第6章历史组态与报警.docx
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第6章历史组态与报警
第六章历史组态与过程报表
1.历史（historian子系统的功能
在I/A'S中,用历史记录替代了一般的记录仪表。
由于它是以数字量记录的,就为这
些数据的再加工提供了可能,并可以给其他用户共享。
我们使用历史组态器来告诉系统哪些过程数据需要采集（记录,采集来的数据要作哪些处理,以及对处理后的数据如何归档保存的问题。
在学习历史记录这一章节前,我们先要了解以下几个概念:
·采样组（CollectionPoints--在这个组里存放要采集的过程数据采样点的名称及其采集要求。
采集来的数据可以直接用于历史趋势线的显示。
采样点的个数由系统组
态时确定,可组态成500~8000（500注:
括号内为AP20的数据,下面的括号
同样,并不再说明;所有点的采样周期都可以组态成2秒（2秒的点不超过10
%。
4000个采样点至少要占用24M内存,AP51/AW51每秒更新的点数不超过
250个。
每个点采集来的记录先放在内存中,满100（10条记录后一起送到一个循环文件
中,该文件缺省保存600（200条记录,最多可保存99,999,000（99,200需装有
扩展硬盘条记录。
·浓缩组（ReductionGroups--提供了对采集来的大量过程数据进行归约浓缩再加工处理的方法,经过浓缩组处理的数据可提供给过程报表使用,也可以将浓缩处理
以后的数据再次进行浓缩,即串接浓缩。
系统提供了八种浓缩算法:
SUM合计值
AVG平均值
MAX最大值
MIN最小值
STDV标准差
KURT曲线峰态
HIST频率密度
USR用户自定义
串接的浓缩组只有前四种算法。
·信息组（Messagegroups--存放整个系统的信息。
这个组的成员在系统装入时就已组态好,用户只可修改组态参数,不能在这个组中加入或删除任何成员。
·归档组（Archivegroups--以上三个组的数据只能保存指定的时间或记录条数,超过以后,新写入的数据将复盖最早的数据。
归档组定义它的这些成员什么时侯需
要归档。
然后由系统操作员定期将归档的数据拷贝到磁带或软磁盘。
6-1
2.历史子系统的组态方法
从顶端菜单上选取Config（如找不到该键,则应先选Sys→Chang_Env→
Proc_Eng_Env进入过程工程师环境在其下拉菜单上可找到Historian→Configurator,进入历史子系统组态软件,图6-1
图6-1
以下介绍各个顶部菜单的作用
Help-提供在线帮助。
Historian-屏幕顶上一行显示出当前选中的历史数据库名,如要对其他历史数据库（如果有的话进行组态编辑,可选择Historian菜单,再在其子菜单中选择要组态编辑的历史数据库名。
File-用于建立存放历史组态信息,它有二条子菜单。
StoreConfigurationasFile-把全部历史子系统组态信息以文本的形式存入一文件中,文件名任取,缺省的路径为/usr/hstorian/。
LoadConfigurationfromFile-把上面存入的历史子系统组态文件读回到系统中。
Edit-提供了对采样组、浓缩组等进行组态的子菜单,下面将详细叙述。
如果要进入组态编辑,系统会提示关闭历史子系统进程,这时应选择DEACTIVATE。
如果
只是要查看组态信息,可选择CONTINUE（READONLY。
每次系统上电启动
后,历史子系统进程自动被激活,并开始采集过程数据。
Reports-用于打印历史组态信息和历史数据,具体要打印哪些信息可在其子菜单上选择。
在组态、显示等不同的历史子菜单下,其下拉菜单会有所不同。
SwitchTo-用来切换到历史子系统的投运、显示等工具。
Exit-退出历史子系统软件。
6-2
2.1采样点（CollectionPoints组态
选Edit→CollectionPoints（这时如果历史是激活的,将提示关闭,然后屏幕显示如图6-2。
屏幕的上面是已经组态的采样点清单及参数。
图6-2
在Option窗口有三项选择
Compound:
Block.Variable-直接在右下角的对话框中填入采样点的全路径名。
SelectC:
B.PfromList-让系统列出功能块组合名,功能块名和参数名清单,从中选择要组态的采样点。
ShowCollectionSummary-显示采样点组态小结。
在右下角的对话框中,列出了缺省的组态参数,可按各自的要求作修改。
组态参数:
Description-采样点的说明,最多32个字符长。
Updatetime-采样数据的更新时间,确定过多少时间要采集一次数据。
RetentionSpan-采样数据的保存时间。
NumberofSamples-采样数据的保存个数。
此数值与更新时间、保存时间有关。
采样数据的保存个数=保存时间/更新时间。
百进位,即假如算出的保存个数为720,则
取值800。
如果保存时间取0,并不是一条数据都不保存,系统按前面提到的缺省值600
（200条保存在一个循环文件中。
实际保存时间=600×更新时间Deadband-死区。
一般取2.0,既当数据的变化小于量程的2个单位时不更新。
目的是为了减少读写的数据量。
所以当每秒更新的点数超过250个时,可考虑调整死
6-3
区。
组态参数修改好以后要选Done把它加入到数据库中。
这时你可看到在上半屏的采样点清单中（HISTORIANCOLLECTIONPOINTS加入了这个采样点。
Index这一栏是系统按采样点加入的先后顺序编的号。
如果要修改一个已加入的采样点,应先在采样点表中选中要修改的点,这时该点的组态参数出现在右下角对话框中,然后修改组态参数再用DONE加入。
采样点组态结束后可选择Option窗口中的ShowCollectionSummary查看采样点组态小结。
如果每分钟采集数据的次数（Samples/Min超过了硬件的负载能力,则应修改采样点组态参数。
对于AP20要求主硬盘的Samples/Min<2000;主硬盘加扩展硬盘的Samples/Min<3000。
20系列以后的机器无此要求。
GlobalVariable-从程序的全局变量中采集数据。
组态方法同上。
2.2浓缩组（ReductionGroups组态（非串接
在历史组态主菜单上,选择Edit-->ReductionGroups,显示如图5-3
在ReductionGroups窗口中显示出已组态好的浓缩组的名称,可从中挑选出某一组进行修改,也可在过滤器（Filter中输入你要找的那个组的组名或部分组名,这样可尽快找到你要的那个组。
例如你已有如图6-3所示的五个浓缩组,在Filter中打入ht*回车,就只剩以字符"ht"带头两个组ht1rg1和ht1rg1_cop出现在窗口中。
浓缩组组态的步骤如下:
图6-3
6-4
一.参数
SelectedReductionGroup窗口中是要我们填写的组态参数。
如要新增一个浓缩组,先
在Name参数中键入新的组名（如果光标不在Name后,可将鼠标箭头移到Name后面敲击一下,就出现一个输入框,我们将其取名为tank_r。
Description-浓缩组的说明,最长32个字符。
InitialState-初始状态,是指系统启动后该浓缩组的工作状态。
若选ON,则历史子系统启动后该浓缩组立即投入运行;选OFF则需进入Scheduling由操作人员启动。
UserTask-在Operations窗口里显示了系统提供的七种浓缩处理算法,如果这七种算法都不能满足用户的要求,可选第八种User,这时就要用户自己编写处理程序,
在这儿填入该程序的全路径名。
PhasingDelay-相位延迟。
让几个浓缩组的执行时间交叉开,不要处于同一时刻,以调整机器的负荷。
对于50系列的处理机,要求424M的硬盘每分钟浓缩的采样
点不超过200个（不是记录条数,1.3G的硬盘每分钟不超过400个点。
ReductionPeriod-浓缩周期。
将这段时间里的采样数据浓缩加工成一个数据。
因此它的值应该大于它的成员采样点的更新时间。
建议该值不要小于一分钟。
SamplingPeriod-采样周期。
是指浓缩组收集采样组数据的时间周期。
假如一浓缩组的组态参数为浓缩周期一小时,采样周期五分钟,算法要求平均值,表示该浓缩
组每过五分钟取一次采样组的值,一小时共采样一个采集点的12个数据,将这
12个数据求平均作为这一小时的浓缩数据。
所以该采样周期应该小于等于浓缩周
期,并成倍数关系。
如果采样周期等于浓缩周期,则浓缩值就是这一时点的瞬时
值;如果采样周期为零,则表示本浓缩组是串接的浓缩组。
（关于串接的问题将
在下一节讲述。
MinimumSpan-判断数据是否可靠的最短时间间隔。
在将几十甚至上百个采样数据浓缩成一个数据时,如果其中有一个数据是坏的,那么这个浓缩后的数据是否可信?
判别的依据就是这个间隔。
在这段时间内如果有二个或二个以上的坏数据,则认为
浓缩后的数据是不可靠的,这时系统会给浓缩后的数据打上一个数据坏的标记。
因此最短时间间隔必须大于采样周期,小于浓缩周期。
ReductionSpan-浓缩后的数据在硬盘上的保存时间。
超过这段时间最新数据将复盖最前面的数据。
参数设置好以后,选用DONE将它存入硬盘,如果是一个新的组名,就加入该组。
二.加入浓缩组的成员
参数修改好以后先要选DONE加入。
然后才能选MEMBER为这个组指定成员（即要浓缩的采样点,见图5-4。
6-5
图6-4
从屏幕左下方的CollectionPoints采样点清单中选取成员,再选DONE加入。
也可选MultipleSelect一次将多个成员点一起加入。
加入的成员就出现在屏幕上半部的浓缩点成员清单中。
加入成员完成后,选CLOSE退至上一屏窗口。
对于每一个浓缩组,其成员个数不能是无限制的,主要是受到相位延迟中所讲到的每分钟400个点的限制,一般我们建议每个浓缩组的成员50个左右,不要超过120个。
三.指定浓缩处理的算法
Operations表中列出了系统提供的七种算法和为用户留出的自编算法。
从中任意选取一个,这时屏幕上部显示出ConfigureReductionOperation窗口。
见图6–5
在StorageColumnName参数上输入一个存储列名（浓缩后的数据存放于INFORMIX数据库的一个以该浓缩组名为文件名的TABLE中,该数据存放的列名,要我们在此定义。
SourceColumnName-用于串接的浓缩组组态,这时要填入被串接的组存放数据的列名。
HistogramBinLow/HighRange-当选用频率密度算法时,在此输入分段范围。
然后选DONE加入。
用DELETE可删除一个选中的存储列。
最后选CLOSE退还上一屏菜单。
6-6
图6-5
2.3浓缩组（ReductionGroups组态（串接
如果要将浓缩后的数据再次浓缩,就要再用一浓缩组,这个浓缩组我们称为串接的浓缩组。
上一节讲到当采样周期为零时,该组即为串接组。
在串接的浓缩组中其成员也是浓缩组,但不能以自己为成员。
串接组的算法只有四种,这时除了要填入存储列名还得告诉系
统被串接浓缩的数据原来的存储列名（SourceColumnName。
组态方法同上。
如果一个浓缩组用于记录班报表,则可用它串接浓缩组来记录一个日报表。
对于串接浓缩其浓缩周期最好要大于30分钟,当然前提是大于被其串接的浓缩组的浓缩周期。
2.4信息组（MessageGroups组态
信息组存放I/A系统的信息。
在历史组态主菜单上,选择Edit→MessageGroups
左边的MessageGroups清单列出了系统已分类组态好的信息组,I/A系统的信息将按类送入各个组,用户不能增加或减少信息组,只可对组态参数作修改。
MaximumNumberofMessages-该组信息最大的保存条数。
如超过了此值,后到的信息将复盖最早的信息。
假定最大信息条数为100,当第101条信息送来后就会冲掉
第一条信息。
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2.5归档组（ArchiveGroups组态
历史运行了一段时间后,采样组和浓缩组的数据超过组态指定的保存时间;信息组某一成员的信息超过了最大的保存条数,以后采集来的数据或信息就会复盖最早的。
因此对一些重要的数据就要及时做好归档工作（归档的最终目的是要把数据保存到磁带或磁盘上,因此要定期维护归档的数据,将其拷贝到磁带、磁盘,再删除硬盘上的归档文件,腾出硬盘空间,防止死机。
通过归档组的组态告诉系统那些组的数据需要归档。
在历史组态主菜单上,选择Edit→ArchiveGroups（图6-6
图6-6
屏幕左边的ArchiveGroups表列出了已组态的归档组名清单。
在SelectedArchiveGroups窗口中显示出被选中的归档组的组态参数。
这时如选DELETE可将该组删除。
也可修改其参数再用DONE重新加入。
若要加入新的归档组,只须在Name中输入一个新的组名然后修改参数再用DONE加入。
组态参数:
Name-归档组的名字,最多六个字符。
如果输入的名字不满六位,系统用底划线补足六位,目的是为了保证归档后的数据库名为10个字符,最后4个表示归档的时
间。
Description-归档组的说明,最多32个字符。
ArchiveType-归档组的类型。
该参数决定了其成员的类型,有二个值供选择Reduc/Msg/Mde（浓缩/信息/手工输入或Ext_Samp（扩展采样点。
InitialState-初始状态,是指系统启动后该归档组的状态。
若选ON,则系统启动后该归档组立即投入运行;选OFF则需进入Scheduling由操作人员启动。
PhasingDelay-相位延迟,用于调整机器的负荷。
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ArchivePeriod-归档周期,指定过多长时间做一次归档工作。
在填写此参数时要考虑其成员的保存时间,如果归档周期大于保存时间,由于超出保存时间的数据已被复盖,就会造成数据丢失。
TimeSpan-归档数据的时间跨度。
假定数据的保存时间是八小时,本参数取四小时,则表示只将最后四小时的数据归档。
注意为使前面四小时的数据也能及时归档,这时归档周期也应取四小时,若大于四就会有部分数据丢失;若小于四则部分数据会重复归档,浪费了磁盘的存储空间。
因此建议本参数等于归档周期。
参数设定后,选DONE加入。
然后选MEMBER为其指定成员。
一.归档组类型为Reduc/Msg/Mde（浓缩/信息/手工输入（图6-7
ListOption窗口列出了三种组的类型供我们选择,假设我们要对浓缩组做归档,选ReductionGroups,这时在AvailableGroups窗口列出历史库中已存在的浓缩组清单。
然后从AvailableGroups中选归档组的成员（把我们前面做的浓缩组tank_r归档,这样tank_r出现在右下角的窗口中,选DONE加入。
加入的成员就出现在GroupMembers窗口中。
如果嫌这样逐个加入太慢,可选用MultipleSelect（多重选择一次把多个成员一起加入。
加入成员结束后,选择CLOSE退回上一屏显示。
图6-7
二.归档组类型为Ext_Samp（扩展采样点
归档成员类型为扩展采样点时,其加成员的窗口与图6-4完全一样。
从CollectionPoints（采样点窗口选择要归档的采样点,然后选DONE加入。
在
CurrentArchive
6-10CollectionPointMembers（本归档组的采样点成员窗口中列出了已组态加入的成员。
同样可用多重选择。
加入成员结束后,选择CLOSE退回上一屏显示。
三.归档数据的存放位置
归档后的历史数据存放的位置与机器有关:
AP20和PW在/usr/fox/hstorian/archive目录下
50系列机器在/opt/fox/hstorian/sample/archive目录下
保存为以"归档组名mddt.dbs"命名的数据库文件中。
其中:
m表示月1-9,a,b,c（一到九月,a十月,b十一月,c十二月
dd表示日1-31
t表示时a-x分别表示0点到23点
例如我们实验中的归档组名是tank_a,假定在五月十二日早上八点做的归档,则归档后的数据库名为tank_a512i.dbs。
历史数据库投入运行后,数据将源源不断地被归档。
天长日久迟早会占满磁盘空间,影响系统的运行。
因此要定期维护,把归档后的数据拷贝到磁盘或磁带,腾出硬盘上的空间!
历史子系统中的Archive_Backup工具就是用来做这二件工作的。
3操作历史数据库
通过操作某一历史数据库可以启动或停止某一历史数据库以及这一历史数据库中的某个组的运行。
依次选择SwitchTo→Scheduling或从工程师环境的顶端菜单上选Config→Historian→Scheduler（图6-8
图6–
8
6-11
3.1启动与停止历史数据库的运行
先选ScheduleHistorians下的空心园（实心园表示已被选中,屏幕上列出系统中装入的历史数据库名,选择要投入运行的历史数据库,如果有多个历史数据库要一起投入运行,可选取底部菜单上的SelectAll。
然后选Start。
这时在屏幕的最末一行显示出历史的启动信息,刚才选中的历史数据库名后面的OFF改为STARTING表示正在启动,最后出现ON表示启动完成投入运行。
历史数据库投入运行时采样组和信息组同时投入运行。
I/A系统上电启动后,历史数据库立即投运,不必另行启动。
浓缩组和归档组是否投入运行则要看组态的初始状态（InitialState这一参数是ON还是OFF,若是OFF则需另行启动。
图6-9
3.2操作浓缩组,信息组或归档组
在ScheduleGroups窗口中:
NameFilter-用来直接挑选出你要操作的组。
Type-一栏有四种选择Reduce,Archive,Message,All。
用来挑选某一类型的组,这
时屏幕上列出该类型的所有组名供挑选。
若选All则把三种类型的所有组都列出。
DisplayStyle-显示形式是指组名表的显示方法,有Brief/Detail两种选择,若选详细
（Detail显示,就以长格式显示出组说明和投入运行的时间。
图6-9就是以详细方式显示的组名清单。
Start/ClrStart-都是把选中的组投入运行。
其不同处在于用Start启动时,被选中的组
以前运行时产生的数据仍旧保留。
而用ClearStart启动时数据库中该组上次运行产生的数据全部被清除。
Date/Time-用来指定投运的日期和时间,格式为:
月/日/年时:
分:
秒。
缺省值就为当前的日期时间。
RunOnce-强制运行一次,归档组操作时有此项操作出现,表示虽然未到归档时间但要求系统强制执行一次归档。
使用该选择时,要操作的归档组应处于OFF状态,
归档完成后,该归档组仍回到OFF状态。
4显示历史数据
这里的历史数据显示是为临时查看历史数据库运行以后所收集或产生的数据。
依次选择SwitchTo→DataDisplay或从工程师环境的顶端菜单上选Config→Historian→
Data_Display
历史数据显示包（HISTORIANDATADISPLAYPACKAGE分当前数据,归档数据和重放的归档数据三栏,每栏按数据类型细分为四组。
由于各组的操作方法基本相同,下面仅以当前的浓缩组为例讲解。
见图6-10
选取Reduction前的小圆。
这时屏幕的左下方开出一窗口列出当前历史库中所有浓缩组的名称,从中选出我们要的组,tank_r。
屏幕上出现选择成员窗口（图6-11,上面是该浓缩组的成员清单,从上面表中选择想要显示的成员。
这时被选中的成员就出现在下面的表中。
如果在下面的表中选择一个成员则表示取消这一原已选中的成员。
我们选择一个成员:
TANK_LEVEL:
CNTRL.MEAS然后将鼠标指向正八边形,轻轻敲击一下,屏幕上又出现选择操作的窗口（图6–12。
图6–10历史数据类型选择
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图6–11历史数据点选择
图6-12的窗口中,上面是该浓缩组的所有浓缩操作算法,下面列出被选中的算法。
如果在选择成员时只选一个成员,则在上表中会有ALL一项表示选择所有的操作算法;如果在选成员时选了二个或二个以上的成员,则只可选一种算法。
然后将鼠标指向正八边形,敲击一下。
出现图6–13。
现在只要用鼠标敲击DATA就能显示出要看的数据。
一屏最多可同时显示一个成员的八个
操作数或
八个成员的同一个操作数。
在一行数据的最右边显示的字符OK表示该数据可
图6–12
图6–13
靠,若显示出NA则表示该数据不可靠。
若同时显示二个或二个以上成员的操作数,OK或NA就不再出现。
StartTime,StartDate和EndTime,EndDate-用于指定要显示的数据开始和结束的时间、日期（当然以该浓缩组的数据保存时间为限。
若缺省的话,结束时间和日期为当前时刻,开始时间和日期为当前时刻往前倒推八小时。
NumberofValues-数据个数,用来指定被显示的数据个数。
Summary-显示被选中的点的信息,开始时间,结束时间和数据个数。
Clear-用来清除在日期、时间和数据个数这几个位置上填入的数值。
并不是清除库中的数据。
Groups-用来选择其他的组。
FilterPointName-用来选择已指定的组的其他成员点。
当我们第一次选取了一个组以后,因为肯定要选成员点所以系统不要我们选择就自动进入选点。
如果已经显示了
某一组的一个成员点及其操作,再想看该组其他成员或操作数就要选用本项,不必
从头重来。
数据显示出以后,可选择顶端菜单上的Reports把数据以显示的式样输送到一个文本文件中（ASCIIFILE或者送打印机（PrintReport。
5历史数据子系统中其他一些工具菜单
MDE_Edit-ManulDataEnter手工数据输入。
Archive_Backup-归档数据的备份。
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