淺談煙草工業(yè)備份還原系統(tǒng)開發(fā)
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摘要：基于FTP傳輸協(xié)議，利用VisualStudio2010開發(fā)了煙草工業(yè)備份還原系統(tǒng)，實現(xiàn)了煙草工業(yè)PLC、HMI以及伺服控制三個子系統(tǒng)的備份還原操作的高效性以及高靈活性。
關(guān)鍵詞：FTP；備份還原系統(tǒng)；煙草工業(yè)
引言
隨著工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展，煙草機械行業(yè)中客戶對產(chǎn)品的用戶體驗要求日益提高，同時，與國際同行相比，國內(nèi)煙草機械行業(yè)也由起初的望塵莫及、望其項背進入同臺競技的新階段，而隨著“中國制造2050”戰(zhàn)略的提出，國內(nèi)煙草機械行業(yè)的最終目標(biāo)必然是與國際同行實現(xiàn)并駕齊驅(qū)。在此大背景下，控制系統(tǒng)作為煙草機械的一大優(yōu)勢，登上競技臺與國外巨頭進行競爭。PLC、伺服運動控制及人機界面(HMI)作為煙草機械工控系統(tǒng)中最重要的三個子系統(tǒng)，在實際工程應(yīng)用中經(jīng)常需要對其不同版本進行備份，再根據(jù)實時要求進行還原操作，然而三個子系統(tǒng)相對獨立，必須分別進行備份還原并添置硬件，不便于用戶的實際操作。為了解決上述問題，提高機器智能化水平，更好的為用戶服務(wù)，特別開發(fā)了一套基于VisualStudio2010的備份還原系統(tǒng)，一次性完成PLC、伺服運動控制系統(tǒng)及人機界面三個子系統(tǒng)的備份還原任務(wù)。
一、備份還原系統(tǒng)的原理
整個工業(yè)控制系統(tǒng)主要包括主PLC、上位機HMI、ELAU運動控制系統(tǒng)以及后續(xù)用戶添加的專用系統(tǒng)如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，如圖1所示。備份還原系統(tǒng)在上位機HMI上運行，通過FTP協(xié)議實現(xiàn)與主PLC、ELAU運動控制器及后續(xù)用戶添加的專用系統(tǒng)控制器實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，完成PLC系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)、HMI運行數(shù)據(jù)、上位機桌面信息、ELAU運動控制數(shù)據(jù)以及用戶的專用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份還原。整個系統(tǒng)所用的FTP通訊協(xié)議全稱是FileTransferProtocol[1]，基于此協(xié)議可以實現(xiàn)文件在處于同一局域網(wǎng)中不同電腦間的傳輸[2]，并可以保證整個傳輸過程的可靠穩(wěn)定性[3]，因此在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用[4]。FTP協(xié)議屬于典型的C/S模式[1]，文件傳輸過程如圖2所示，其中提供FTP服務(wù)的計算機為FTP服務(wù)器，用戶的本地計算機為FTP客戶端；將文件從FTP服務(wù)器傳輸?shù)娇蛻舳说倪^程為下載，將文件從客戶端傳輸至FTP服務(wù)器的過程為上傳。FTP服務(wù)的實時屬性要求用戶在訪問FTP服務(wù)器之前必須登錄，只有登錄成功的用戶才能訪問、查詢、讀寫該服務(wù)器上的資源[1]。但是，這種登錄方式在某種程度上會制約某些公共資源的共享，因此，大部分FTP服務(wù)器還會提供匿名（anonymous）FTP服務(wù)。匿名FTP服務(wù)的實質(zhì)是：提供服務(wù)的機構(gòu)在它的FTP服務(wù)器上建立一個公開賬戶（通常為Anonymous），并賦予該賬戶訪問公共目錄的權(quán)限，以提供免費服務(wù)。然后，當(dāng)用戶訪問此FTP服務(wù)器時，則不需要輸入用戶名和密碼；如果需要，則是輸入系統(tǒng)默認的公開賬戶即用戶名為“anonymous”，密碼為空。
二、備份還原系統(tǒng)的功能模塊
VisualStudio2010通過其命名空間System.Net下的NetWorkCredential類、FtpWebRequest類和FtpWebResponse類提供對FTP的全面支持。其中，NetWorkCredential類用于驗證客戶端身份，當(dāng)需要驗證訪問權(quán)限時，可使用這個類提供FTP服務(wù)器所需的用戶名及密碼；FtpWebRequest類用于實現(xiàn)FTP客戶端所有請求；FtpWebResponse類用于封裝FTP服務(wù)器對客戶端請求的響應(yīng)。FtpWebResponse對象提供操作的狀態(tài)及從服務(wù)器下載的所有數(shù)據(jù)，獲取FTP響應(yīng)時，需調(diào)用FtpWebRequest對象的GetResponse方法獲取。2.1FTP服務(wù)器連接模塊。實現(xiàn)FTP服務(wù)器之間的文件傳輸，必須要運用服務(wù)器的正確用戶名和密碼成功登錄服務(wù)器，同時賦予某項操作權(quán)限，否則FTP命令將不能成功執(zhí)行，下列語句即為驗證客戶端身份的示范。上述語句中的NetWorkCredential類非常重要，在后續(xù)的FTP各項操作中如讀取、寫入及刪除等都需要調(diào)用它。2.2FTP讀取寫入模塊。依照實際需求，對FTP服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理方法有很多比如讀取、寫入、刪除、復(fù)制、創(chuàng)建及重命名文件等等，其中被廣泛應(yīng)用的主要有讀取寫入兩種。除讀取操作以外，后續(xù)幾種操作之前都需要首先在客戶端顯示服務(wù)器的文件詳細信息，即通過FtpWebResponse對象獲取響應(yīng)，再通過一系列的處理轉(zhuǎn)換成文件名、目錄名及文件大小等信息。獲取以上信息之后，客戶端即可對服務(wù)器中文件進行讀取寫入操作，這兩種操作數(shù)據(jù)傳輸方式類似。讀取操作利用WebRequestMethods.Ftp.DownloadFile類，寫入操作利用WebRequestMethods.Ftp.UploadFile類,然后打開responseStream數(shù)據(jù)通道，進行數(shù)據(jù)傳輸。2.3文件及文件夾的遍歷模塊。在實際工程應(yīng)用中，F(xiàn)TP服務(wù)需要傳輸?shù)奈募愋筒粌H僅是單一的文件，有時會有文件夾嵌套文件、文件夾嵌套文件及文件夾等等情況，為保證數(shù)據(jù)傳遞的準(zhǔn)確性及完整性，必須將以上種種情況考慮進文件及文件夾遍歷模塊設(shè)計中。
三、備份還原系統(tǒng)界面
選擇需要保存或恢復(fù)的選項以及文件所在位置，點擊“保存”或是“恢復(fù)”按鈕，然后點擊“開始”，即可開啟保存或恢復(fù)進程；點擊“退出”，即關(guān)閉備份還原系統(tǒng)。
四、結(jié)語
通過實驗室測試可證，備份還原系統(tǒng)可成功將PLC、HMI以及伺服控制系統(tǒng)一次性備份到存儲設(shè)備中，并且還可以存儲時間為依據(jù)存儲不同的版本，用戶根據(jù)需要對各個子系統(tǒng)進行還原，大大提高了備份還原操作的效率以及自由度。
參考文獻
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作者:萬曉文 王熙康 殷曉明 單位:中煙機械技術(shù)中心