基于.NET的工业过程可视化数据仓库的研究

论文摘要

当前,工业企业普遍实现了生产过程自动化。这些自动化系统分属不同厂商,数据分散在异构系统上,不能统一的存储、调用和管理,造成极大的浪费。因无法得到足够的数据资源进行综合分析,许多问题难以合理快捷的解决。 论文研究工厂级工业过程数据仓库的相关理论和技术,采用三层结构的系统架构,使用C#语言,实现了基于.NET的工业过程可视化数据仓库,集成和开发宝贵的工业过程历史数据资源,从中挖掘对生产有用的知识。 论文首先深入分析了数据仓库的基本原理和部分产品的应用情况,以及分布式应用平台.NET和软件体系的三层结构;在此基础上,提出三层系统的总体设计方案,系统由四个大粒度组件组成,组件之间的通信基于.NET远程处理框架;论述了系统实现中的—些关键技术,包括数据抽取、数据集成、带死区值的数据存贮算法和元数据管理;最后介绍了已经开发成功的部分可视化分析工具,实现多维数据的分析和挖掘。论文提出了一个长时间序列数据线性相关的挖掘算法Mini-Check,该算法将时间序列变换为Haar小波系数序列,再利用线性相关系数和欧几里德距离系数的关系过滤,只计算过滤后序列对之间的Pearson相关系数。实验数据证明,与传统方法相比,该方法效率有很大的提高。 实施文中提出的数据仓库后,工程技术人员从历史数据中挖掘有用的信息,借助这些信息,能够发挥优化工艺流程、节约生产能源等作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数据仓库的发展和应用
• 1.2 建设工业过程数据仓库的意义
• 1.3 国内外工业过程数据仓库的研究现状
• 1.4 课题研究目标和内容
• 第二章 工业过程可视化数据仓库的设计
• 2.1 三层客户／服务计算模型
• 2.2 NET框架和．NET Remoting
• 2.3 系统总体结构
• 2.4 各层模块功能分析
• 2.5 业务层数据库技术的实现
• 2.6 使用中介者模式实现Remoting中的系统事件
• 2.7 本章小结
• 第三章 元数据管理和过程数据抽取、集成及存储
• 3.1 什么是OPC
• 3.2 OPC数据存取规范和OPC历史数据规范
• 3.3 元数据管理
• 3.4 如何在．NET框架使用基于COM的OPC接口
• 3.5 过程数据抽取和集成
• 3.6 带死区值的数据存储
• 3.7 本章小结
• 第四章 带时延的长时间序列数据线性相关挖掘
• 4.1 时间序列线性相关挖掘的研究意义
• 4.2 相关研究工作
• 4.3 Haar小波和离散小波变换
• 4.4 Mini-Check算法
• 4.5 Mini-Check的证明
• 4.6 Mini-Check的实现
• 4.7 实验结果
• 4.8 本章小结
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果