PI（Plant Information System）是由美國OSIsoft公司開發的一套基於Client/Server結構的商品化軟體套用平台，是過程工業全廠信息集成的必然選擇。作為工廠底層控制網路與上層管理信息系統網路連線的橋樑，PI在工廠信息集成中扮演著特殊和重要的角色。
基本介紹
- 中文名：PI資料庫
- 外文名：Plant Information System
- 開發公司：美國OSIsoft公司
- 基於：Client/Server結構
介紹,功能模組,伺服器端,接口,客戶端,技術服務,技術優勢,其他特點,
介紹
一方面，PI用於工廠數據的自動採集、存貯和監視。作為大型實時資料庫和歷史資料庫，PI可線上存貯每個工藝過程點的多年歷史數據。它提供了清晰、精確的操作情況畫面，用戶既可瀏覽工廠當前的生產情況，也可回顧過去的生產情況。可以說，PI對於流程工廠來說就如同飛機上的“黑匣子”一樣。
另一方面，PI為最終用戶和套用軟體開發人員提供了快捷高效的工廠信息。由於工廠數據存放在統一的數據倉庫中，公司中的所有人，無論在什麼地方都可看到和分析相同的信息。PI客戶端的應用程式可使用戶很容易對工廠級和公司級實施管理，諸如改進工藝，TQC，故障預防維護等。通過PI可集成產品計畫、維護管理、專家系統、LIMS和最佳化/建模等應用程式。PI在業務管理和實時生產之間起到橋樑作用。
功能模組
伺服器端
PI系統伺服器端
PI Data Archive歷史數據歸檔，PISnapshot實時數據快照，PI Universal Data Server通用數據伺服器核心模組，PI PE性能公式模組，PI SQLServer數據查詢模組，PI Totalizer總加器模組
PI Steam Tables蒸汽表模組，PIRecalc重算器模組，PI Alarm報警服務模組，PI ModuleDB模型資料庫，PI APS自動點同步，PI System Management Tools系統配置與管理模組，PI MCN性能管理監控模組，PIACE高級計算引擎
接口
PI Interface（接口）
PI-IN-OPC PI標準OPC接口軟體
PI與控制系統接口 按用戶需要（400多種）
CNI 過物理隔離網閘軟體
客戶端
PI Client
(PI客戶端）
PI-Combo
PI-ActiveView （WEB瀏覽器客戶端）
PI-Webparts (RtPortal瘦客戶端)
技術服務
PI技術服務
SRP技術服務
中電飛華技術7*24小時支持
技術優勢
採集效率高、讀取速度快
單機點數規模達400萬點；
數據吞吐量為4百萬/秒；
存儲能力為10-15萬個事件/秒；
數據訪問能力為100萬個事件/秒；
秒級時間內可以取到1000點的2年至3年的歷史數據。
數據存儲效率高、占用空間小
旋轉門壓縮專利技術和獨到的二次過濾技術，使進入到PI資料庫的數據經過了最有效的壓縮，極大地節省了硬碟空間。
豐富的客戶端應用程式
30多種基於B/S、C/S的客戶端，滿足用戶各種展示需求以及數據分析需求。
分散式伺服器結構，提供成熟接口
提供400多種成熟的接口軟體。接口軟體具有數據快取功能。
支持集團化套用
較高的安全性和穩定性
PI具有極高的安全性和良好的安全機制：
PI的註冊機制，提供基於用戶註冊的連線許可；
PI的信任機制，提供非互動式套用的訪問許可；
資料庫安全，控制對資料庫的訪問。
系統運行穩定性極高，在全球擁有一萬多用戶，25年來從未因為系統故障影響業務連續性。
資產分析與可視化
Analysis Framework（AF）是一種可管理的環境，企業可以藉助它為資產定義一致的表現形式，並利用這些資產進行簡單或複雜的分析，以生成關鍵且可操作的信息。AF真正的強大功能在於它能夠重用信息和將信息進行可視化。
企業信息系統集成與共享
RLINK提供了一個雙向網關，用於與 ERP和 EAM系統的數據、事件及圖像集成。系統示例包括 SAP R/3、Oracle JD Edwards EnterpriseOne、MRO Software Maximo 和 IndusInternational Passport/EMPAC 等。
靈活的門戶系統
網路設備檢測
MCN Health Monitor用於檢測生產製造IT基礎架構中潛伏的問題、性能威脅、網路問題和網路瓶頸。MCN可以幫助生產管理者發現潛在的問題，並及時採取必要的措施，消除或儘量降低因為斷電、基礎設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
對數據進行不中斷訪問是用戶非常關心的問題，這就是HA（高可用性）產生的原因。高可用性，就是容許系統故障和繼續提供服務的能力。不需要特殊硬體或集群環境，HA就能向用戶提供一個可替換的時間序列數據源，提高了PI Server的可靠性。高可用性架構能夠使用戶免於計畫外停機（地震、冰災、系統癱瘓等）造成的事故和損失。
強大的二次開發工具
OSIsoft為用戶基於PI系統的開發提供了多種方便的二次開發工具，包括PI API、PI SDK、PI ODBC、PI OLEDB等。
其他特點
PI的核心
工廠的歷史數據對公司來說是很有價值的。PI的核心就是數據歸檔管理，它採集並存貯與流程相關的上千、上萬點的數據。多年套用歷史資料庫管理的經驗告訴我們，要知道將來進行分析時，哪些數據是必須的，這對我們來說是很困難的。因此，保存所有的數據是防止丟失所需信息的最好方法。沒有工廠歷史數據管理，對於重建工廠歷史數據是幾乎不可能的。要改進產品，必須具備與之相關的原料的知識並了解當前和過去的操作狀態。PI採集、存貯流程信息，並把這些數據提供給人們，其他應用程式可從這些數據中精選出有意義的信息。這些信息可以用來指導工藝改進，降低物耗，增加產量。實際上，工藝改進只能是用戶和應用程式使用這些信息的結果。OSIsoft公司投入大量資金開發用於幫助人們了解和改進他們的工藝過程及產品。
PI的結構
PI是一個真正的分散式結構計算環境，它所使用的智慧型結構可在多種系統配置下運行。PI數據伺服器提供信息集中採集和系統的維護。PI客戶可處理手中所有的最大數量的信息。這些客戶端應用程式包括PI-ProcessBook和PI-Datalink，是在用戶熟悉的Microsoft Windows環境下運行。在全廠或全公司可使用一個或多個PI資料庫伺服器。資料庫伺服器小的可以是一千點，大的可達到數十萬點。每個PI客戶端都可同時與一個或多個實時資料庫伺服器相聯，並可讀/寫幾乎任何實時設備或資料庫。PI通常用來在兩個不同廠商的產品之間傳送信息。這種靈活的，功能強大的結構為信息系統結構設計的最佳化提供了自由度。PI可支持的用戶個數沒有限制。只要安裝PI伺服器的機器性能以及網路性能允許，客戶端用戶數也只有許可證的限制。在PI上使用的大多數應用程式都是客戶端應用程式產品，這些應用程式所需的系統資源比終端對話或X-Windows使用的頻寬還少。
PI的設計原理
● 為操作或生產獲取所有相關數據
由於採集了所有的工藝數據，PI可以生成工廠過去和操作情況的畫面。如：產品質量工程師可能要分析影響一批產品的工藝數據，維護工程師可能要看特定設備的長期數據，並查看在運行中有什麼問題。工藝工程師經常注意單個工藝單元短期信息。PI統一的數據倉庫可讓用戶以不同的視角訪問相同的信息。
● 線上存貯長期數據
在使用的PI，大多數保存了多年的工藝數據。線上數據即是用戶或應用程式所要求的秒級數據。保存多年的工藝數據，使用戶可提取工藝的季節變化數據、分析設備運行時間，查看產品或物料的生產周期。PI的套用工具還可在離線介質上創建永久的數據備份。通常情況下，用戶訪問的有效數據是在硬碟上。
● 以數據原型存貯
OSIsoft公司認為，數據採集和存貯應保持原有的時間間隔、精度，而不考慮將來怎么用。過去，許多公司用大量的歸納數據來減少數據存貯的空間。這樣做有兩個原因，第一，減少存貯所需空間，第二，存貯的數據與某一批產品相關。OSIsoft公司的PI系統存貯了工藝和事件的所有信息，例如，一個工藝量變化很快，這點的數據需要以小的時間間隔來存貯，PI採用的壓縮技術可以存貯數千點的數據，而不需要大量的磁碟空間。“旋轉門”壓縮技術由OSIsoft公司開發，保證了從PI的歷史資料庫中取出的數據滿足該點所要求的精度。
● 數據只存貯一次
數據只存貯一次，公司中所有的人或應用程式，可以訪問相同數據而用於不同目的。PI以數據的基本形式存貯。系統可對數據進行任何格式的計算。根據用戶或應用程式的要求，也可進行數據的歸納處理。
PI的優勢
PI成功推出的一個主要特點是因為它具備一個商品化軟體生產所有的特性。OSIsoft公司是一個軟體產品公司，它推向市場的新產品是與客戶緊密聯繫的。由於PI不提供特殊的程式開發服務，OSIsoft公司的產品必須使客戶易於安裝、維護和使用。客戶對PI的維護量實際上比其它系統要少得多。客戶有時要求擴充PI以滿足特殊的要求。OSIsoft公司開發了相應集成器，提供很好的集成服務，並可在PI的上端開發套用以滿足這些用戶的要求。
PI的性能
OSIsoft公司不僅在軟體功能上而且在軟體的性能上下了大量功夫。軟體的性能包括軟體的可靠性、用戶或應用程式所要求的執行速度兩個方面。PI的速度非常快，比所有信息系統都快。
PI的分散式結構
PI採用分散式結構，可採集任何數量PI網路節點上的數據，PI網路不僅提供遠程數據採集，同時也提供了當PI主節點失效時數據項的佇列管理。大多數接口也支持PI網路節點間的容錯，就是說當有故障時，仍然可以繼續採集PI網路節點或接口設備的數據。不僅有分散式數據採集，而且一些客戶已經選擇了分散式數據存貯。客戶端模組（PI-PC Datalink，PI-ProcessBook，PI-API，PI-ODBC）都可與任何數量的PI伺服器通信。
這就為我們的客戶提供了與其他系統中數據進行比較的可能。例如：你可能想比較廠內兩個裝置甚至不同的兩個裝置的運算元據。對這種從不同PI伺服器來的不同時間段的數據，可進行完美的管理。
先進的伺服器技術
PI2.0X和早期的版本是在DEC VAX機VMS作業系統下開發的。PI2.0X軟體是用DEC代碼管理軟體的C語言寫成。PI3.0在HP的代碼管理系統中用C寫成，保證PI原始碼的單一性。PI3.0具有編譯的靈活性，可支持多種作業系統，包括微軟Windows NT，Sun-Solaris，HP-UX，IBM-AIX。客戶在選擇PI主節點伺服器時可在Compaq，HP，SUN，IBM，DEC和其他伺服器中選擇最好的機器。
資料庫技術
PI系統是一套商品化的實時資料庫軟體，主要用於存貯和獲取時間序列的實時數據。有理由相信，PI系統具有最強的裝置歷史數據套用功能。PI資料庫的所謂“欄位”，在大多數情況是代表了現場實際中的“工位號”，用戶可以將任意“工位號”加到PI歷史資料庫中。這些欄位用來修改、維護資料庫的信息。PI工位號資料庫為用戶提供了六種用戶可定義的欄位，這樣就能保證每一套PI系統都可根據用戶的需要完成他們自己的套用，同時PI系統的固定結構也能保證軟體維護的統一性。大多數用戶還在使用關係型資料庫技術來實施廣泛的數據套用工作。PI系統的用戶完全可以汲取PI資料庫和關係型資料庫兩者技術的長處，而不必犧牲各自的特點。OSI Software在PI伺服器上支持微軟公司的“開放資料庫連線標準”，並形成PI-ProcessBook模組。PI產品使用該項技術後，使用戶可以享受兩種技術的完美結合。
支持微軟的體系結構
● 基於視窗（Windows）的開發
OSIsoft公司花了大力氣於PI系統用戶端，使之完全兼容Windows98體系結構。以及OLE2（伺服器和數據存貯器）和OLE技術。PI系統也同樣支持微軟新的基於目標的檔案結構技術。PI-ProcessBook和PI-Datalink模組完全與Windows98兼容，這是在微軟推出Windows98之後作出的非常迅速的行動。OSIsoft可以編譯32位的PI-ProcessBook版本，使之完全兼容於Windows98。OSIsoft公司在銷售基於Windows的PI-Datalink和PI-ProcessBook等模組方面成績顯著。1993年3月推出的PI-Datalink產品到目前為止已安裝了幾萬套，而1994年4月推出的PI- ProcessBook產品（它是PI系統主要的用戶界面），已經有數萬套在使用之中。
● OLE目標連結和嵌入
微軟的目標連結和嵌入第2.0版本（OLE2.0）提供了程式和程式中的目標相互互動的結構。PI-ProcessBook完全支持OLE2，其中包括兩個功能。第一是數據存貯器的功能：允許用戶從其它套用中將“目標”嵌入、連結進入ProcessBook；第二是伺服器的功能：允許ProcessBook入口被服務或嵌入到其它套用中。
● ODBC開放數據連線
開放數據連線（ODBC）是微軟SQL存取組執行的層面接口標準。關係型資料庫供應商遵循該標準以保證任何標準的ODBC用戶套用都可以存取其數據。OSIsoft公司也遵循ODBC標準並在其產品中套用。由於OSIsoft公司的用戶數據套用和數據壓縮等方面的需要，PI歷史資料庫不是基於關係型資料庫結構的。但是PI ODBC伺服器使得PI數據在套用和用戶感受方面就象是PI數據是存貯在關係型資料庫的表中一樣。用這種方式，PI系統資料庫被設計成可以非常方便地與關係型資料庫進行互動，而不必將PI或關係型資料庫的數據先複製到某一區域，然後再從這區域由另一個資料庫來存取。簡而言之，OSIsoft公司引入了”外部接口“功能，可在基於Windows的PI-ProcessBook這一用戶端使用。這一特徵允許用戶從PI系統這一端，去觀察與ODBC兼容的任意一個資料庫中的數據。由於支持ODBC標準，PI系統就不必要為了提供集成查詢能力而擴展或修改其“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係型資料庫中自選設計新的“表”。這樣許多現代的報告生成和查詢工具就可以跨資料庫地查詢與結合。簡單地說，PI- ProcessBook可以從外部關係型資料庫獲取數據，同時在PI資料庫中將該數據顯示、使用。這些查詢也可以是PI和外部資料庫相互互動進行的。
