[发明专利]无损处理技术安装或技术过程的过程值的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于技术过程或技术安装的过程值(亦称作过程测量值或过程数据)的无损处理的方法，该方法特别应用于过程自动化领域。本发明也涉及用于实现该方法的系统。 

背景技术

对于过程值(亦称作过程测量值或过程数据)的长期存档，数据以测量值系列(亦称作测量值历史或过程值历史)的形式存储于所谓的历史服务器中。在这种情况下的数据存档是极密集型存储。因此需要具有很大存储空间的大量内存来读取已存储的数据，并且在进一步处理读出的数据时必须移动大量的数据项。在这种情况下，将要被存储的数据库是由信号的数量、信号的期望变换率及信号的记录持续时间的乘积(product)组成的。 

近年来技术安装的操作员所必需的并且意在为存档存储的过程数据库迅速增长，有着一方面以无损方式存储数据而另一方面以尽可能高的速度重新读取所述数据的期望。这些期望可以通过以未经压缩的原始格式的简单存储实现。然而这面临的缺点是，采取这种原始值存储的原则，可用的大量内存没有以最优的方式得到应用。目前将要被存储的原始数据库在0.5T至约5T的范围内，但是根据将要被存储的数据库大小呈继续增长的趋势。 

虽然可以获得相对有利的大量内存来存储由处理或安装得来的数据的容量，但是目标是在过程自动化中使用压缩方法来存储较大容量的数据，其中的压缩方法最优地结合了数据的无损存储和特别是以所期望的尽可能高的速度读取这些数据的目标。在这种情况下可以接受次优压缩系数。 

近来已使用无损或有损方法对由处理或安装得来的数据的容量 进行压缩。 

在已知的有损压缩方法(包括矩形波串/反斜坡方法和变换方法)中，在解压缩后可以再次获得先前压缩过的数据，其中相对测量值和时间标记带有或多或少的明显差异。 

在例如“http://med.ee.nd.edu/MED7/med99/papers/MED101.pdf”(在矩形波串反斜坡数据压缩算法中窗口尺寸的自动调整)，“http://training.osisoft.com/NR/rdonlyres/557CC68-65AD-4E55-A365-B30C1FCF74F9/0/SwingingDoorCompression.doc”(摇门压缩)及，“http://de.wikipedia.org/wiki/wavelet”(小波和变换)中描述了矩形波串/反斜坡、摇门或小波变换方法。 

这些方法提供良好的压缩比率但是它们不是无损的。此外，考虑到将要被处理的数据的容量，读取操作比以非压缩形式存储的数据的读取要慢的多。 

已知的无损压缩方法诸如LZW、LZ77或LZ78方法(在这种情况下，原始文本中的字符序列由根据另一个字母表得到的字符序列替代)在例如http://de.wikipedia.org/wiki/LZ77-Datenkompression和http://de.wikipedia.org/wiki/LZ78中描述，也仅仅为由处理和安装提供的并且需要存储的原始数据提供了不足的压缩比率，并且对过程自动化中解压缩期间的许多应用来说速度太慢。 

在所谓的有损压缩方法中，因为被读取或解压缩的数据不同于原始数据，对所出现数据的压缩与信息的损耗相关联。 

上述的有损方法不适用于特别是在经常将存档数据用作帐单相关基础的处理或安装信息系统的环境中(比如如果将尽可能精确的处理环境测量值用作办公环境中的平衡处理的基础，这种情况下一定不能应用有损值)，或在这些数据的基础上继续精确分析过程数据的取样时间的情况下。 

有损方法的另一个缺点是基于数据的解压缩(亦称作解压)是密集计算的事实。因此，由于仅仅数据的解压缩就占用了很长时间，对大量待处理数据的压缩极可能成为阻碍。 

发明内容

因此，本发明是基于对用于技术过程或技术安装的过程值(亦称为过程测量值或过程数据)进行无损处理的方法以及用于实现此方法的相应系统进行说明的目的，从而克服已有技术的上述缺点。特别地，根据本发明的数据压缩方法能够加快压缩数据的解压缩操作。另外，与已使用的大多数方法相反，所述方法是无损的。 

根据本发明，该目标是通过具有权利要求1所述特征的方法来实现的。在其它权利要求和说明书中详述了根据本发明的方法及用于实现此方法的系统的细化和改进。 

本发明涉及这样一种方法，在下游的专用无损压缩方法中始终与损耗一同记录技术安装的数字化过程值，从而在技术安装或技术过程的过程控制系统中达到过程数据的压缩比率和解压速度的最优组合。