浅析实时数据库在造纸行业的应用

我国造纸企业基本为浆纸联合企业，原料以非木材纤维为主，国产木浆只占全国生产纸浆总量的10%左右，低档纸产量比重约占总产量的50%。由于我国木材资源匮乏，草类资源丰富且低廉，在今后相当长的时期内，保持生产一定数量的草浆仍将是我国造纸的客观实际情况。草浆明显地不如木浆性能优越，草浆存在许多缺点与不足，譬如纤维短，泸水性能差，含硅量高，黑液粘度大，致使吨浆污染负荷高，治理困难。

从总体来说，我国造纸行业在生产工艺、装备水平以及企业信息化管理等方面与世界先进水平有很大差距，主要是能耗、物耗高，效率低，产品质量较差等。因此，我们要大力依靠科技进步，不断进行技术更新与信息化改造，加强对生产过程的精密控制，节能降耗，提高整个行业在国际市场的核心竞争力。

沅江纸业有限责任公司（简称：沅江纸业）整个生产过程主要由一个制浆车间和三个造纸车间组成。原材料主要以芦苇和木材为主；制浆车间完成制浆任务，造纸车间根据纸浆的比例差异生产出不同类型的纸成品，如图1所示。

实时数据库技术概况

为了获得对更新与查询极快的响应，满足实时应用的需要，将数据库和实时系统两者的概念、技术、方法和机制的无缝结合，产生了实时数据库RTDB（Real Time Database）。实时数据库就是其数据和事务都有显式定时限制的数据库，在时间的约束的条件下保证共享数据的一致性，数据的正确性不仅依赖于逻辑结果，而且依赖于逻辑结果的产生时间和导出结果所使用数据的时间一致性。

与传统的关系数据库相比，实时数据系统除了在重视数据一致性之外，还突出地强调了整个系统的实时性。在传统应用领域上，关系型数据库以严格的数学基础，简单清概念，便于理解和使用的操作获得了巨大的成功，然而在现代工程（尤其是在工业控制领域）和时间关键型的应用领域面前，却显得束手无策。一方面企业希望该数据平台能够提供高速、及时的实时数据服务，能够有效地集成异构控制系统，提供分布式的数据服务。另一方面希望它可以在工厂控制层（现场总线、DCS、PLC等）与MES系统之间建立了实时的数据连接，使企业全生产过程控制和业务管理相结合。同时它也是流程模拟、先进控制、实时在线优化、生产全过程管理系统的数据平台。而这些仅靠采集控制系统（DCS）和关系数据库技术并不能完全解决。

造纸行业解决方案

采用浙江中控软件技术有限公司的ESP-iSYS过程监控综合集成平台，即生产监控系统，实现了企业生产车间的网络化管理，以流程图的方式反映了车间重要设备的生产状态，在生产实时数据的采集、存储、决策分析以及流程监控等方面，达到了崭新的高度，并且提供了广泛而标准的OPC、ODBC、API等数据接口，为其他应用建立了一个强大的数据平台。

ESP-iSYS实时数据库系统在造纸行业是一种多层分布式应用体系。这种分布式应用体系分为三层，现场数据源服务层、实时数据平台层、基于Web服务的实时数据平台应用层。

其中现场数据源服务层主要为各装置的控制系统，在本项目中涉及的控制系统包括：

实时数据库平台将采集到的实时数据进行内容处理，最终通过基于Web服务的实时数据平台应用层发布给终端用户。

应用效果

系统成功实施后，建立起公司生产调度指挥信息平台，实现了生产过程及生产信息的系统集成、共享、监控，提高了公司的生产管理水平；

集成了造纸规范标准、过程工艺参数、检化验信息及质量判定信息，加强了质量监管，实现了全程质量管理；

建立了科学有效的图形化生产排程与调度模型，合理配置各种资源，强化生产工序之间的衔接，优化生产组织，提高了生产效率；

实现了对关键生产工艺过程参数的监控和干预，改善和提升产品质量；

实现了对关键设备运行状态的监控和分析，降低设备事故、提升设备产能；

提高生产处理的响应时间，实现现有报表的网络共享查询浏览，消除原有的报表手工传递，节省人工输入的成本。