文獻標識碼：B文章編號：1003-0492（2023）08-066-04中圖分類(lèi)號：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(zhù)計算機信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電廠(chǎng)都已經(jīng)實(shí)現了底層生產(chǎn)用DCS系統、上層管理用MIS系統。為了實(shí)現上層MIS系統和底層DCS系統的溝通，SIS系統（Supervisory Information System in Plant Level）應運而生。隨著(zhù)SIS系統的產(chǎn)生和發(fā)展，逐漸為多數業(yè)內人士所接受，電廠(chǎng)信息化已經(jīng)走向SIS+MIS時(shí)代。SIS系統和MIS系統是電廠(chǎng)實(shí)現電力生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和管理現代化的兩種不可缺少的工具，它們是相輔相成的。

2　SIS系統和PI實(shí)時(shí)數據庫

實(shí)時(shí)數據庫是SIS系統最基礎、最重要的核心組成部分。說(shuō)到實(shí)時(shí)數據庫系統，目前的產(chǎn)品有很多，PI（Plant Information System）是由美國OSI Software公司開(kāi)發(fā)的一套商品化軟件應用平臺，由于采用基于“螺旋門(mén)”的專(zhuān)利壓縮技術(shù)而使得存儲效率非常高。PI可在線(xiàn)存貯每個(gè)工藝過(guò)程點(diǎn)的多年數據。它提供了清晰、精確的操作情況畫(huà)面，用戶(hù)既可瀏覽工廠(chǎng)當前的生產(chǎn)情況，也可回顧過(guò)去的生產(chǎn)情況，所以PI在國內擁有很大的市場(chǎng)占有率，特別是在電力系統得到廣泛的運用。

電廠(chǎng)建設SIS系統是為了可以開(kāi)發(fā)各種應用，從而使信息系統發(fā)揮出更大的作用。PI系統本身客戶(hù)端的應用程序可使用戶(hù)很容易對工廠(chǎng)實(shí)施管理，諸如改進(jìn)工藝，TQC，故障預防維護等。通過(guò)PI可集成產(chǎn)品計劃、維護管理、專(zhuān)家系統、LIMS和優(yōu)化/建模等應用程序，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數據庫也有完善的二次開(kāi)發(fā)手段，包括應用開(kāi)發(fā)接口和數據庫訪(fǎng)問(wèn)手段等。PI提供了對OPC、ODBC以及OLEDB等的支持。另外，它還有C/C++、VB環(huán)境下的SDK開(kāi)發(fā)工具包和PI-API接口函數庫，利用PI-API和PISDK，用戶(hù)可以比較方便地進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

3　PI-SDK和PI-API

某熱電廠(chǎng)雖然已經(jīng)建立了全廠(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )和PI實(shí)時(shí)數據庫，但上層的應用大多處于起步階段，還沒(méi)有多少成熟的應用，本文打算初步探索下PI-SDK和PI-API技術(shù)，為今后二次開(kāi)發(fā)做準備。

PI-API（PI Application Programming Interface）即PI應用程序接口，包含很多函數可以用來(lái)讀寫(xiě)數據庫。利用這些函數，用VB、C++或C#、甚至連PI-PROCESSBOOK中內嵌的VBA都可以對PI數據庫進(jìn)行數據讀寫(xiě)。

PI-SDK（PI Software Development Kit）即基于面向對象的訪(fǎng)問(wèn)PI數據庫的軟件開(kāi)發(fā)工具包。作者個(gè)人感覺(jué)PI-SDK是把PI-API封裝了一下，讓開(kāi)發(fā)人員更容易連接數據庫進(jìn)行讀寫(xiě)。兩種方式本文都嘗試了一下，后面會(huì )分別探討。

4　PI-API的基本應用

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

下面以VB為例說(shuō)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據庫了。首先是連接數據庫、其次是獲取測點(diǎn)的內部標識號、然后通過(guò)內部標識號訪(fǎng)問(wèn)數據、最后斷開(kāi)數據庫的連接，調用相關(guān)API函數，完成對PI數據庫的讀寫(xiě)操作。下面是幾個(gè)主要函數：

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

作者編寫(xiě)了一個(gè)讀寫(xiě)PI數據庫的小程序，作者對每個(gè)函數后面都做了說(shuō)明，這樣看起來(lái)更加直觀(guān)。程序界面如圖1所示，通過(guò)輸入點(diǎn)名可以讀取快照值，也可以寫(xiě)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數據庫點(diǎn)名

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

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

piut_login "piuser", "password", 0 {根據用戶(hù)名和密碼登錄到上面設置的PI服務(wù)器，第一個(gè)參數是用戶(hù)名，第二個(gè)參數是密碼。}

TagName = Text1.Text {在文本框中輸入PI數據庫點(diǎn)名}

pipt_findpoint TagName,pd{根據輸入的PI數據庫點(diǎn)名獲取對應的pointid，函數中的pd就是獲得的pointid。用戶(hù)平時(shí)應用的時(shí)候一般習慣都是用TAGNAME，也就是PI數據庫點(diǎn)名，但是PI-API函數是用POINTID來(lái)存取的，所以要先根據TAGNAME來(lái)獲得POINTID號。}

pisn_getsnapshotpd,pv,0,0{獲取對應點(diǎn)的快照值，第一個(gè)函數是POINTID，PV就是獲取到的值，第三和第四個(gè)參數值本文設的0，就是獲取當前值}

Text2.Text=pv

pilg_disconnect{斷開(kāi)與PI服務(wù)器的連接}

End Sub

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

Private Sub commandwrite_Click()

Dim pv '寫(xiě)入的值

Dim pd As Long 'pointid

Dim TagName As String ’PI數據庫點(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(xiě)入對應點(diǎn)的快照值，第一個(gè)函數是POINTID，PV就是要寫(xiě)入的值，第三和第四個(gè)參數值本文設的0。}

pilg_disconnect{斷開(kāi)與PI服務(wù)器的連接}

EndSub

以上就是最基礎的利用PI-API讀取和寫(xiě)入PI數據庫的操作，按照以上步驟用戶(hù)就能順利地把數據寫(xiě)入到PI實(shí)時(shí)數據庫的快照中。除了能對快照進(jìn)行讀寫(xiě)操作，PI-API還提供了能對已經(jīng)存檔的數據進(jìn)行讀寫(xiě)的函數，比如piar_value，可以獲取特定時(shí)間的存檔值，piar_putvalue可以把數據寫(xiě)入數據存檔文件。

初步掌握PI-API數據庫讀寫(xiě)操作后，本文進(jìn)行了簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)嘗試。某熱電廠(chǎng)的蒸汽用戶(hù)比較分散，用戶(hù)的用汽量數據是利用無(wú)線(xiàn)數據通訊方式傳回來(lái)的，并沒(méi)有寫(xiě)入到PI數據庫，造成全廠(chǎng)實(shí)時(shí)數據的不完整，所以作者打算把這部分用戶(hù)用汽數據寫(xiě)入PI數據庫中。要對PI數據庫進(jìn)行寫(xiě)的操作，感覺(jué)用PI-API更容易操作，所以本文用的是PI的API函數開(kāi)發(fā)了數據采集程序，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(hù)名和密碼隱去。該段代碼是程序接收第三方系統發(fā)送過(guò)來(lái)的數據，經(jīng)過(guò)處理后用PI-API函數寫(xiě)入PI數據庫的代碼。

圖3  部分代碼截圖

5　PI-SDK的簡(jiǎn)單應用

PI-SDK是面向對象的軟件開(kāi)發(fā)工具包，在開(kāi)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(lèi)庫文件，PISDK.dll為核心類(lèi)，大部分主要功能都在該類(lèi)中，PISDKCommon.dll是通用類(lèi)，PITimeServer.dll是PI自定義的時(shí)間類(lèi)，我們利用上述三個(gè)類(lèi)庫就能夠完成訪(fǎng)問(wèn)PI服務(wù)的主要功能。PISDK頂級類(lèi)，下面是SERVERS類(lèi)，在SERVERS類(lèi)下面最重要的是SERVER類(lèi)，SERVER類(lèi)下面有很多類(lèi)，其中我們要用到的最重要的是PIPOINTS類(lèi)，其他類(lèi)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(shuō)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(lèi)，然后就可以連接數據庫進(jìn)行讀寫(xiě)操作了。本文同樣編寫(xiě)了一個(gè)讀寫(xiě)PI數據庫的小程序，本文同樣在后面都做了說(shuō)明，這樣看起來(lái)更加直觀(guān)。程序界面如圖4所示，通過(guò)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" {根據用戶(hù)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(jiǎn)單，比API更簡(jiǎn)單。但是要讀取歸檔值就要麻煩一點(diǎn)，因為要給定讀取的時(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" {根據用戶(hù)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)參數就是時(shí)間，第二個(gè)參數是取數的模式，因為PI數據庫并不是每個(gè)時(shí)間都存有數據的，所以用戶(hù)可以選擇模式是讀取用戶(hù)輸入時(shí)間的當前點(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(guò)了，PI-SDK當然也要嘗試一下。某熱電廠(chǎng)的新建的#10#11機組準備上一塊LED大屏，用來(lái)顯示機組的主要運行參數，方便員工了解機組運行狀況。為了能方便地顯示機組運行參數，打算從PI數據庫中獲取相關(guān)運行參數，然后寫(xiě)入到大屏顯示數據庫中，大屏控制軟件能通過(guò)讀取大屏數據庫顯示相關(guān)參數，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數據庫中獲取相關(guān)數據，經(jīng)過(guò)處理后寫(xiě)入大屏顯示數據庫的部分代碼。程序應用了定時(shí)器，定時(shí)從PI數據庫中獲取數據，從而達到刷新大屏參數的目的。

圖6 部分代碼截圖

6　結束語(yǔ)

PI作為工廠(chǎng)底層控制系統與上層管理信息系統之間連接的橋梁，在工廠(chǎng)的信息化建設中扮演著(zhù)特殊和重要的角色。PI是一個(gè)通用性的實(shí)時(shí)數據平臺，開(kāi)發(fā)接口也比較方便，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索，在看了PI系統的幫助文件，對PI的開(kāi)發(fā)有了初步的認識?？偟恼f(shuō)來(lái)，利用OSI提供的PI-API和PI-SDK開(kāi)發(fā)也很方便，兩種方法各有各的優(yōu)點(diǎn)，可以滿(mǎn)足不同場(chǎng)合的不同需求的應用。

作者簡(jiǎn)介：

朱國海（1977-），男，浙江紹興人，工程師，學(xué)士，現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：

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

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

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

摘自《自動(dòng)化博覽》2023年8月刊