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煙草工業(yè)備份還原系統(tǒng)開(kāi)發(fā)論文
摘要：基于FTP傳輸協(xié)議，利用VisualStudio2010開(kāi)發(fā)了煙草工業(yè)備份還原系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了煙草工業(yè)PLC、HMI以及伺服控制三個(gè)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(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，煙草機(jī)械行業(yè)中客戶對(duì)產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)要求日益提高，同時(shí)，與國(guó)際同行相比，國(guó)內(nèi)煙草機(jī)械行業(yè)也由起初的望塵莫及、望其項(xiàng)背進(jìn)入同臺(tái)競(jìng)技的新階段，而隨著“中國(guó)制造2050”戰(zhàn)略的提出，國(guó)內(nèi)煙草機(jī)械行業(yè)的最終目標(biāo)必然是與國(guó)際同行實(shí)現(xiàn)并駕齊驅(qū)。在此大背景下，控制系統(tǒng)作為煙草機(jī)械的一大優(yōu)勢(shì)，登上競(jìng)技臺(tái)與國(guó)外巨頭進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。PLC、伺服運(yùn)動(dòng)控制及人機(jī)界面(HMI)作為煙草機(jī)械工控系統(tǒng)中最重要的三個(gè)子系統(tǒng)，在實(shí)際工程應(yīng)用中經(jīng)常需要對(duì)其不同版本進(jìn)行備份，再根據(jù)實(shí)時(shí)要求進(jìn)行還原操作，然而三個(gè)子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，必須分別進(jìn)行備份還原并添置硬件，不便于用戶的實(shí)際操作。為了解決上述問(wèn)題，提高機(jī)器智能化水平，更好的為用戶服務(wù)，特別開(kāi)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(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及人機(jī)界面三個(gè)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(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)主要包括主PLC、上位機(jī)HMI、ELAU運(yùn)動(dòng)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(jī)HMI上運(yùn)行，通過(guò)FTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)與主PLC、ELAU運(yùn)動(dòng)控制器及后續(xù)用戶添加的專用系統(tǒng)控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，完成PLC系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)、HMI運(yùn)行數(shù)據(jù)、上位機(jī)桌面信息、ELAU運(yùn)動(dòng)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(gè)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(shí)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(gè)傳輸過(guò)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(guò)程如圖2所示，其中提供FTP服務(wù)的計(jì)算機(jī)為FTP服務(wù)器，用戶的本地計(jì)算機(jī)為FTP客戶端；將文件從FTP服務(wù)器傳輸?shù)娇蛻舳说倪^(guò)程為下載，將文件從客戶端傳輸至FTP服務(wù)器的過(guò)程為上傳。FTP服務(wù)的實(shí)時(shí)屬性要求用戶在訪問(wèn)FTP服務(wù)器之前必須登錄，只有登錄成功的用戶才能訪問(wèn)、查詢、讀寫(xiě)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(huì)制約某些公共資源的共享，因此，大部分FTP服務(wù)器還會(huì)提供匿名（anonymous）FTP服務(wù)。匿名FTP服務(wù)的實(shí)質(zhì)是：提供服務(wù)的機(jī)構(gòu)在它的FTP服務(wù)器上建立一個(gè)公開(kāi)賬戶（通常為Anonymous），并賦予該賬戶訪問(wèn)公共目錄的權(quán)限，以提供免費(fèi)服務(wù)。然后，當(dāng)用戶訪問(wèn)此FTP服務(wù)器時(shí)，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(rèn)的公開(kāi)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(guò)其命名空間System.Net下的NetWorkCredential類、FtpWebRequest類和FtpWebResponse類提供對(duì)FTP的全面支持。其中，NetWorkCredential類用于驗(yàn)證客戶端身份，當(dāng)需要驗(yàn)證訪問(wèn)權(quán)限時(shí)，可使用這個(gè)類提供FTP服務(wù)器所需的用戶名及密碼；FtpWebRequest類用于實(shí)現(xiàn)FTP客戶端所有請(qǐng)求；FtpWebResponse類用于封裝FTP服務(wù)器對(duì)客戶端請(qǐng)求的響應(yīng)。FtpWebResponse對(duì)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(shí)，需調(diào)用FtpWebRequest對(duì)象的GetResponse方法獲取。2.1FTP服務(wù)器連接模塊。實(shí)現(xiàn)FTP服務(wù)器之間的文件傳輸，必須要運(yùn)用服務(wù)器的正確用戶名和密碼成功登錄服務(wù)器，同時(shí)賦予某項(xiàng)操作權(quán)限，否則FTP命令將不能成功執(zhí)行，下列語(yǔ)句即為驗(yàn)證客戶端身份的示范。上述語(yǔ)句中的NetWorkCredential類非常重要，在后續(xù)的FTP各項(xiàng)操作中如讀取、寫(xiě)入及刪除等都需要調(diào)用它。2.2FTP讀取寫(xiě)入模塊。依照實(shí)際需求，對(duì)FTP服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理方法有很多比如讀取、寫(xiě)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(xiě)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(xì)信息，即通過(guò)FtpWebResponse對(duì)象獲取響應(yīng)，再通過(guò)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(duì)服務(wù)器中文件進(jìn)行讀取寫(xiě)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(xiě)入操作利用WebRequestMethods.Ftp.UploadFile類,然后打開(kāi)responseStream數(shù)據(jù)通道，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。2.3文件及文件夾的遍歷模塊。在實(shí)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(shí)會(huì)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(jìn)文件及文件夾遍歷模塊設(shè)計(jì)中。
三、備份還原系統(tǒng)界面
選擇需要保存或恢復(fù)的選項(xiàng)以及文件所在位置，點(diǎn)擊“保存”或是“恢復(fù)”按鈕，然后點(diǎn)擊“開(kāi)始”，即可開(kāi)啟保存或恢復(fù)進(jìn)程；點(diǎn)擊“退出”，即關(guān)閉備份還原系統(tǒng)。
四、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)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(chǔ)設(shè)備中，并且還可以存儲(chǔ)時(shí)間為依據(jù)存儲(chǔ)不同的版本，用戶根據(jù)需要對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)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(xiàn)
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