eXtremeDB嵌入式数据库提高核废料处理过程中的安全性和效率

Baltic Information Systems (BIS)是一家立陶宛,专门为核电站提供安全相关IT系统的公司，其开发的一套管理控制和数据获取产品名为BISMARC，采用了eXtremeDB内存数据库系统。俄罗斯Smolensk核电站是BISMARC系统的一个主要的部署地点，它不仅体现了了由实时、安全关键工业控制而形成的数据管理挑战，也同样体现了通过整合了McObject公司的嵌入式数据库eXtremeDB技术而形成的关键的优势。

　　这些优势包括更短的上市时间：一个BIS高级软件工程师估算，BIS使用eXtremeDB替换原有的自我开发数据管理代码而节省了六个月的程序开发时间，并且获得了成熟数据库产品的更高的可靠性。通过嵌入式eXtremeDB，BISMARC同样获得了实时，安全关键进程所要求的更高的响应能力，这种响应能力靠传统的磁盘、C/S和SQL关系型数据库管理系统不可能达到的，BIS的工程师如是说。

　　Smolensk的设备生产者一年生产大约20亿千瓦小时左右的电量，这是俄罗斯和能量输出的1/7。BISMARC用来确保核废料处理设备的安全性和效率。对于这个应用，工程师将BISMARC系统分布的冗余的CS架构配制成两个操作节点，其中一个是管理员节点，所有程序都运行在Debian linux和现有的X86架构上。节点和它其中的嵌入式内存数据库eXtremeDB从可编程序逻辑控制器接收稳定的信息流，这些信息流控制这核废料处理装置。

　　对于每一个节点，eXtremeDB作为一个经典的监测控制和数据采集数据库，管理大约一万个标签或者数据点，每一个都代表了一个原子单位信息，例如是一个单输入或输出的值。大约其中2000个点描述实际的制造过程。其他是系统服务(例如显示BISMARC的当前CPU使用状态)。其他标签支持特殊的功能，像是报警器等。当Smolensk的核电站首先使用BISMARC来做原料监控时，系统可以使操作者通过重写PLC和直接控制设备，对报警信号(比如配置闪烁信号灯)做出响应。

　　性能是为BISMARC选择成熟的数据库系统时的一个关键的考虑因素。例如，在Smolensk用于核废料处理的标签数据库每秒更新三次数据库，BISMARC保证一秒内至少一次的响应时间。实际响应时间大约在100毫秒或更短，BIS高级软件工程师Aleksej Penkov说。

　　一些Smolensk市的BISMARC部署实际上使用了两个数据库管理系统：eXtremeDB内存数据库来支持实时嵌入式处理过程，另外，外部的PostgreSQL关系型数据库管理系统负责数据的归档与提取。大多数的标签是由静态和动态(实时)的属性组成的。静态特性存放在PostgreSQL数据库中，当系统关机和重启事件发生时，这些静态特性可以被取出，并保存至eXtremeDB数据库。

　　“eXtremeDB数据库的特性包括基于内存的存储架构、本地C/C++接口和高效的索引类型，对于提高BISMARC的标签数据库性能是至关重要的。”Penkov说。“这个水平的响应能力对于使用磁盘作为存储介质和高等级SQL语言接口的传统的的关系型数据库系统来讲是不可能实现的。我们很高兴能够发现eXtremeDB和这些优化的特性。”

　　在选择McObject公司的数据库之前，BIS团队考虑使用自我开发的数据管理模块来实现需求。这种方法的劣势包括它增加了开发周期，并且需要做大量的调试和内部QA工作。BIS通过采用eXtremeDB，很可能节约了六个月的开发时间，这得益于McObject公司持续的产品支持服务，Penkov说。

　　其他关键的eXtremeDB特性包括它的支持多种数据类型，这提高了数据定义的效率，便捷性和程序的可移植性。随着BISMARC的linux支持满足了大多数欧洲核能生产者需求的时候，BIS希望有一天能够支持额外的嵌入式平台或者64位的版本。eXtremeDB可以运行在所有主要的服务器和实时操作系统中，甚至可以不依赖于操作系统运行。为了简化移植过程，eXtremeDB具有对操作系统依赖性最小的特性。

　　“许多应用程序特别是在实施工业控制和安全关键系统等领域，不能容忍传统数据库所存在的内部延迟。eXtremeDB的设计恰恰满足了这些控制系统的绝对性能和可预测性的需求，因此它被能源制造商在应用中广泛的采用。我们很高兴eXtremeDB能够在BIS系统中扮演一个关键的角色来满足客户的需求。”McObject公司的CEO和创始人Steve Graves说。

　　传输子系统的管理界面，辐射肥料处理设备，Smolensk核电站。

　　BISMARC接口的实时数据是从eXtremeDB内存数据库中获取。

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