摘要：一个新的范例出现了，在批量数据处理过程中取消了中间环节，因此消除了通过中间应用、网关和协议转换传递数据过程中发生的潜在错误和定时问题。本文探讨将数据直接从数据源传输到最终使用点的方法，即无论是从操作台、控制器或者是从磁盘媒介得到的数据，不再通过中间数据库、应用或其它“中间环节”。根据需求文档精心构造设计，数据生产者将直接和数据消费者通讯。作者将其命名为“直接数据处理模型（DirectedDataTransactionModel）”来描述这个结构化方法。

    直接数据处理模型可以有效地把控制软件分为机器级控制需求、单元级控制需求和企业级控制需求，而不是像现在的方法，让数据在所有控制级别的所有控制单元上都有效。直接数据处理基于数据生产者和数据消费者形成的需求构建控制系统的设计方案，包括硬件和应用软件，以符合这些规定需求。

    关键字：数据处理，网络，可靠性，效率，批量记录

    前言

    ANSI/ISA95.00.03-2005[1]定义行为的多级功能体系由5级组成，分为0级到4级。每一级包含一个时域（毫秒、秒、分钟、小时等等）、一个活动域（调度、生产、监测等等）和一个数据域（存储水平、生产记录、传感器的值等等）。

    在现代控制系统中，设计应用程序以最少的重叠对体系中特定级的特定需求寻址。例如，1级的应用程序常常在固件或者专有的硬件程序空间中编码，即PLC和DCS系统。控制工程师创建程序或配置模块和程序单元，然后下载程序或配置到控制器上。在2级应用程序空间，SCADA和DCS供应商提供大量应用程序，作为客户端-服务器应用程序存储在商用计算机的硬件上。图形、应用程序和数据服务通常存储在服务器级别的计算机，它和其他客户端工作站一起放置在最终使用点的厂房地面上。网络把1级和2级应用组件互相链接到一起，因此形成一个节点网络，在这里数据和应用可以共享资源、数据值和信息。

    在3级领域中，来自1级和2级系统的数据被生产操作管理程序共享。这个程序用来设置和控制工作流程、执行详细的生产调度和维护数据记录，用于报告和生产优化。3级应用程序通常存于一个单独的网络中，因为在3级和2级/1级应用程序之间流通的数据处理的结果和预期相反。

    理论上，这个高度集成的数据和应用程序网络在工业化环境中执行，有高可靠性（>99.99%）和低出错率或不需要操作者和维护者的干预。虽然有这样的高可靠性，预计仅仅由网络硬件的错误而导致的停机时间一年有一小时。最近的一次调查，8%的人指出，他们每周都遇到网络问题，另外11%的人指出他们的网络出现小事故的数字在上升[2]。一个典型的批量控制系统体系结构。

    一、批量控制系统中的数据处理

    描述的批量控制系统体系结构似乎有很高的效率。基于单元的功能由低处的自动化“岛”（处理单元1）处理，一般服务功能由高处的“岛”处理。然而，即使在这个简单的实例中，尽管所有系统厂商都声称为数据处理提供一个可靠且有效的体系结构，大部分控制系统的可靠性却远小??：

    -源自多个供应商的应用程序在一起未必能顺畅工作；