小T導(dǎo)讀：中海油泰州石化原有 AspenTech InfoPlus.21 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建設(shè)至今已有十余年，隨著企業(yè)的逐步發(fā)展，原有采集點(diǎn)數(shù)已達(dá)上限，相關(guān)應(yīng)用取數(shù)效率下降，限制了企業(yè)新需求的增長，借助該國產(chǎn)化項(xiàng)目漢中諾 ProDB（TDengine TSDB 基礎(chǔ)上開發(fā)）產(chǎn)品在原點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了 4 倍擴(kuò)容，而且完成了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及采集接口雙冗余配置，其他應(yīng)用取數(shù)性能得到質(zhì)的提升，極大地鼓舞了企業(yè)人員對(duì)信息化系統(tǒng)的使用熱情，短時(shí)間內(nèi)遞交了上百幅流程圖擴(kuò)充補(bǔ)全的需求。本文就此實(shí)踐展開深度分享。

背景和痛點(diǎn)

面對(duì)全球化格局重塑與技術(shù)競爭加劇的雙重挑戰(zhàn)，國有石油化工企業(yè)推進(jìn)信息化軟件國產(chǎn)化已成為關(guān)乎國家命脈的戰(zhàn)略抉擇。這不僅是為核心產(chǎn)業(yè)構(gòu)筑安全屏障的關(guān)鍵舉措，其戰(zhàn)略價(jià)值更是在五大維度，包括國家安全與供應(yīng)鏈自主可控、經(jīng)濟(jì)與技術(shù)自主權(quán)、數(shù)據(jù)主權(quán)與合規(guī)性、行業(yè)競爭力提升、國家戰(zhàn)略與政策驅(qū)動(dòng)對(duì)國有石油化工企業(yè)信息化形成立體化支撐，是搶占未來發(fā)展制高點(diǎn)的破局之策。

泰州石化原有 AspenTech InfoPlus.21 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)隨著企業(yè)的逐步發(fā)展，無論是采集接口還是采集點(diǎn)數(shù)，都有不同程度的增長，系統(tǒng)整體運(yùn)行和操作時(shí)常有卡頓的現(xiàn)象發(fā)生。核心痛點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

• 國外軟件授權(quán)到期，續(xù)期成本高，長期使用負(fù)擔(dān)加重；
• 原有架構(gòu)依賴其專利的雙機(jī)熱備與采集接口冗余技術(shù)，升級(jí)與擴(kuò)展受制于廠商；
• 新的需求需要采集更多的輔助信息點(diǎn)，卻受限于授權(quán)點(diǎn)數(shù)無法采集存儲(chǔ)；
• 與信創(chuàng)軟硬件體系兼容性不足，阻礙企業(yè)在操作系統(tǒng)、服務(wù)器等層面的國產(chǎn)化替換。

選擇 TDengine TSDB 的原因

國內(nèi)雖然已有多款國產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，但能夠在大型石油化工場(chǎng)景中穩(wěn)定運(yùn)行、并具備規(guī)模化落地經(jīng)驗(yàn)的并不多。TDengine TSDB 時(shí)序數(shù)據(jù)庫依托成熟的產(chǎn)品能力與我們的工程團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)在恒力集團(tuán)、?？萍瘓F(tuán)、中融新大集團(tuán)等多家大型化工企業(yè)成功部署，有著出色的應(yīng)用效果和用戶口碑。

• TDengine TSDB 通過權(quán)威的 TSBS 基準(zhǔn)測(cè)試，在數(shù)據(jù)讀寫、磁盤占用等方面體現(xiàn)出來的性能優(yōu)勢(shì)明顯，為大型企業(yè)開展高并發(fā)采集與長期數(shù)據(jù)留存提供了可靠的性能基礎(chǔ)。
• TDengine TSDB 在數(shù)據(jù)處理、部署方式、專利、論文、案例、資質(zhì)等多個(gè)方面斷層領(lǐng)先于國內(nèi)其他家的同類型產(chǎn)品。
• TDengine TSDB 支持高效邊云協(xié)同，通過內(nèi)置訂閱機(jī)制實(shí)現(xiàn)多級(jí)數(shù)據(jù)同步與降采樣，無需編碼即可配置規(guī)則，適配 MQTT、OPC、PI System 等協(xié)議。邊緣輕量寫入，云端集中分析，支持?jǐn)嗑€續(xù)傳與歷史數(shù)據(jù)遷移，助力企業(yè)打破數(shù)據(jù)孤島，統(tǒng)一建模、降低帶寬壓力，加速數(shù)字化升級(jí)。
• TDengine TSDB 內(nèi)置類消息隊(duì)列的數(shù)據(jù)訂閱機(jī)制，支持按庫、超級(jí)表或 SQL 查詢創(chuàng)建主題，實(shí)時(shí)推送寫入數(shù)據(jù)。支持消費(fèi)組、進(jìn)度管理與回放能力，兼容 Kafka 風(fēng)格 API，便于快速集成。用戶可通過 SQL 精細(xì)定義訂閱內(nèi)容，結(jié)合預(yù)處理功能，降低系統(tǒng)復(fù)雜度。

而在 TDengine TSDB 基礎(chǔ)上開發(fā)的漢中諾 ProDB，在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上同樣具有非常顯著的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。其時(shí)序數(shù)據(jù)庫出色的性能和穩(wěn)定性，在此次泰州石化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫國產(chǎn)化項(xiàng)目中，起到了舉足輕重的核心作用。項(xiàng)目實(shí)施過程中，有多個(gè)方面的使用亮點(diǎn)。

1. 更穩(wěn)定的高可用架構(gòu)

基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在企業(yè)信息化建設(shè)中的地位和重要性，此次通過漢中諾 ProDB 的部署，實(shí)現(xiàn)了 TDengine TSDB 數(shù)據(jù)庫三節(jié)點(diǎn)的集群架構(gòu)，大幅度提高數(shù)據(jù)庫服務(wù)的穩(wěn)定性。而我們數(shù)據(jù)采集軟件也基于其接口冗余架構(gòu)，保證了數(shù)采鏈路的健壯性，從而確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)的完整性。

2. 更全面的數(shù)據(jù)采集

TDengine TSDB 結(jié)合我們數(shù)據(jù)采集軟件，支持了超過 10 多種的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，完全覆蓋了泰州石化現(xiàn)有控制系統(tǒng)和各類智能設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景，包括有 OPC UA、OPC DA、Modbus TCP/RTU、IEC104、HJ212、MQTT、HTTP 等。

3. 更完整的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

在本次項(xiàng)目中，TDengine TSDB 出色的讀寫性能得到了充分發(fā)揮。依托其高并發(fā)寫入與高效查詢能力，我們顯著擴(kuò)大了數(shù)據(jù)采集范圍，許多過去因性能與容量限制而無法采集的點(diǎn)位，此次均實(shí)現(xiàn)了完整接入。

其中，DCS 控制系統(tǒng)的位號(hào)報(bào)警上下限也被作為獨(dú)立點(diǎn)位納入采集與存儲(chǔ)。盡管新增點(diǎn)位數(shù)量相比以往增長了約 4 倍，但系統(tǒng)仍保持穩(wěn)定運(yùn)行。更重要的是，這些點(diǎn)位的補(bǔ)充從根本上解決了生產(chǎn)條件或生產(chǎn)方案調(diào)整時(shí)，因控制系統(tǒng)報(bào)警限值變更導(dǎo)致上層應(yīng)用報(bào)警閾值不同步、報(bào)警應(yīng)用計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤的問題。

4. 更現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)展示

TDengine TSDB 結(jié)合我們的數(shù)據(jù)展示平臺(tái)，全方位升級(jí)了泰州石化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)，豐富了用戶獲取數(shù)據(jù)的方式，也提升了用戶訪問數(shù)據(jù)的體驗(yàn)。如今，平臺(tái)可同時(shí)支撐 200 多名用戶并發(fā)訪問，超過 700 幅流程圖均能實(shí)現(xiàn)極速渲染與穩(wěn)定展示，而這一切的基礎(chǔ)正是底層數(shù)據(jù)庫持續(xù)、可靠的高性能數(shù)據(jù)支撐。

5. 多方面的專利申請(qǐng)

在此次項(xiàng)目推進(jìn)過程中，我們的工程團(tuán)隊(duì)也圍繞泰州石化的實(shí)際需求開展了多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，并計(jì)劃協(xié)助企業(yè)在多個(gè)方向推進(jìn)專利申請(qǐng)，包括： ① 通信安全：集成 SM4 國密算法，設(shè)計(jì)基于國密協(xié)議的分布式節(jié)點(diǎn)通信機(jī)制； ② 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：采用列式存儲(chǔ)與差值編碼技術(shù)，壓縮率通?？蛇_(dá)到 10% 以內(nèi)； ③ 異常檢測(cè)：基于 LSTM 的工藝參數(shù)漂移預(yù)警模型，檢測(cè)響應(yīng)時(shí)間可小于 200ms； ④ 國產(chǎn)系統(tǒng)：深度適配麒麟 OS 的系統(tǒng)優(yōu)化方案。

漢中諾 ProDB 產(chǎn)品完全兼容泰州石化原來的 InfoPlus.21 平臺(tái)架構(gòu)，但數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、集群部署更簡單，同時(shí)具備接口冗余功能，性能有本質(zhì)上的飛躍。

TDengine TSDB 的落地實(shí)踐

部署架構(gòu)包括 ProDB 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)服務(wù)器、ProWeb 生產(chǎn)監(jiān)控平臺(tái)服務(wù)器、ProCollector 數(shù)采接口機(jī)以及防火墻組成。系統(tǒng)部署架構(gòu)說明如下：

• ProDB 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器-實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、管理生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。
• ProWeb 生產(chǎn)監(jiān)控平臺(tái)服務(wù)器-實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)監(jiān)控與展示。
• Data Access 公共接口服務(wù)器-實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的對(duì)外發(fā)布。
• ProCollector 數(shù)采接口服務(wù)器-實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集。
• 防火墻提升網(wǎng)絡(luò)通訊安全。
• DCS OPC 節(jié)點(diǎn)通過標(biāo)準(zhǔn) OPC DA 接口提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

ProDB 系統(tǒng)高可用方案說明：

• ProDB 節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)集群配置，實(shí)現(xiàn)故障切換、負(fù)載均衡，確保高可用性。
• ProCollector 節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)接口冗余配置。

在數(shù)據(jù)建模方面，因?yàn)?ProDB 的數(shù)據(jù)模型完全兼容 AspenTech InfoPlus.21（泰州石化原有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫）的數(shù)據(jù)模型，所以基本上采集和遷移歷史數(shù)據(jù)基本上沒有什么變化，前端應(yīng)用也未受影響。

未來規(guī)劃

我們與北京濤思數(shù)據(jù)科技有限公司已合作多年，并在多個(gè)項(xiàng)目中將 TDengine TSDB 應(yīng)用于我們的實(shí)際業(yè)務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理性能和維護(hù)效率均得到了明顯提升。未來，我們也將持續(xù)關(guān)注 TDengine TSDB 和 TDengine IDMP 的版本更新與功能演進(jìn)，進(jìn)一步拓展在更多業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的應(yīng)用可能。

關(guān)于上海漢中諾

上海漢中諾軟件科技有限公司成立于 2003 年，擁有 2 項(xiàng)專利和 50 余項(xiàng)軟件著作權(quán)，長期專注于為石油、石化、鋼鐵、冶金等行業(yè)提供專業(yè)軟件系統(tǒng)與工程技術(shù)服務(wù)。公司具備經(jīng)驗(yàn)豐富的行業(yè)專家團(tuán)隊(duì)，旗下 HanaTech 解決方案覆蓋科研、設(shè)計(jì)、建設(shè)、生產(chǎn)等全流程，提供資源優(yōu)化、過程控制與優(yōu)化、供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)過程管理、流程模擬等先進(jìn)軟件與技術(shù)，幫助客戶提升設(shè)計(jì)水平、查找瓶頸、優(yōu)化操作與管理，以持續(xù)獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

作者：上海漢中諾 葉峰