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文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1003-0492（2023）08-066-04中圖分類號(hào)：TP392

★朱國海（浙江巨化熱電有限公司，浙江衢州324000）

關(guān)鍵詞：PI;PI-SDK;PI-API;接口

1　引言

隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電廠都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了底層生產(chǎn)用DCS系統(tǒng)、上層管理用MIS系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上層MIS系統(tǒng)和底層DCS系統(tǒng)的溝通，SIS系統(tǒng)（Supervisory Information System in Plant Level）應(yīng)運(yùn)而生。隨著SIS系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展，逐漸為多數(shù)業(yè)內(nèi)人士所接受，電廠信息化已經(jīng)走向SIS+MIS時(shí)代。SIS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)是電廠實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)過程自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化的兩種不可缺少的工具，它們是相輔相成的。

2　SIS系統(tǒng)和PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是SIS系統(tǒng)最基礎(chǔ)、最重要的核心組成部分。說到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，目前的產(chǎn)品有很多，PI（Plant Information System）是由美國OSI Software公司開發(fā)的一套商品化軟件應(yīng)用平臺(tái)，由于采用基于“螺旋門”的專利壓縮技術(shù)而使得存儲(chǔ)效率非常高。PI可在線存貯每個(gè)工藝過程點(diǎn)的多年數(shù)據(jù)。它提供了清晰、精確的操作情況畫面，用戶既可瀏覽工廠當(dāng)前的生產(chǎn)情況，也可回顧過去的生產(chǎn)情況，所以PI在國內(nèi)擁有很大的市場占有率，特別是在電力系統(tǒng)得到廣泛的運(yùn)用。

電廠建設(shè)SIS系統(tǒng)是為了可以開發(fā)各種應(yīng)用，從而使信息系統(tǒng)發(fā)揮出更大的作用。PI系統(tǒng)本身客戶端的應(yīng)用程序可使用戶很容易對(duì)工廠實(shí)施管理，諸如改進(jìn)工藝，TQC，故障預(yù)防維護(hù)等。通過PI可集成產(chǎn)品計(jì)劃、維護(hù)管理、專家系統(tǒng)、LIMS和優(yōu)化/建模等應(yīng)用程序，PI在業(yè)務(wù)管理和實(shí)時(shí)生產(chǎn)之間起到橋梁作用。同時(shí)PI數(shù)據(jù)庫也有完善的二次開發(fā)手段，包括應(yīng)用開發(fā)接口和數(shù)據(jù)庫訪問手段等。PI提供了對(duì)OPC、ODBC以及OLEDB等的支持。另外，它還有C/C++、VB環(huán)境下的SDK開發(fā)工具包和PI-API接口函數(shù)庫，利用PI-API和PISDK，用戶可以比較方便地進(jìn)行二次開發(fā)。

3　PI-SDK和PI-API

某熱電廠雖然已經(jīng)建立了全廠的網(wǎng)絡(luò)和PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，但上層的應(yīng)用大多處于起步階段，還沒有多少成熟的應(yīng)用，本文打算初步探索下PI-SDK和PI-API技術(shù)，為今后二次開發(fā)做準(zhǔn)備。

PI-API（PI Application Programming Interface）即PI應(yīng)用程序接口，包含很多函數(shù)可以用來讀寫數(shù)據(jù)庫。利用這些函數(shù)，用VB、C++或C#、甚至連PI-PROCESSBOOK中內(nèi)嵌的VBA都可以對(duì)PI數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

PI-SDK（PI Software Development Kit）即基于面向?qū)ο蟮脑L問PI數(shù)據(jù)庫的軟件開發(fā)工具包。作者個(gè)人感覺PI-SDK是把PI-API封裝了一下，讓開發(fā)人員更容易連接數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫。兩種方式本文都嘗試了一下，后面會(huì)分別探討。

4　PI-API的基本應(yīng)用

在開始編程之前，首先需要安裝OSI提供的PI-API，安裝后會(huì)在系統(tǒng)的SYSTEM32目錄中生成PIAPI32.DLL和PILOG32.DLL，在PI系統(tǒng)目錄下的INCLUDE目錄中生成PIAPI32.BAS。

下面以VB為例說明PI-API的大致用法。首先在VB程序中引用上面提到的PIAPI32.BAS，將它作為一個(gè)公用模塊，然后就可以按照以下步驟連接數(shù)據(jù)庫了。首先是連接數(shù)據(jù)庫、其次是獲取測點(diǎn)的內(nèi)部標(biāo)識(shí)號(hào)、然后通過內(nèi)部標(biāo)識(shí)號(hào)訪問數(shù)據(jù)、最后斷開數(shù)據(jù)庫的連接，調(diào)用相關(guān)API函數(shù)，完成對(duì)PI數(shù)據(jù)庫的讀寫操作。下面是幾個(gè)主要函數(shù)：

pilg_registerapp，piut_setservernode，piut_login，pipt_findpoint，pisn_getsnapshot，pisn_putsnapshot，piut_disconnect()。

作者編寫了一個(gè)讀寫PI數(shù)據(jù)庫的小程序，作者對(duì)每個(gè)函數(shù)后面都做了說明，這樣看起來更加直觀。程序界面如圖1所示，通過輸入點(diǎn)名可以讀取快照值，也可以寫入快照值。

圖1 程序界面

Private Sub commandread_Click()

Dim pv '讀取到的值

Dim pd As Long 'pointid

Dim TagName As String ’PI數(shù)據(jù)庫點(diǎn)名

pilg_registerapp "piapi32.dll" {這是注冊PI的動(dòng)態(tài)連接庫}

piut_setservernode "piserver" {設(shè)置要登錄的PI服務(wù)器}

piut_login "piuser", "password", 0 {根據(jù)用戶名和密碼登錄到上面設(shè)置的PI服務(wù)器，第一個(gè)參數(shù)是用戶名，第二個(gè)參數(shù)是密碼。}

TagName = Text1.Text {在文本框中輸入PI數(shù)據(jù)庫點(diǎn)名}

pipt_findpoint TagName,pd{根據(jù)輸入的PI數(shù)據(jù)庫點(diǎn)名獲取對(duì)應(yīng)的pointid，函數(shù)中的pd就是獲得的pointid。用戶平時(shí)應(yīng)用的時(shí)候一般習(xí)慣都是用TAGNAME，也就是PI數(shù)據(jù)庫點(diǎn)名，但是PI-API函數(shù)是用POINTID來存取的，所以要先根據(jù)TAGNAME來獲得POINTID號(hào)。}

pisn_getsnapshotpd,pv,0,0{獲取對(duì)應(yīng)點(diǎn)的快照值，第一個(gè)函數(shù)是POINTID，PV就是獲取到的值，第三和第四個(gè)參數(shù)值本文設(shè)的0，就是獲取當(dāng)前值}

Text2.Text=pv

pilg_disconnect{斷開與PI服務(wù)器的連接}

End Sub

以上就是獲取快照值的全部過程，寫入值和獲取值的過程差不多，就是最后用寫入函數(shù)。

Private Sub commandwrite_Click()

Dim pv '寫入的值

Dim pd As Long 'pointid

Dim TagName As String ’PI數(shù)據(jù)庫點(diǎn)名

pilg_registerapp "piapi32.dll"

piut_setservernode "piserver"

piut_login "piuser", "password", 0

TagName = Text1.Text

pipt_findpoint TagName, pd

pv= Text2.Text

pisn_putsnapshot pd,pv,0,0{寫入對(duì)應(yīng)點(diǎn)的快照值，第一個(gè)函數(shù)是POINTID，PV就是要寫入的值，第三和第四個(gè)參數(shù)值本文設(shè)的0。}

pilg_disconnect{斷開與PI服務(wù)器的連接}

EndSub

以上就是最基礎(chǔ)的利用PI-API讀取和寫入PI數(shù)據(jù)庫的操作，按照以上步驟用戶就能順利地把數(shù)據(jù)寫入到PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的快照中。除了能對(duì)快照進(jìn)行讀寫操作，PI-API還提供了能對(duì)已經(jīng)存檔的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫的函數(shù)，比如piar_value，可以獲取特定時(shí)間的存檔值，piar_putvalue可以把數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)存檔文件。

初步掌握PI-API數(shù)據(jù)庫讀寫操作后，本文進(jìn)行了簡單的開發(fā)嘗試。某熱電廠的蒸汽用戶比較分散，用戶的用汽量數(shù)據(jù)是利用無線數(shù)據(jù)通訊方式傳回來的，并沒有寫入到PI數(shù)據(jù)庫，造成全廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的不完整，所以作者打算把這部分用戶用汽數(shù)據(jù)寫入PI數(shù)據(jù)庫中。要對(duì)PI數(shù)據(jù)庫進(jìn)行寫的操作，感覺用PI-API更容易操作，所以本文用的是PI的API函數(shù)開發(fā)了數(shù)據(jù)采集程序，程序界面如圖2所示。

圖2 程序界面

部分代碼截圖如圖3所示，代碼中用戶名和密碼隱去。該段代碼是程序接收第三方系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后用PI-API函數(shù)寫入PI數(shù)據(jù)庫的代碼。

圖3  部分代碼截圖

5　PI-SDK的簡單應(yīng)用

PI-SDK是面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)工具包，在開始編程之前，首先需要安裝OSI提供的PI-SDK，安裝后會(huì)在PI的目錄中生成PISDK目錄，里面是PI的類庫文件，PISDK.dll為核心類，大部分主要功能都在該類中，PISDKCommon.dll是通用類，PITimeServer.dll是PI自定義的時(shí)間類，我們利用上述三個(gè)類庫就能夠完成訪問PI服務(wù)的主要功能。PISDK頂級(jí)類，下面是SERVERS類，在SERVERS類下面最重要的是SERVER類，SERVER類下面有很多類，其中我們要用到的最重要的是PIPOINTS類，其他類都有各自的功能，本文暫時(shí)用不到或者很少用到。

下面仍然以VB為例說明PI-SDK的大致用法。首先在VB程序中引用上面提到的PISDK.dll、PISDKCommon.dll、PITimeServer.dll三個(gè)類，然后就可以連接數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫操作了。本文同樣編寫了一個(gè)讀寫PI數(shù)據(jù)庫的小程序，本文同樣在后面都做了說明，這樣看起來更加直觀。程序界面如圖4所示，通過輸入點(diǎn)名可以讀取快照值，也可以讀取指定時(shí)間的值。

圖4 程序界面

Private Sub Command1_Click() {讀取快照值}

Dim srv As server

Dim pn As PIPoint

Dim dt As PITimeFormat

Dim pv As PIValue

Dim t1 As String

Set srv = Servers("piserver") {指定要連接的PI服務(wù)器}

srv.Open "UID=piuser;pwd=password" {根據(jù)用戶和密碼連接上面的服務(wù)器}

Set pn = srv.PIPoints(Text1.Text) {想要取值的點(diǎn)名}

Set pv = pn.Data.Snapshot {取快照的值}

Text2.Text = pv.Value

End Sub

讀取快照值很簡單，比API更簡單。但是要讀取歸檔值就要麻煩一點(diǎn)，因?yàn)橐o定讀取的時(shí)間和模式。

Private Sub Command2_Click() {讀取歸檔值}

Dim srv As server

Dim pn As PIPoint

Dim dt As PITimeFormat

Dim pv As PIValue

Dim t1 As String

Set srv = Servers("piserver") {指定要連接的PI服務(wù)器}

srv.Open "UID=piuser;pwd=password" {根據(jù)用戶和密碼連接上面的服務(wù)器}

Set pn = srv.PIPoints(Text1.Text) {想要取值的 點(diǎn)名}

Set dt = New PITimeFormat

t1=Format (text3.text , "YY-MMM - DDHH:MM:SS")

dt.InputString = t1 {把指定的時(shí)間轉(zhuǎn)換成PI的時(shí)間格式}

Setpv=pn.Data.ArcValue(dt,rtInterpolated){獲取指定時(shí)間的歸檔值，第一個(gè)參數(shù)就是時(shí)間，第二個(gè)參數(shù)是取數(shù)的模式，因?yàn)镻I數(shù)據(jù)庫并不是每個(gè)時(shí)間都存有數(shù)據(jù)的，所以用戶可以選擇模式是讀取用戶輸入時(shí)間的當(dāng)前點(diǎn)，后面一個(gè)點(diǎn)，前面一個(gè)點(diǎn)或者插值表示的時(shí)間}

Text2.Text = pv.Value

End Sub

PI-API嘗試過了，PI-SDK當(dāng)然也要嘗試一下。某熱電廠的新建的#10#11機(jī)組準(zhǔn)備上一塊LED大屏，用來顯示機(jī)組的主要運(yùn)行參數(shù)，方便員工了解機(jī)組運(yùn)行狀況。為了能方便地顯示機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，打算從PI數(shù)據(jù)庫中獲取相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，然后寫入到大屏顯示數(shù)據(jù)庫中，大屏控制軟件能通過讀取大屏數(shù)據(jù)庫顯示相關(guān)參數(shù)，程序界面截圖如圖5所示。

圖5 程序界面

部分代碼截圖如圖6所示。該段代碼是程序利用PI-SDK從PI數(shù)據(jù)庫中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后寫入大屏顯示數(shù)據(jù)庫的部分代碼。程序應(yīng)用了定時(shí)器，定時(shí)從PI數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，從而達(dá)到刷新大屏參數(shù)的目的。

圖6 部分代碼截圖

6　結(jié)束語

PI作為工廠底層控制系統(tǒng)與上層管理信息系統(tǒng)之間連接的橋梁，在工廠的信息化建設(shè)中扮演著特殊和重要的角色。PI是一個(gè)通用性的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)，開發(fā)接口也比較方便，經(jīng)過一段時(shí)間的摸索，在看了PI系統(tǒng)的幫助文件，對(duì)PI的開發(fā)有了初步的認(rèn)識(shí)。總的說來，利用OSI提供的PI-API和PI-SDK開發(fā)也很方便，兩種方法各有各的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足不同場合的不同需求的應(yīng)用。

作者簡介：

朱國海（1977-），男，浙江紹興人，工程師，學(xué)士，現(xiàn)就職于浙江巨化熱電有限公司，主要從事信息化管理工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] OSIsoft. PI Server System Management Guide[Z]. 2011.

[2] OSIsoft. PI Server Reference Guide[Z]. 2011.

[3] 陳衛(wèi). 火力發(fā)電廠SISI建設(shè)的思考[J]. 電力信息化. 2006, (12) : 31 - 34.

摘自《自動(dòng)化博覽》2023年8月刊