浅谈烟草工业备份还原系统开发

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摘要：基于FTP传输协议，利用VisualStudio2010开发了烟草工业备份还原系统，实现了烟草工业PLC、HMI以及伺服控制三个子系统的备份还原操作的高效性以及高灵活性。

关键词：FTP；备份还原系统；烟草工业

引言

随着工业自动化技术的发展，烟草机械行业中客户对产品的用户体验要求日益提高，同时，与国际同行相比，国内烟草机械行业也由起初的望尘莫及、望其项背进入同台竞技的新阶段，而随着“中国制造2050”战略的提出，国内烟草机械行业的最终目标必然是与国际同行实现并驾齐驱。在此大背景下，控制系统作为烟草机械的一大优势，登上竞技台与国外巨头进行竞争。PLC、伺服运动控制及人机界面(HMI)作为烟草机械工控系统中最重要的三个子系统，在实际工程应用中经常需要对其不同版本进行备份，再根据实时要求进行还原操作，然而三个子系统相对独立，必须分别进行备份还原并添置硬件，不便于用户的实际操作。为了解决上述问题，提高机器智能化水平，更好的为用户服务，特别开发了一套基于VisualStudio2010的备份还原系统，一次性完成PLC、伺服运动控制系统及人机界面三个子系统的备份还原任务。

一、备份还原系统的原理

整个工业控制系统主要包括主PLC、上位机HMI、ELAU运动控制系统以及后续用户添加的专用系统如数据采集系统，如图1所示。备份还原系统在上位机HMI上运行，通过FTP协议实现与主PLC、ELAU运动控制器及后续用户添加的专用系统控制器实现数据传输，完成PLC系统的控制数据、HMI运行数据、上位机桌面信息、ELAU运动控制数据以及用户的专用系统数据的备份还原。整个系统所用的FTP通讯协议全称是FileTransferProtocol[1]，基于此协议可以实现文件在处于同一局域网中不同电脑间的传输[2]，并可以保证整个传输过程的可靠稳定性[3]，因此在互联网领域被广泛应用[4]。FTP协议属于典型的C/S模式[1]，文件传输过程如图2所示，其中提供FTP服务的计算机为FTP服务器，用户的本地计算机为FTP客户端；将文件从FTP服务器传输到客户端的过程为下载，将文件从客户端传输至FTP服务器的过程为上传。FTP服务的实时属性要求用户在访问FTP服务器之前必须登录，只有登录成功的用户才能访问、查询、读写该服务器上的资源[1]。但是，这种登录方式在某种程度上会制约某些公共资源的共享，因此，大部分FTP服务器还会提供匿名（anonymous）FTP服务。匿名FTP服务的实质是：提供服务的机构在它的FTP服务器上建立一个公开账户（通常为Anonymous），并赋予该账户访问公共目录的权限，以提供免费服务。然后，当用户访问此FTP服务器时，则不需要输入用户名和密码；如果需要，则是输入系统默认的公开账户即用户名为“anonymous”，密码为空。

二、备份还原系统的功能模块

VisualStudio2010通过其命名空间System.Net下的NetWorkCredential类、FtpWebRequest类和FtpWebResponse类提供对FTP的全面支持。其中，NetWorkCredential类用于验证客户端身份，当需要验证访问权限时，可使用这个类提供FTP服务器所需的用户名及密码；FtpWebRequest类用于实现FTP客户端所有请求；FtpWebResponse类用于封装FTP服务器对客户端请求的响应。FtpWebResponse对象提供操作的状态及从服务器下载的所有数据，获取FTP响应时，需调用FtpWebRequest对象的GetResponse方法获取。2.1FTP服务器连接模块。实现FTP服务器之间的文件传输，必须要运用服务器的正确用户名和密码成功登录服务器，同时赋予某项操作权限，否则FTP命令将不能成功执行，下列语句即为验证客户端身份的示范。上述语句中的NetWorkCredential类非常重要，在后续的FTP各项操作中如读取、写入及删除等都需要调用它。2.2FTP读取写入模块。依照实际需求，对FTP服务器的数据处理方法有很多比如读取、写入、删除、复制、创建及重命名文件等等，其中被广泛应用的主要有读取写入两种。除读取操作以外，后续几种操作之前都需要首先在客户端显示服务器的文件详细信息，即通过FtpWebResponse对象获取响应，再通过一系列的处理转换成文件名、目录名及文件大小等信息。获取以上信息之后，客户端即可对服务器中文件进行读取写入操作，这两种操作数据传输方式类似。读取操作利用WebRequestMethods.Ftp.DownloadFile类，写入操作利用WebRequestMethods.Ftp.UploadFile类,然后打开responseStream数据通道，进行数据传输。2.3文件及文件夹的遍历模块。在实际工程应用中，FTP服务需要传输的文件类型不仅仅是单一的文件，有时会有文件夹嵌套文件、文件夹嵌套文件及文件夹等等情况，为保证数据传递的准确性及完整性，必须将以上种种情况考虑进文件及文件夹遍历模块设计中。

三、备份还原系统界面

选择需要保存或恢复的选项以及文件所在位置，点击“保存”或是“恢复”按钮，然后点击“开始”，即可开启保存或恢复进程；点击“退出”，即关闭备份还原系统。

四、结语

通过实验室测试可证，备份还原系统可成功将PLC、HMI以及伺服控制系统一次性备份到存储设备中，并且还可以存储时间为依据存储不同的版本，用户根据需要对各个子系统进行还原，大大提高了备份还原操作的效率以及自由度。

参考文献

[1]郑阿奇.VisualC#网络编程[J].北京：电子工业出版社,2011:237-251.

[2]顾煜炯,林庆乙,贺徙.基于UDP与FTP协议的远程振动监测与故障诊断系统网络通信方法[J].仪器仪表学报,2007(06):413-414.

[3]耿强,黄雪琴.基于IRIS软件的FTP协议分析[J].科技信息,2012(19):107.

[4]张艳,华东.基于FTP的考试文件传输系统的研究[J].南京审计学院学报,2005(2):66-70.

[5]苗专生.基于VB多线程技术的FTP的实现[J].现代电子技术,2008(8):59-60.

作者:万晓文 王熙康 殷晓明 单位:中烟机械技术中心