EcoStruxure™ 混合型DCS

EcoStruxure™混合型DCS技术平台

• 工程系统

  工程环境

  工程系统提供创新的多工程环境，以提高工厂整个工程阶段的效率和调试、加速启动并最大限度降低项目风险。EcoStruxure混合型DCS工程环境是一种可扩展的协作服务器/客户端架构，允许多名工程师同时配置完整的过程自动化系统，包括操作站的硬件配置、通信、控制和模拟。

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    单一数据库

    EcoStruxure混合型DCS提供可存储整个系统配置的单一全局数据库。该单一数据库可提供主动式服务，从而实现跨自动化系统所有组件的信息共享，并且所有用户也可以共享实时工程数据。它是整个系统的中央存储库，使维护更加轻松。
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    一次配置理念

    所有配置的单一入口点可实现更快的系统设计和更少的错误。资产信息数据仅引入一次，系统设计遵循控制仪表图，使控制设计、安装和调试更加容易。
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    高效的工程方法

    配置、部署、诊断、通信、安全性、互联互通和人员 - 数据协作等服务，使您能够构建单一、统一的“工厂模型”，以逻辑方式呈现您的生产过程，并以“工厂基础设施”呈现实体设备。这使得系统的设计和维护更有效，更灵活，风险更低。
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    对象模型方法

    EcoStruxure 混合型DCS的基础是模型；受控制、监督和管理的实体设备和过程的逻辑表示。这种独特的模型按照有意义的方面为您的基础架构或工厂提供单一、一致的定义，并组织为可重复使用的模板。
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    可持续工程

    EcoStruxure混合型DCS可适应工厂生命周期各个阶段的不同业务需求。通过重用现有的强大模板来创建应用程序对象。父子关系是控制部署、变更传达和维护的关键。这可以减少系统生命周期中的时间和风险。
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    多用户工程环境

    在工程阶段并行工作可以显着减少设计时间和成本。EcoStruxure混合型DCS工程系统是一种可扩展且灵活的客户端 - 服务器架构，可根据工厂的规模和需求进行调整。EcoStruxure混合型DCS可在同一系统或应用程序中实现并行工程。
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    变更管理

    EcoStruxure混合型DCS通过记录任何系统配置变化，提供开箱即用的工程可追溯性和版本控制。此功能有助于支持变更验证，以符合受监管行业的要求。
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    模拟

    EcoStruxure混合型DCS提供内置模拟功能，可通过任何工程师站随时对整个系统进行模拟，从而大大减少了设计阶段过程中可能出现的错误。这样可减少产品上市时间和工程成本，并可提升最终控制系统的品质。
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    优势

    • 集中的硬件和软件配置在整个系统中是统一的，具有针对现场设备的集成配置的工程系统
    • 避免错误并缩短工程时间：单一的全局数据库和一次配置理念消除了冗余条目，并使数据在整个系统中可用
    • 得益于预先配置、经过测试和验证的对象模板库，资产配置得以简化。
    • 通过重用现有对象模板，使设备复制变得简单

• 操作系统

  用于全面了解生产过程的操作系统

  为操作员提供清晰过程信息的能力对于提高生产效率至关重要。EcoStruxure混合型DCS提供连续性的控制和可以实时观察过程的操作界面。该系统为操作员提供所需的所有服务和数据，以便及时准确地做出决策。

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    通过简单、高效的导航监控环境的预定义过程

    菜单、上下文子菜单和广告横幅使操作员可以轻松访问数据。
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    面板是操作员与对象交互的手段。可以并行打开多个面板。

    每个面板均具有：
    
    • 用户界面，供操作员监控组件
    • 联锁，用以管理缺失条件以处理操作
    • 有关组件的状态和信息
    • 与组件关联的参数（例如PID）
    • 可以并行打开多个面板
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    运行时间导航服务（RTNS）的高级诊断

    通过EcoStruxure混合型DCS，合适的人员可在合适的时间获得正确的信息。可以更快地诊断和解决问题。您可以实时访问系统中的任何装置或设备的任何数据。这包括控制器中运行的代码、所有文档、事件历史记录、资产管理，互联网链接等。
    
    RTNS是EcoStruxure混合型DCS对象在运行时间内提供的本机服务。这些强大的诊断服务允许用户访问每个对象的不同观点，包括监控控制逻辑、访问文档、拓扑本地化、报警和趋势等。这一创新服务通过快速识别问题的根本原因，来减少调试时间和停机时间。
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    趋势视图

    趋势视图结合了实时和历史数据。当用户查看趋势图页面时，可以监控到实时的活动状态，只需简单地向后滚动时间轴即可查看趋势历史。分布式趋势系统处理大量数据变量，而不会影响系统性能和数据完整性。操作人员可从预配置的趋势图页面中进行选择，这些页面通过可自定义的视角清晰呈现数据，以便进行快速、简单的趋势分析。
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    报警视图

    EcoStruxure混合型DCS报警工具允许用户快速识别系统或过程中的故障并采取纠正措施，从而减少工厂停机时间。报警系统快速可靠，为您提供有关工厂状态的详细信息。报警显示在专门的报警页面上，大多数新的报警总是以报警条的形式显示在所有页面上。与平台控制器配合使用，报警带有时间戳，精确到毫秒。可以根据应用程序视图筛选报警，使操作员可以轻松放大应用程序的子部件。
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    操作员日志

    操作员日志使操作员能够在文件中跟踪命令和时间戳。记录下列信息：
    
    • 改变过程值
    • 绕过联锁条件
    • 用户活动，例如故障后的手动复位、设备或设备模拟的委托、以及命令模式的更改（操作员到程序模式或反之）。

• 文件库

  EcoStruxureTM混合型DCS：文件库

  EcoStruxure混合型DCS允许用户通过对象的实例化和配置来构建其控制系统。DCS中的核心对象是专为大多数用途而设计的集成库的一部分，因此称为通用库。包含经过测试、验证和记录的文件库，这些文件库适合构成过程的核心。从这里您可以继续构建您需要的控制系统。

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    库的概述

    库中对象的组件为连接、控制和可视化界面，但这些组件也扩展到包括历史数据库报告和DCS的其他方面。
    
    实现库的标准化存在诸多挑战。DCS中的库专门用于解决其中一些问题。
    
    权重：DCS库是轻量级模块集，其构造满足市场需求，但可以针对站点或单台设备进行定制。所选设置在代码中是清晰的（无隐藏参数）。这为最终用户产生了更轻便的程序（需要的控制器更少）和更清晰的程序（调试更简单）。
    
    支持：DCS库是施耐德电气经过测试、验证和文档化的库。它们嵌入了我们的产品，但也在测试和验证团队内部使用，以展示施耐德电气是如何开展工作的。通过此测试，我们可以为库中的每个模块提供支持。团队致力于持续的开发和支持。大多数库组件是开放的，可被视为控制器中的DFB，并且可以由项目内的工程师简单地进行诊断。
    
    定制化：没有任何库可以完美适用于每位客户。DCS库可在对象之间扩展，但也可在模块内部进行定制。通过允许复制和更改对象来完成。定制对象仍然可以使用库模块的许多功能，并且作为每个方面中的独立代码对象得到支持。定制化实属意料之中。这些库应该提供一个平台，在这个平台上可以在尽可能最快的时间内交付最终定制的自动化系统。
    
    未来：DCS库为供应商库。它们不断被开发和维护，以满足客户的需求并支持我们产品的连接。拥有供应商库意味着我们可以预测新的自动化和电气硬件的发布并提供支持。它使我们能够了解和适应新的可视化标准，并通过不断加强控制来改进。使用我们的库是确保在控制系统的生命周期内对其进行快速构建和更新的最安全的方法。
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    库组件

    核心库旨在为您的自动化过程的核心提供所需的组件：
    • 模拟设备：
        • 模拟输入（直接、处理过的或多个）
    • 模拟输出（执行器、控制阀、电动阀、脉冲持续时间）
    • 模拟控制（PID、斜坡、分程、比率、斜坡、超前滞后、三步骤）
    • 数字设备
    • 数字输入（限制传感器或其他离散传感器）
    • 电机（直接、双向、双速、变速）
    • 阀门（故障时打开、故障时关闭、故障）
    • 流程模板
    • 流量控制（2017年）
    • 泵组管理（2017年）
    • 自动化基础设施
    • 序列管理（ISA88 - 测序）
    • 流程管理（ISA - 设备模块
    • 批量集成（InBatch阶段管理）
    所有这些功能都集成到EcoStruxure混合型DCS中，随时可用。
    
    虽然这是自动化库通常需要的功能，但此DCS及其库扩展到这一传统自动化层之外，通过边缘控制中的库集成互连的产品和软件应用程序。它们将IIoT从理论变为现实，实现您的控制系统。
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    连接设备

    这些库的设计是为了通过不同的开放和适当协议将施耐德电气和第三方设备集成到DCS中。将这些设备连接到控制器使其数据可以通过其它控制系统获得。
    
    • 支持的工业网络
    • 以太网I / P（2017）
    • Modbus（TCP和串行）
    • Profibus
    • HART
    通过使用这些网络，库可以访问可用的自动化和电气资产中丰富的数据集。对于施耐德电气设备，提供自动化模块可以在控制系统内部提供关键数据。对于第三方设备，该接口对集成合作伙伴开放，以利用接口并公开来自其他设备的数据。
    • 施耐德电气电机和驱动器管理： 
        • 电机起动器（TesysU和TesysT）
    • 软起动器（Altistart 61）
    • 变频器（Altivar 31,32,61,71,600,900,1200 *）
    • 施耐德电气配电管理： 
        • 断路器（Masterpact和Compact）
    • 保护继电器（SEPAM 20,40,80）
    • 功率表（PM 9C，700,800,1200,53xx，82xx）
    • 智能UPS（AP 9622） •谐波滤波器（Acusine）
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    软件集成

    作为施耐德电气自动化产品的一部分，EcoStruxure混合型DCS的客户可以利用市场上最全面的软件产品组合。这些产品从历史数据库和批处理系统开始，直至资产管理、规划、供应链、模拟、培训等。
    这些库与软件配合使用，可提供与这些软件产品无缝集成所需的所有数据和接口：
    • Wonderware历史数据库
    • Wonderware inBatch
    • 工厂资产管理
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    行业特定库

    施耐德电气提供额外的库，可提供特定行业应用的扩展功能（采矿、水泥、水处理）或特殊功能（电力或能源管理和高级过程控制）。这些库包含用于行业特定设备的代码（例如，用于水的压力管道）和工业过程模板（例如用于采矿的研磨或浮选）的代码。
    
    这些额外的库可单独购买，但其设计是为了增强补充库的功能。
    
    行业特定库提供下列功能：
    
    水处理行业库
    
    • 过程模板：
        • 曝气
    • 双层滤料池
    • 控制设备：
        • 压力管道
    • 流量测量（水槽）
    • 流量测量（堰）
    • 调度：
        • 时间和事件调度程序
    
    采矿行业库
    
    • 过程模板： 
        • 矿石体积控制（带式输送机）
    • 湿磨机
    • 螺旋分离
    • 旋转式旋风分离
    • 增稠剂
    • 旋转式干燥机
    • 控制设备：
        • 带式输送机
    • 调度：
        •时间和事件调度程序水泥行业库
    • 过程模板： 
        • 窑炉管理
    • 气体分析
    • 燃料选择
    • 齿轮润滑
    • 控制模组：
        • 水泥行业库使用专用控制库（MMM），该库提供类似于自动化通用库的功能。

• 工业工作站

  EcoStruxureTM混合型DCS：工业工作站

  EcoStruxure混合型DCS系统配备用于EcoStruxure混合型DCS服务器和操作服务器的服务器工作站。还有一台用于操作站或工程站的附加计算机。

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    Magelis HMI机架式工控机

    Magelis HMI机架式工控机包含在EcoStruxure混合型DCS中，提供完整的工厂解决方案，该解决方案已采用EcoStruxure混合型DCS进行测试和验证。Magelis HMI机架式工控机可轻松安装在19“机箱中，并连接到Magelis iDisplay屏幕显示器。
    
    Magelis机架式工控机尤其针对更换成本和环境因素（温度、灰尘、EMC等）受限的控制室中的需求。
    
    优势：
    
    • 始终一致的Magelis系列，可满足EcoStruxure混合型DCS架构的不同需求：
        • 高性能工程用机型（EcoStruxure混合型DCS系统服务器）
    •中间执行层的操作员服务器，带有高性能硬盘
    • 易于集成在控制室的19“机架式机柜中
    • 便于安装在控制室的标准机柜中
    • Magelis HMIR Universal（2U）机型
    • Magelis HMIR Performance（4U）机型

• 自动化系统

  EcoStruxureTM混合型DCS：自动化系统

  EcoStruxure混合型DCS提供从传感器、电气设备和控制到商业信息系统的完整解决方案。

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    概述

    EcoStruxure混合型DCS构建于以太网主干网之上，可实现开放灵活的架构。以太网拓扑提供您所需的从工厂车间到企业层次的信息的透明访问。该系统可与自动化设备相连接，如驱动器、电机启动器以及配电管理设备（如断路器和功率表）。这使EcoStruxure混合型DCS可以随时获得准确的实时过程数据。它可以帮助您测量、分析和改善过程的能耗和整体运营盈利能力，从而以最少的浪费、精力和成本实现高效生产。
    
    EcoStruxure混合型DCS支持各种自动化架构，这些架构基于我们针对通过一系列网络和现场总线连接的控制器和设备提供的标准产品。它可以连接到不属于我们核心架构的其他控制器和设备。
    
    EcoStruxure混合型DCS使您能够与历史数据库（Historian）、Batch或MES等其他软件交换数据，以便为商业信息系统提供信息。
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    工程和运营架构

    EcoStruxure混合型DCS的架构非常灵活。您可以在托管所有必需功能的单台计算机上或多台计算机上部署系统基础结构。决策取决于项目的大小和拓扑以及应用程序的预期性能。EcoStruxure混合型DCS包括四个主要组件：
    
    1.系统服务器 —— 此服务器管理全局数据库，收集并同步系统架构的所有信息。一种配置只能包含一个系统服务器。工程软件也嵌入在系统服务器中。
    2.工程客户端 —— 工程客户端容纳配置和构建项目所需的所有编辑器。客户端可以位于包含系统服务器的同一工作站上，也可以位于另一个工作站上，使工程师可以在不同应用程序上同时工作，甚至可以在系统服务器上的同一应用程序上工作。
    3. 操作服务器 —— 操作服务器包括I / O服务器、报警服务器、趋势服务器和报告服务器等服务。每种配置至少需要一个操作服务器。
    4. 操作客户端 —— 操作客户端帮助监控系统。操作客户端的数量取决于控制系统的监控方式以及需要多少客户端站点。
    
    所有这些客户端和服务器均通过以太网网络互连。要从工程客户端访问控制器，必须将该客户端连接至控制网络，或通过路由器从监控网络接入控制网络。为避免在同一网络上连接所有工作站（可能会影响响应时间），建议运行两个独立的网络，并启用网络之间的路由功能。
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    控制器

    EcoStruxure混合型DCS使您能够设计完整的自动化解决方案，并可根据自动化系统的要求灵活选择控制器。
    
    这种灵活性使您能够通过三种类型的控制器选择最合适、最经济、最符合应用程序约束条件的解决方案：
    
    • Modicon M340，中程控制器，专用于简单到中等复杂程度的应用，
    • Modicon M580，ePAC控制器，适用于简单到复杂的应用，具有广泛的架构功能，
    • Modicon Quantum控制器，适用于中型和大型应用。
    
    三个控制器系列是我们种类丰富的自动化解决方案目录的一部分，可以与以太网连接，允许实现各种配置和架构。
    
    Modicon X80系列是Modicon 340、Modicon 580和Modicon Quantum以及以太网I / O的机架和模块的通用平台。X80系列提供通用I / O平台，可减少维护和培训成本。用于多个系统的通用备件可以减少您的库存或备件。
    
    Modicon产品的优势：
    
    • 可扩展的解决方案系列，可满足所需的精确级别的控制，而不会影响操作的简便性和性能
    • 使用标准范围的功能库启用通用编程
    • 通过商用布线、模块化架构和标准网络协议减少实施时间和成本
    • 可扩展的控制解决方案，可与各种产品无缝连接

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      M340 controller

      The Modicon M340 is our innovative mid range controller.

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      M580 controller

      The Modicon M580 ePAC is open, flexible, secure, robust and sustainable.

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      Quantum controller

      The Quantum controller addresses mid to large size applications.

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    I/O

    EcoStruxure Modicon X80系列是用于Modicon 340，Modicon 580和具备以太网I / O的Modicon Quantum机架和模块的通用平台。
    
    Modicon X80包括：
    
    • 所有机架内模块，
    • 电源，
    • 以太网远程I / O模块，
    • 所有I / O、专家功能和通信模块。
    
    Modicon X80 I / O平台也可支持各种架构。
    
    本地I / O是位于控制器本地机架中的输入和输出模块。内部底板用作通信介质。
    
    
    远程I / O
    远程I / O是位于本地控制器和本地I / O机架之外的输入和输出模块。远程I / O通过将一些（或数千个）过程信号连接到一个数字通信链路上，以避免昂贵支出来进行点对点接线。
    
    分布式I / O
    
    分布式I / O模块可实现数据的长距离通信并确保灵活性。分布式I / O模块为输入和输出模块，当位于通过现场总线或网络与控制器通信的island上时，可增加设备集成选项。由于在网络上使用现场总线通信，分布式I / O提供的性能有限，具体取决于模块和控制器之间使用的介质。
    
    用于EcoStruxure Modicon X80的机架和电源模块
    
    机架为所有模块提供机械安装点，并为处理器和本地或远程机架内的I / O或通信总线提供通信模块。  
    
    每个机架必须至少包含一个电源模块。所选电源取决于电压要求。  
    
    EcoStruxure Modicon X80系列包含的模块可满足所有过程要求，并且可在标准和恶劣环境中运行。每个范围都提供了许多可能性：数字I / O、模拟I / O、专家功能，可以组合在本地或远程I / O架构中。  
    
    Modicon STB 岛是一种开放式模块化IP20级分布式I / O系统，可通过控制器分配与传感器和执行器的连接。该模块化系统位于称为岛的结构中。它可以设计由主控制器通过总线或通信网络管理的自动化岛。
    
    可提供数字和模拟I / O模块的各种可能性。Island嵌入了CanOpen现场总线，包括TeSys U或TeSys T起动控制器或岛内的Altivar变速驱动器。
    
    除离散和模拟I / O外，island上还提供具有HART多路复用器模块的专用I / O HART通道。
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    控制网络

    EcoStruxure混合型DCS系统广泛使用以太网架构。以太网通过实施标准的、未经修改的以太网协议和服务，为整个操作提供透明的通信服务。
    
    以太网通信功能嵌入在专用通信模块中，或作为某些处理器中的通信端口。 
    
    通讯功能
    
    EcoStruxure混合型 DCS无缝地提供在单一工程环境中配置以太网网络架构的功能。提供下列服务：
    • 对等式通信的配置：此服务使您能够在单个环境中定义控制网络上控制器之间的交换。
    • 通过以太网和Modbus / TCP显式消息传递与设备通信：用户定义与控制器通信的设备。EcoStruxure 混合型 DCS以隐式的方式配置控制器中运行的通信功能模块。
    • 通过以太网I / O扫描服务与设备通信：适用于支持此服务的设备。EcoStruxure 混合型 DCS提供通信映射接口，使您可以从单个编辑器设置通信。
    
    网络选项网络（NOS）模块可插入EcoStruxure Modicon M580控制器的机架中，具有交换功能，可简化布线。
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    现场总线

    EcoStruxure混合型DCS嵌入了各种可能性，通过现场总线建立通信，具体取决于应用的要求：
    
    • Modbus串行链路，用于与设备交换信息，
    • Hart通信，用于收集支持Hart协议的模拟I / O模块中的信息，
    • Profibus DP现场总线。
    
    Modbus串行链路
    
    Modbus串行链路用于主/从架构。总线由主站和从站组成。只有主站才能启动交换（不能在从站之间直接通信）。提供两种交换机制：
      
    • 问题/响应，其中来自主站的请求发送至给定的从站。然后，主设备等待来自已被询问的从设备的响应。
    • 广播，主设备向总线上的所有从站广播消息。 后者可以在不发送回复的情况下执行指令。
    
    许多设备支持Modbus串行链路，因为它是一种经济而简单的配置协议，可在不需要高性能交换时与控制器交换数据。
    
    HART接口
    
    HART模拟I / O模块包含通过模块控制HART设备和信息的收发器。它们可以由AMS（资产管理系统）或控制器本身管理。HART现场设备连接是点对点的，除模拟值外还收集通道信息。
    
    Profibus
    
    Profibus远程主站（PRM）可以使用控制器尽可能接近过程和仪器进行数据交换。PRM通过I / O扫描器通信服务通过以太网Modbus TCP / IP网络交换从Profibus收集的数据。

• 现场设备

  EcoStruxureTM混合型DCS：现场设备

  EcoStruxure混合型DCS与施耐德电气设备无缝集成。它不仅可以轻松连接到电机起动器和驱动器等自动化设备，还可以连接断路器和功率表等电源设备。EcoStruxure 混合型DCS可根据设备功能与各种流程和电力设备连接。除施耐德设备外，EcoStruxure混合型DCS还能够集成第三方设备和仪器。

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    模板库

    通过可随时配置的模板库，EcoStruxure混合型DCS简化了对设备配置和集成到自动化架构的管理。模板间的交互为自动配置，对象模板界面提供了预制的面板以监视操作系统中的设备。

• 历史数据库（Historian）

  EcoStruxureTM混合型DCS：历史数据库（Historian）

  EcoStruxure混合型DCS从工厂收集过程、质量和能量数据，并生成详细报告以帮助决策。它可以无缝连接到生产和业务系统，以确保合适的人员可以访问他们所需的信息。通过将实时生产数据与简单且安全得数据库访问相结合，可以实现这一点。

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    服务

    历史数据库（Historian）提供以下服务：
    
    • Microsoft SQL服务器实现长时间存档
    • 配置可从每个对象历史记录的数据
    • 报告
        • 通过Web浏览器
        • 自动生成各种格式的报告
        • Excel客户端
    • 开放至3级（MES和ERP系统）