時間。為達到減小存儲量的目的，世紀星采用兩個方法：

　　一是以存儲變量ID代替存儲變量名，這是顯而易見的道理，變量ID以4個字節(jié)表示，而變量名通常都會超過4個字節(jié)。在盡量減小存儲空間的前提下，當然要選擇以變量ID代替變量名進行保存。

　　二就是記錄時間的方法，每一個變量都需要記錄一個精確到毫秒的時間。時間的存儲也可以有多種方式，以字符串方式保存、以一個長整數(shù)來保存等等。有些人可能不清楚如何以一個長整數(shù)來保存時間，只需要一個特定的換算方法換算一下即可。當然，以長整數(shù)來保存時間會減小存儲量，這里還有一個問題，一個長整數(shù)是無法保存包括年、月、日、小時、分鐘、秒、毫秒所有這些值，在世紀星中采用的辦法是以日期作為歷史數(shù)據(jù)文件的名稱，這樣在文件中的時間只要表示小時、分鐘、秒、毫秒就沒問題了。

　　第二種就是建立索引。這個方法在通用數(shù)據(jù)庫中也被廣泛的使用，但由于工控行業(yè)有其自己的特殊性，比如數(shù)據(jù)都是定時存儲，數(shù)據(jù)在文件中的位置順序有規(guī)律，因此這種建立索引的方法更能發(fā)揮巨大的作用。

　　世紀星組態(tài)軟件的工程中保存兩種類型的歷史文件，一種以IDX結(jié)尾的索引文件，一種以LGH結(jié)尾的數(shù)據(jù)文件。在IDX文件中以分鐘為最小單元，記錄歷史數(shù)據(jù)在LGH文件中的確定位置。查詢數(shù)據(jù)時，根據(jù)使用者提供的查詢時間，能夠很快的在IDX文件中確定數(shù)據(jù)的確切位置，無視LGH數(shù)據(jù)文件的大小，達到快速查詢的目的。

　　下圖是數(shù)據(jù)查詢時的示意圖：

　　個策略就是數(shù)據(jù)壓縮。工控行業(yè)有時候需要保存的數(shù)據(jù)量很大，有時變化速率在100毫秒以內(nèi)，而且需要保存的時間很長，為保存這些數(shù)據(jù)，同時確保占用空間小，就必須采用數(shù)據(jù)壓縮。世紀星采用zlib庫提供的壓縮算法，zlib是一種可以免費使用的壓縮庫，壓縮效果好，解壓速度快。是目前比較成熟的數(shù)據(jù)壓縮方法。

　　采用這三種方法之后，效果顯而易見。經(jīng)過測試，包含1w個變量的工程，其中4k個變量每200毫秒記錄一次，在查詢10分鐘的數(shù)據(jù)時所用時間不超過200毫秒；查詢4個小時的數(shù)據(jù)，查詢時間不超過2秒。

　　在實際應用中也會發(fā)現(xiàn)一些不足，比如工程中變量很多，要求存儲的數(shù)據(jù)量很大，這時歷史文件會很大，即使有索引文件，在查詢時的速度也會降低。改進的方法是可以把一個文件分成多個，比如變量ID小于5000的數(shù)據(jù)保存成一個文件，變量ID在5000到10000之間的保存成一個文件，以此類推，這樣就可以減小文件的規(guī)模，從而提高查詢速度。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集