[发明专利]用于钢铁过程控制的高速数据存储方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于钢铁过程控制的高速数据存储方法和系统，该方法包括以下步骤：1)根据工艺需求，确定需要采集数据的数据点共M个以及各数据点对应数据值的上限和下限；将数据点分为N个组，然后在关系数据库中创建表；2)数据采集：过程控制从基础自动化采集所有数据点的实际值；3)数据转换与缓存；4)判断是否满足存储条件，如果满足存储条件则进入步骤5)，否则转入步骤2)等待进行下一次数据采集；5)数据存储：将共享内存中缓存的所有第二类数据包以一条记录保存到数据库表中。本发明方法实施过程简单，运行高效，保证过程控制高速存储的情况下，得到迅速响应。

技术领域

本发明涉及数据存储技术，尤其涉及一种用于钢铁过程控制的高速数据存储方法和系统。

背景技术

钢铁行业普遍采用分级计算机控制系统，包括一级基础自动化，二级过程控制，三级制造执行。物料跟踪是过程控制的核心功能，其包括位置跟踪和信息跟踪，用于确定具体的物料的生产工艺数据与消耗数据。此功能对于优化生产工艺，改善产品性能，节能降耗等方面有着积极的意义。

二级过程控制的工艺数据与消耗数据来源于一级基础自动化。对于一部分过程控制计算机系统来说，从基础自动化系统采集数据并直接存储到数据库中即可。然而，对于轧机来说，尤其是高速棒材轧制，对于数据采集频率要求很高，带来的数据量巨大，久而久之，系统运行效率越来越慢，甚至会导致服务器卡死，带来数据灾难。

目前主要的解决方法如下：

方法一：升级服务器硬件配置。

方法二：采用纵向拆分(按列)或者横向拆分(按行)进行分表。

方法三：选用专业的时序数据库。

方法一会显著提高二级过程控制使用成本。方法二能够提升单表的并发能力，磁盘I/O性能也提高了，但依然有进步空间，且占用存储资源并没有降低。由于过程控制一般配有关系数据库，如果采用方法三增加时序数据库，一方面提升了采购成本，另一方面提高了维护成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种用于钢铁过程控制的高速数据存储方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于钢铁过程控制的高速数据存储方法，包括以下步骤：

1)根据工艺需求，确定需要采集数据的数据点共M个以及各数据点对应数据值的上限和下限；将数据点分为N个组，然后在关系数据库中创建表，表的字段包括开始时间、结束时间以及分别对应N个数据点分组的N个字段；

2)数据采集：过程控制从基础自动化采集所有数据点的实际值，数据类型为单精度浮点数字，采集的数据叫做第一类数据包，包括一个时间戳和M个实际值；

3)数据转换与缓存：如果第一类数据包中任意一个实际值大于等于其数据点的上限值或者小于等于其数据点的下限值，则忽略这个数据包，否则根据转换规则将第一类数据包转换为N个第二类数据包，并将所有第二类数据包保存到共享内存中；

将第一类数据包转换为第二类数据包的规则如下：

3.1)将第一类数据包中的实际值转为标准值，采用如下公式：

标准值＝1+(实际值-下限值)/(上限值-下限值)

这样第一类数据包中的M个实际值则变为了M个标准值；

3.2)压缩标准值；

标准值是一个32比特即4个字节长度的单精度浮点型数字，去除第2到第9个比特位，剩余24个比特即3个字节长度；

3.3)整合生成第二类数据包