[发明专利]SCADA系统网状关系数据库节点的数据同步组件

说明书

技术领域

本发明涉及SCADA系统平台所应用的专业技术领域，涵盖电力监控、水利监控、油气化工、轨道交通、煤炭矿井等需要实施实时数据采集和环境设备监控业务的工控行业。同时由于后台数据库存储、多节点冗余策略特别是主备冗余机制的广泛业务需求，且具有组件在设计模式上与系统的低耦合性，也可推广到功能需求类似的专业和商业应用。

背景技术

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统即数据采集与监视控制系统。可广泛应用于电力系统、水利监控系统、石油、化工、轨道交通等行业的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对各类运行环境、多种运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节、各类信号报警、历史数据存储等各项功能。

以主备冗余的商用关系数据库为主要数据管理手段，统一管理历史和配置数据（系统参数、开关量状态、模拟量值、脉冲累计量、计算结果，报警/事件记录，故障报告等）的存储、维护，以支撑查询、统计报表、历史曲线、追忆重演等上层业务应用，是各类SCADA系统不可或缺的重要模块。为保证数据一致性和完整性，不可避免地要实现冗余双机的历史/配置数据实时/准实时同步，即使在配置了共享磁盘阵列的系统构架中，作为完整SCADA系统的功能模块之一，仍需提供该项功能。

除主备双机冗余的结构外，越来越多的行业应用将子业务数据从“胖而全”的集中历史数据库中分离出来，以满足运营和监控人员对查询实时性、特定数据安全、数据管理责任划分等定向的业务需求，如轨道交通中的设备维修管理数据、用电管理数据等。

因此要求数据同步模块既能满足双机数据的完备同步，又能有效地实现按既定条件进行数据过滤和数据转储到其他机器节点上，形成类似网状的多个存储节点间的数据自由复制流动。

目前节点数据同步设计主要包括两种方式：

1．绝大多数SCADA系统平台采用的是同步模块和系统紧密结合的高耦合方式，即依据运行操作系统、采用的商用数据库平台及特点、系统内模块间的交互设计模式等设计、开发、优化适应自身系统运行的同步模型。

此种设计方式能较好地满足自身SCADA系统的运行需求，但存在一定局限性，对跨关系数据库平台缺少支持；对业务数据的部分分离存储需要重新设计开发应用程序；仅限于行业内应用。

2．采用关系数据库自身的发布订阅机制，设定发布服务器、分发服务器、订阅服务器，然后选择某种订阅方式实现节点同步。主流商用关系数据库一般都提供此项功能，如MS SQLServer的发布订阅；Oracle的高级复制、流技术；Sybase的RSM复制管理，MySQL的同步复制机制等等。

此种方式利用商用数据库内置一体化的成熟数据分发技术，通过配置方式代替了绝大部分专用程序的开发测试工作，节省了系统实施的工作量，具有较好的适应性。但面向SCADA平台数据的实际使用过程中需要较多的限制条件，如账户要求、故障还原模型、数据表建立的主键要求、服务器名称限制等；配置较为繁琐，节点越多，复杂度越高；对数据表增加了很多额外字段和同步专用数据量，对同步过程中新建数据表的处理不佳；对于特殊的业务数据需求，较难实现多节点间的数据自由流动。

 现有技术的缺点：1.根据厂家自身SCADA平台设计开发的同步模块缺少跨关系数据库平台的支持，一般是专库专系统专用；对用户指定的部分业务数据分离存储则需要较多的额外开发测试工作量；

2.采用商用关系数据库类似发布订阅的复制机制配置较为复杂，需要较多的额外磁盘空间开销；很难满足SCADA平台特定节点间的特殊数据复制需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明从现有技术基础出发，设计实现新的同步组件Sycom，包括跨关系数据库平台同步支持；与SCADA系统平台的低耦合性；支持多个业务节点间的网状结构的数据交互；通过界面组态的友好方式设定数据源、数据终点、发布过滤条件，并细化到记录级。目的是通过简单易用的配置界面表达用户的多样化业务数据复制需求，实现双机、多机间更为灵活的数据同步和发布复制工作，以适应SCADA平台在多个行业里越来越细化的市场和用户需求。