eXtremeDB嵌入式數據庫提高核廢料處理過程中的安全性和效率
2011-03-10 20:55:17 本站原創Baltic Information Systems (BIS)是一家立陶宛,專門為核電站提供安全相關IT系統的公司，其開發的一套管理控制和數據獲取產品名為BISMARC，采用了eXtremeDB內存數據庫系統。俄羅斯Smolensk核電站是BISMARC系統的一個主要的部署地點，它不僅體現了了由實時、安全關鍵工業控制而形成的數據管理挑戰，也同樣體現了通過整合了McObject公司的嵌入式數據庫eXtremeDB技術而形成的關鍵的優勢。
這些優勢包括更短的上市時間：一個BIS高級軟件工程師估算，BIS使用eXtremeDB替換原有的自我開發數據管理代碼而節省了六個月的程序開發時間，并且獲得了成熟數據庫產品的更高的可靠性。通過嵌入式eXtremeDB，BISMARC同樣獲得了實時，安全關鍵進程所要求的更高的響應能力，這種響應能力靠傳統的磁盤、C/S和SQL關系型數據庫管理系統不可能達到的，BIS的工程師如是說。
Smolensk的設備生產者一年生產大約20億千瓦小時左右的電量，這是俄羅斯和能量輸出的1/7。BISMARC用來確保核廢料處理設備的安全性和效率。對于這個應用，工程師將BISMARC系統分布的冗余的CS架構配制成兩個操作節點，其中一個是管理員節點，所有程序都運行在Debian linux和現有的X86架構上。節點和它其中的嵌入式內存數據庫eXtremeDB從可編程序邏輯控制器接收穩定的信息流，這些信息流控制這核廢料處理裝置。
對于每一個節點，eXtremeDB作為一個經典的監測控制和數據采集數據庫，管理大約一萬個標簽或者數據點，每一個都代表了一個原子單位信息，例如是一個單輸入或輸出的值。大約其中2000個點描述實際的制造過程。其他是系統服務(例如顯示BISMARC的當前CPU使用狀態)。其他標簽支持特殊的功能，像是報警器等。當Smolensk的核電站首先使用BISMARC來做原料監控時，系統可以使操作者通過重寫PLC和直接控制設備，對報警信號（比如配置閃爍信號燈）做出響應。
性能是為BISMARC選擇成熟的數據庫系統時的一個關鍵的考慮因素。例如，在Smolensk用于核廢料處理的標簽數據庫每秒更新三次數據庫，BISMARC保證一秒內至少一次的響應時間。實際響應時間大約在100毫秒或更短，BIS高級軟件工程師Aleksej Penkov說。
一些Smolensk市的BISMARC部署實際上使用了兩個數據庫管理系統：eXtremeDB內存數據庫來支持實時嵌入式處理過程，另外，外部的PostgreSQL關系型數據庫管理系統負責數據的歸檔與提取。大多數的標簽是由靜態和動態（實時）的屬性組成的。靜態特性存放在PostgreSQL數據庫中，當系統關機和重啟事件發生時，這些靜態特性可以被取出，并保存至eXtremeDB數據庫。
“eXtremeDB數據庫的特性包括基于內存的存儲架構、本地C/C++接口和高效的索引類型，對于提高BISMARC的標簽數據庫性能是至關重要的。”Penkov說。“這個水平的響應能力對于使用磁盤作為存儲介質和高等級SQL語言接口的傳統的的關系型數據庫系統來講是不可能實現的。我們很高興能夠發現eXtremeDB和這些優化的特性。”
在選擇McObject公司的數據庫之前，BIS團隊考慮使用自我開發的數據管理模塊來實現需求。這種方法的劣勢包括它增加了開發周期，并且需要做大量的調試和內部QA工作。BIS通過采用eXtremeDB，很可能節約了六個月的開發時間，這得益于McObject公司持續的產品支持服務，Penkov說。
其他關鍵的eXtremeDB特性包括它的支持多種數據類型，這提高了數據定義的效率，便捷性和程序的可移植性。隨著BISMARC的linux支持滿足了大多數歐洲核能生產者需求的時候，BIS希望有一天能夠支持額外的嵌入式平臺或者64位的版本。eXtremeDB可以運行在所有主要的服務器和實時操作系統中，甚至可以不依賴于操作系統運行。為了簡化移植過程，eXtremeDB具有對操作系統依賴性最小的特性。
“許多應用程序特別是在實施工業控制和安全關鍵系統等領域，不能容忍傳統數據庫所存在的內部延遲。eXtremeDB的設計恰恰滿足了這些控制系統的絕對性能和可預測性的需求，因此它被能源制造商在應用中廣泛的采用。我們很高興eXtremeDB能夠在BIS系統中扮演一個關鍵的角色來滿足客戶的需求。”McObject公司的CEO和創始人Steve Graves說。
傳輸子系統的管理界面，輻射肥料處理設備，Smolensk核電站。
BISMARC接口的實時數據是從eXtremeDB內存數據庫中獲取。
