PI（Plant Information System）是由美國(guó)OSIsoft公司開發(fā)的一套基于Client/Server結(jié)構(gòu)的商品化軟件應(yīng)用平臺(tái)，是過程工業(yè)全廠信息集成的必然選擇。作為工廠底層控制網(wǎng)絡(luò)與上層管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接的橋梁，PI在工廠信息集成中扮演著特殊和重要的角色。
介紹
一方面，PI用于工廠數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存貯和監(jiān)視。作為大型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，PI可在線存貯每個(gè)工藝過程點(diǎn)的多年歷史數(shù)據(jù)。它提供了清晰、精確的操作情況畫面，用戶既可瀏覽工廠當(dāng)前的生產(chǎn)情況，也可回顧過去的生產(chǎn)情況?？梢哉f，PI對(duì)于流程工廠來說就如同飛機(jī)上的“黑匣子”一樣。
另一方面，PI為最終用戶和應(yīng)用軟件開發(fā)人員提供了快捷高效的工廠信息。由于工廠數(shù)據(jù)存放在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫中，公司中的所有人，無論在什么地方都可看到和分析相同的信息。PI客戶端的應(yīng)用程序可使用戶很容易對(duì)工廠級(jí)和公司級(jí)實(shí)施管理，諸如改進(jìn)工藝，TQC，故障預(yù)防維護(hù)等。通過PI可集成產(chǎn)品計(jì)劃、維護(hù)管理、專家系統(tǒng)、LIMS和優(yōu)化/建模等應(yīng)用程序。PI在業(yè)務(wù)管理和實(shí)時(shí)生產(chǎn)之間起到橋梁作用。
功能模塊
服務(wù)器端
PI系統(tǒng)服務(wù)器端
PI Data Archive歷史數(shù)據(jù)歸檔，PISnapshot實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)快照，PI Universal Data Server通用數(shù)據(jù)服務(wù)器核心模塊，PI PE性能公式模塊，PI SQLServer數(shù)據(jù)查詢模塊，PI Totalizer總加器模塊。
PI Steam Tables蒸汽表模塊，PIRecalc重算器模塊，PI Alarm報(bào)警服務(wù)模塊，PI ModuleDB模型數(shù)據(jù)庫，PI APS自動(dòng)點(diǎn)同步，PI System 管理學(xué) Tools系統(tǒng)配置與管理模塊，PI MCN性能管理監(jiān)控模塊，PIACE高級(jí)計(jì)算引擎。
接口
PI Interface（接口）
PI-IN-OPC PI標(biāo)準(zhǔn)OPC接口軟件
PI與控制系統(tǒng)接口 按用戶需要（400多種）
CNI 過物理隔離網(wǎng)閘軟件
客戶端
PI client
(PI客戶端）
PI-Combo
PI-ProcessBook(圖形用戶界面)+DataLink（數(shù)據(jù)表連接）
PI-ActiveView （WEB瀏覽器客戶端）
PI-Webparts (RtPortal瘦客戶端)
技術(shù)服務(wù)
PI技術(shù)服務(wù)
SRP技術(shù)服務(wù)
中電飛華技術(shù)7*24小時(shí)支持
OSI軟件升級(jí)和技術(shù)支持等
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
采集效率高、讀取速度快
單機(jī)點(diǎn)數(shù)規(guī)模達(dá)400萬點(diǎn)；
數(shù)據(jù)吞吐量為4百萬/秒；
存儲(chǔ)能力為10-15萬個(gè)事件/秒；
數(shù)據(jù)訪問能力為100萬個(gè)事件/秒；
秒級(jí)時(shí)間內(nèi)可以取到1000點(diǎn)的2年至3年的歷史數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率高、占用空間小
旋轉(zhuǎn)門壓縮專利技術(shù)和獨(dú)到的二次過濾技術(shù)，使進(jìn)入到PI數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)經(jīng)過了最有效的壓縮，極大地節(jié)省了硬盤空間。
豐富的客戶端應(yīng)用程序
30多種基于B/S、C/S的客戶端，滿足用戶各種展示需求以及數(shù)據(jù)分析需求。
分布式服務(wù)器結(jié)構(gòu)，提供成熟接口
分布式數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)、集中式數(shù)據(jù)管理方式，使數(shù)據(jù)來源復(fù)雜而又分散的問題迎刃而解。
提供400多種成熟的接口軟件。接口軟件具有數(shù)據(jù)緩存功能。
支持集團(tuán)化應(yīng)用
支持多服務(wù)器結(jié)構(gòu)的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)可以分散存儲(chǔ)在不同地點(diǎn)或不同區(qū)域的服務(wù)器上，便于集團(tuán)化企業(yè)構(gòu)建生產(chǎn)實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)。
較高的安全性和穩(wěn)定性
PI具有極高的安全性和良好的安全機(jī)制：
PI的注冊(cè)機(jī)制，提供基于用戶注冊(cè)的連接許可；
PI的信任機(jī)制，提供非交互式應(yīng)用的訪問許可；
數(shù)據(jù)庫安全，控制對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問。
系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性極高，在全球擁有一萬多用戶，25年來從未因?yàn)橄到y(tǒng)故障影響業(yè)務(wù)連續(xù)性。
資產(chǎn)分析與可視化
Analysis Framework（AF）是一種可管理的環(huán)境，企業(yè)可以借助它為資產(chǎn)定義一致的表現(xiàn)形式，并利用這些資產(chǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單或復(fù)雜的分析，以生成關(guān)鍵且可操作的信息。AF真正的強(qiáng)大功能在于它能夠重用信息和將信息進(jìn)行可視化。
企業(yè)信息系統(tǒng)集成與共享
RLINK提供了一個(gè)雙向網(wǎng)關(guān)，用于與 ERP和 EAM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、事件及圖像集成。系統(tǒng)示例包括 SAP R/3、Oracle數(shù)據(jù)庫 JD Edwards EnterpriseOne、MRO Software Maximo 和 IndusInternational Passport/EMPAC 等。
靈活的門戶系統(tǒng)
基于 Web 的應(yīng)用程序允許用戶將實(shí)時(shí)系統(tǒng)、維護(hù)系統(tǒng)、生產(chǎn)規(guī)劃系統(tǒng)和財(cái)務(wù)系統(tǒng)等多種不同來源的數(shù)據(jù)靈活地顯示在熟悉的基于 Internet 瀏覽器的環(huán)境中。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢測(cè)
MCN Health Monitor用于檢測(cè)生產(chǎn)制造IT基礎(chǔ)架構(gòu)中潛伏的問題、性能威脅、網(wǎng)絡(luò)問題和網(wǎng)絡(luò)瓶頸。MCN可以幫助生產(chǎn)管理者發(fā)現(xiàn)潛在的問題，并及時(shí)采取必要的措施，消除或盡量降低因?yàn)閿嚯?、基礎(chǔ)設(shè)施故障以及流程性能問題所帶來的附加成本和損失。
高可用性架構(gòu)
對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行不中斷訪問是用戶非常關(guān)心的問題，這就是HA（高可用性）產(chǎn)生的原因。高可用性，就是容許系統(tǒng)故障和繼續(xù)提供服務(wù)的能力。不需要特殊硬件或集群環(huán)境，HA就能向用戶提供一個(gè)可替換的時(shí)間序列數(shù)據(jù)源，提高了PI Server的可靠性。高可用性架構(gòu)能夠使用戶免于計(jì)劃外停機(jī)（地震、冰災(zāi)、系統(tǒng)癱瘓等）造成的事故和損失。
強(qiáng)大的二次開發(fā)工具
OSIsoft為用戶基于PI系統(tǒng)的開發(fā)提供了多種方便的二次開發(fā)工具，包括PI API、PI SDK、PI ODBC、PI OLEDB等。
其他特點(diǎn)
PI的核心
工廠的歷史數(shù)據(jù)對(duì)公司來說是很有價(jià)值的。PI的核心就是數(shù)據(jù)歸檔管理，它采集并存貯與流程相關(guān)的上千、上萬點(diǎn)的數(shù)據(jù)。多年應(yīng)用歷史數(shù)據(jù)庫管理的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，要知道將來進(jìn)行分析時(shí)，哪些數(shù)據(jù)是必須的，這對(duì)我們來說是很困難的。因此，保存所有的數(shù)據(jù)是防止丟失所需信息的最好方法。沒有工廠歷史數(shù)據(jù)管理，對(duì)于重建工廠歷史數(shù)據(jù)是幾乎不可能的。要改進(jìn)產(chǎn)品，必須具備與之相關(guān)的原料的知識(shí)并了解當(dāng)前和過去的操作狀態(tài)。PI采集、存貯流程信息，并把這些數(shù)據(jù)提供給人們，其他應(yīng)用程序可從這些數(shù)據(jù)中精選出有意義的信息。這些信息可以用來指導(dǎo)工藝改進(jìn)，降低物耗，增加產(chǎn)量。實(shí)際上，工藝改進(jìn)只能是用戶和應(yīng)用程序使用這些信息的結(jié)果。OSIsoft公司投入大量資金開發(fā)用于幫助人們了解和改進(jìn)他們的工藝過程及產(chǎn)品。
PI的結(jié)構(gòu)
PI是一個(gè)真正的分布式結(jié)構(gòu)計(jì)算環(huán)境，它所使用的智能結(jié)構(gòu)可在多種系統(tǒng)配置下運(yùn)行。PI數(shù)據(jù)服務(wù)器提供信息集中采集和系統(tǒng)的維護(hù)。PI客戶可處理手中所有的最大數(shù)量的信息。這些客戶端應(yīng)用程序包括PI-ProcessBook和PI-Datalink，是在用戶熟悉的Microsoft Windows環(huán)境下運(yùn)行。在全廠或全公司可使用一個(gè)或多個(gè)PI數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器小的可以是一千點(diǎn)，大的可達(dá)到數(shù)十萬點(diǎn)。每個(gè)PI客戶端都可同時(shí)與一個(gè)或多個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相聯(lián)，并可讀/寫幾乎任何實(shí)時(shí)設(shè)備或數(shù)據(jù)庫。PI通常用來在兩個(gè)不同廠商的產(chǎn)品之間傳送信息。這種靈活的，功能強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)為信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化提供了自由度。PI可支持的用戶個(gè)數(shù)沒有限制。只要安裝PI服務(wù)器的機(jī)器性能以及網(wǎng)絡(luò)性能允許，客戶端用戶數(shù)也只有許可證的限制。在PI上使用的大多數(shù)應(yīng)用程序都是客戶端應(yīng)用程序產(chǎn)品，這些應(yīng)用程序所需的系統(tǒng)資源比終端對(duì)話或X-Windows使用的帶寬還少。
PI的設(shè)計(jì)原理
● 為操作或生產(chǎn)獲取所有相關(guān)數(shù)據(jù)
由于采集了所有的工藝數(shù)據(jù)，PI可以生成工廠過去和操作情況的畫面。如：產(chǎn)品質(zhì)量工程師可能要分析影響一批產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù)，維護(hù)工程師可能要看特定設(shè)備的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)，并查看在運(yùn)行中有什么問題。工藝工程師經(jīng)常注意單個(gè)工藝單元短期信息。PI統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫可讓用戶以不同的視角訪問相同的信息。
● 在線存貯長(zhǎng)期數(shù)據(jù)
在使用的PI，大多數(shù)保存了多年的工藝數(shù)據(jù)。在線數(shù)據(jù)即是用戶或應(yīng)用程序所要求的秒級(jí)數(shù)據(jù)。保存多年的工藝數(shù)據(jù)，使用戶可提取工藝的季節(jié)變化數(shù)據(jù)、分析設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，查看產(chǎn)品或物料的生產(chǎn)周期。PI的應(yīng)用工具還可在離線介質(zhì)上創(chuàng)建永久的數(shù)據(jù)備份。通常情況下，用戶訪問的有效數(shù)據(jù)是在硬盤上。
● 以數(shù)據(jù)原型存貯
OSIsoft公司認(rèn)為，數(shù)據(jù)采集和存貯應(yīng)保持原有的時(shí)間間隔、精度，而不考慮將來怎么用。過去，許多公司用大量的歸納數(shù)據(jù)來減少數(shù)據(jù)存貯的空間。這樣做有兩個(gè)原因，第一，減少存貯所需空間，第二，存貯的數(shù)據(jù)與某一批產(chǎn)品相關(guān)。OSIsoft公司的PI系統(tǒng)存貯了工藝和事件的所有信息，例如，一個(gè)工藝量變化很快，這點(diǎn)的數(shù)據(jù)需要以小的時(shí)間間隔來存貯，PI采用的壓縮技術(shù)可以存貯數(shù)千點(diǎn)的數(shù)據(jù)，而不需要大量的磁盤空間?！靶D(zhuǎn)門”壓縮技術(shù)由OSIsoft公司開發(fā)，保證了從PI的歷史數(shù)據(jù)庫中取出的數(shù)據(jù)滿足該點(diǎn)所要求的精度。
● 數(shù)據(jù)只存貯一次
數(shù)據(jù)只存貯一次，公司中所有的人或應(yīng)用程序，可以訪問相同數(shù)據(jù)而用于不同目的。PI以數(shù)據(jù)的基本形式存貯。系統(tǒng)可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何格式的計(jì)算。根據(jù)用戶或應(yīng)用程序的要求，也可進(jìn)行數(shù)據(jù)的歸納處理。
PI的優(yōu)勢(shì)
PI成功推出的一個(gè)主要特點(diǎn)是因?yàn)樗邆湟粋€(gè)商品化軟件生產(chǎn)所有的特性。OSIsoft公司是一個(gè)軟件產(chǎn)品公司，它推向市場(chǎng)的新產(chǎn)品是與客戶緊密聯(lián)系的。由于PI不提供特殊的程序開發(fā)服務(wù)，OSIsoft公司的產(chǎn)品必須使客戶易于安裝、維護(hù)和使用。客戶對(duì)PI的維護(hù)量實(shí)際上比其它系統(tǒng)要少得多?？蛻粲袝r(shí)要求擴(kuò)充PI以滿足特殊的要求。OSIsoft公司開發(fā)了相應(yīng)集成器，提供很好的集成服務(wù)，并可在PI的上端開發(fā)應(yīng)用以滿足這些用戶的要求。
PI的性能
OSIsoft公司不僅在軟件功能上而且在軟件的性能上下了大量功夫。軟件的性能包括軟件的可靠性、用戶或應(yīng)用程序所要求的執(zhí)行速度兩個(gè)方面。PI的速度非常快，比所有信息系統(tǒng)都快。
PI的分布式結(jié)構(gòu)
PI采用分布式結(jié)構(gòu)，可采集任何數(shù)量PI網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)，PI網(wǎng)絡(luò)不僅提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，同時(shí)也提供了當(dāng)PI主節(jié)點(diǎn)失效時(shí)數(shù)據(jù)項(xiàng)的隊(duì)列管理。大多數(shù)接口也支持PI網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的容錯(cuò)，就是說當(dāng)有故障時(shí)，仍然可以繼續(xù)采集PI網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或接口設(shè)備的數(shù)據(jù)。不僅有分布式數(shù)據(jù)采集，而且一些客戶已經(jīng)選擇了分布式數(shù)據(jù)存貯。客戶端模塊（PI-PC Datalink，PI-ProcessBook，PI-API，PI-ODBC）都可與任何數(shù)量的PI服務(wù)器通信。
這就為我們的客戶提供了與其他系統(tǒng)中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的可能。例如：你可能想比較廠內(nèi)兩個(gè)裝置甚至不同的兩個(gè)裝置的操作數(shù)據(jù)。對(duì)這種從不同PI服務(wù)器來的不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)，可進(jìn)行完美的管理。
先進(jìn)的服務(wù)器技術(shù)
PI2.0X和早期的版本是在DEC VAX機(jī)VMS操作系統(tǒng)下開發(fā)的。PI2.0X軟件是用DEC代碼管理軟件的c語言寫成。PI3.0在HP的代碼管理系統(tǒng)中用C寫成，保證PI源代碼的單一性。PI3.0具有編譯的靈活性，可支持多種操作系統(tǒng)，包括微軟Windows NT，Sun-Solaris，HP-UX，IBM AIX。客戶在選擇PI主節(jié)點(diǎn)服務(wù)器時(shí)可在康柏電腦，HP，SUN，IBM，DEC和其他服務(wù)器中選擇最好的機(jī)器。
數(shù)據(jù)庫技術(shù)
PI系統(tǒng)是一套商品化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件，主要用于存貯和獲取時(shí)間序列的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。有理由相信，PI系統(tǒng)具有最強(qiáng)的裝置歷史數(shù)據(jù)應(yīng)用功能。PI數(shù)據(jù)庫的所謂“字段”，在大多數(shù)情況是代表了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中的“工位號(hào)”，用戶可以將任意“工位號(hào)”加到PI歷史數(shù)據(jù)庫中。這些字段用來修改、維護(hù)數(shù)據(jù)庫的信息。PI工位號(hào)數(shù)據(jù)庫為用戶提供了六種用戶可定義的字段，這樣就能保證每一套PI系統(tǒng)都可根據(jù)用戶的需要完成他們自己的應(yīng)用，同時(shí)PI系統(tǒng)的固定結(jié)構(gòu)也能保證軟件維護(hù)的統(tǒng)一性。大多數(shù)用戶還在使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)來實(shí)施廣泛的數(shù)據(jù)應(yīng)用工作。PI系統(tǒng)的用戶完全可以汲取PI數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫兩者技術(shù)的長(zhǎng)處，而不必犧牲各自的特點(diǎn)。OSI Software在PI服務(wù)器上支持微軟的“開放數(shù)據(jù)庫連接標(biāo)準(zhǔn)”，并形成PI-ProcessBook模塊。PI產(chǎn)品使用該項(xiàng)技術(shù)后，使用戶可以享受兩種技術(shù)的完美結(jié)合。
支持微軟的體系結(jié)構(gòu)
● 基于窗口（Windows）的開發(fā)
OSIsoft公司花了大力氣于PI系統(tǒng)用戶端，使之完全兼容Windows 98體系結(jié)構(gòu)。以及OLE2（服務(wù)器和數(shù)據(jù)存貯器）和OLE技術(shù)。PI系統(tǒng)也同樣支持微軟新的基于目標(biāo)的文件結(jié)構(gòu)技術(shù)。PI-ProcessBook和PI-Datalink模塊完全與Windows98兼容，這是在微軟推出Windows98之后作出的非常迅速的行動(dòng)。OSIsoft可以編譯32位的PI-ProcessBook版本，使之完全兼容于Windows98。OSIsoft公司在銷售基于Windows的PI-Datalink和PI-ProcessBook等模塊方面成績(jī)顯著。1993年3月推出的PI-Datalink產(chǎn)品到目前為止已安裝了幾萬套，而1994年4月推出的PI- ProcessBook產(chǎn)品（它是PI系統(tǒng)主要的用戶界面），已經(jīng)有數(shù)萬套在使用之中。
● OLE目標(biāo)鏈接和嵌入
微軟的目標(biāo)鏈接和嵌入第2.0版本（OLE2.0）提供了程序和程序中的目標(biāo)相互交互的結(jié)構(gòu)。PI-ProcessBook完全支持OLE2，其中包括兩個(gè)功能。第一是數(shù)據(jù)存貯器的功能：允許用戶從其它應(yīng)用中將“目標(biāo)”嵌入、鏈接進(jìn)入ProcessBook；第二是服務(wù)器的功能：允許ProcessBook入口被服務(wù)或嵌入到其它應(yīng)用中。
● ODBC開放數(shù)據(jù)連接
開放數(shù)據(jù)連接（ODBC）是微軟SQL存取組執(zhí)行的層面接口標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫供應(yīng)商遵循該標(biāo)準(zhǔn)以保證任何標(biāo)準(zhǔn)的ODBC用戶應(yīng)用都可以存取其數(shù)據(jù)。OSIsoft公司也遵循ODBC標(biāo)準(zhǔn)并在其產(chǎn)品中應(yīng)用。由于OSIsoft公司的用戶數(shù)據(jù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)壓縮等方面的需要，PI歷史數(shù)據(jù)庫不是基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的。但是PI ODBC服務(wù)器使得PI數(shù)據(jù)在應(yīng)用和用戶感受方面就象是PI數(shù)據(jù)是存貯在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的表中一樣。用這種方式，PI系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫被設(shè)計(jì)成可以非常方便地與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，而不必將PI或關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)先復(fù)制到某一區(qū)域，然后再從這區(qū)域由另一個(gè)數(shù)據(jù)庫來存取。簡(jiǎn)而言之，OSIsoft公司引入了”外部接口“功能，可在基于Windows的PI-ProcessBook這一用戶端使用。這一特征允許用戶從PI系統(tǒng)這一端，去觀察與ODBC兼容的任意一個(gè)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。由于支持ODBC標(biāo)準(zhǔn)，PI系統(tǒng)就不必要為了提供集成查詢能力而擴(kuò)展或修改其“表”的功能。建議如果用戶需要增加信息獲取量，可以在用戶所選的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中自選設(shè)計(jì)新的“表”。這樣許多現(xiàn)代的報(bào)告生成和查詢工具就可以跨數(shù)據(jù)庫地查詢與結(jié)合。簡(jiǎn)單地說，PI- ProcessBook可以從外部關(guān)系型數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)，同時(shí)在PI數(shù)據(jù)庫中將該數(shù)據(jù)顯示、使用。這些查詢也可以是PI和外部數(shù)據(jù)庫相互交互進(jìn)行的。
參考資料 >