CN102968320B - 基于云备份的工控设备自动恢复***及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及工业设备控制技术领域，特别涉及一种基于云备份的工控设备自动恢复***，包括工控设备、数据传输模块及云端服务器。所述工控设备通过所述数据传输模块与所述云端服务器连接。本申请还提供了一种基于云备份的工控设备自动恢复***的运行方法，包括：将工控设备中的数据及运行程序备份到每台云端服务器中。当工控设备发生故障而停机时，选择一台云端服务器向工控设备发送数据及运行程序，使工控设备恢复工作。本申请提供的基于云备份的工控设备自动恢复***及其运行方法能够快速的恢复工控设备由于非硬件故障导致的意外停机，降低了工业生产的损失。
Description
技术领域
本申请涉及工业设备控制技术领域，特别涉及一种基于云备份的工控设备自动恢复***及其运行方法。
背景技术
现代大型冶金企业的全生产流程依靠各种类型的大型工业控制计算机设备(简称工控设备)来完成生产设备的控制。这些参与生产控制的工控设备分为PLC***、集散***及计算机***。这些工控设备的CPU与存储器中存储着当前生产过程中的控制程序和控制数据。由于人为误操作、人为删除或更改及网络等一些不确定的非硬件方面的因素，会引起***内部程序出现损毁或运行故障，此时工控设备就不能正常工作。传统的灾难恢复方法是采用人去手动复位，或重新下载程序，这样恢复的速度就会受到人员素质、备份资料质量，调试设备的影响，往往造成许多不必要的时间损失和生产停机，对工业生产造成损失。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种能够快速的恢复工控设备由于非硬件故障导致的意外停机、降低工业生产的损失的基于云备份的工控设备自动恢复***及其运行方法。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种基于云备份的工控设备自动恢复***，包括工控设备、数据传输模块、云端服务器、备份服务器、射频通信模块及射频手持终端。所述工控设备通过所述数据传输模块与所述云端服务器连接；所述备份服务器与所述数据传输模块连接；所述射频通信模块与所述数据传输模块连接；所述射频手持终端通过所述射频通信模块与所述数据传输模块进行信息传输。所述云端服务器包括：云计算判别单元，用于寻找与所述工控设备间网络延时最小的所述云端服务器；数据库，用于存储判别点程序、备份的数据及备份的运行程序；缓冲单元，用于暂时存储从所述工控设备发来的数据及运行程序，并根据所述数据库中存储的判别点程序判断数据及运行程序是否符合标准；通讯单元，用于所述云端服务器、备份服务器及所述工控设备间进行数据及运行程序的交互；其中，所述数据为所述工控设备运行时需要的数据。
进一步地，还包括RJ45以太网接口。所述工控设备通过所述RJ45以太网接口与所述数据传输模块连接。
进一步地，所述工控设备为计算机***、集散***或PLC***。
进一步地，所述云端服务器至少为3台。
本申请还提供了一种基于云备份的工控设备自动恢复***的运行方法，包括：将工控设备中的数据及运行程序备份到每台云端服务器中，具体为：根据每台云端服务器中的云计算判别单元寻找一台与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器；将工控设备中的数据及运行程序读入到与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器的缓冲单元，在缓冲单元内寻找到程序符合判别点程序标准的数据及运行程序，并将寻找到的数据及运行程序备份到与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器的数据库中，并镜像备份到其它云端服务器的数据库中；所述判别点程序是根据工控设备的运行需要而编写的并存储在每台云端服务器中的数据库中。
当工控设备发生故障而停机时，选择一台云端服务器向工控设备发送数据及运行程序，使工控设备恢复工作，具体为：当工控设备发生故障而停机时，根据每台云端服务器中的云计算判别单元选择一台与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器；将与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器中备份的数据及运行程序发送到所述工控设备，使所述工控设备恢复工作。
在向云端服务器备份数据及运行程序时，同时向备份服务器的数据库中备份数据。当出现部分云端服务器发生故障时，备份服务器向出现故障的云端服务器发送数据并对其进行恢复。或者，当所有的云端服务器发生故障时，备份服务器对工控设备进行数据及运行程序的备份和恢复工作；同时，备份服务器对所有的云端服务器进行恢复，直到任意一台云端服务器回复正常时，备份服务器停止对工控设备进行恢复并停止对工控设备的运行程序进行备份。
本申请提供的基于云备份的工控设备自动恢复***及其运行方法能够快速的恢复工控设备由于非硬件故障导致的意外停机，降低了工业生产的损失。
附图说明
图1为本申请实施例提供的基于云备份的工控设备自动恢复***结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本申请实施例提供的一种基于云备份的工控设备自动恢复***，包括工控设备(如计算机***、集散***或PLC***)、数据传输模块、云端服务器、备份服务器、射频通信模块、射频手持终端及RJ45以太网接口。工控设备通过RJ45以太网接口与数据传输模块连接，工控设备与数据传输模块之间的传输速率可达到100M/s-1000M/s。数据传输模块与工控设备之间的通信协议采用工控领域被普遍应用的OPC技术规范。数据传输模块通过网络(如企业级主干网)与云端服务器连接。备份服务器通过网络(如企业级主干网)与数据传输模块连接。射频通信模块与数据传输模块连接。射频手持终端通过射频通信模块与数据传输模块进行信息传输。云端服务器至少为3个(如3个、10个或20个)。云端服务器及备份服务器包括：云计算判别单元(用于寻找与工控设备间网络延时最小的云端服务器)、数据库(用于存储判别点程序、备份的数据及备份的运行程序)、缓冲单元(用于暂时存储从所述工控设备发来的数据及运行程序，并根据所述数据库中存储的判别点程序判断数据及运行程序是否符合标准)、通讯单元(用于所述云端服务器、备份服务器及所述工控设备间进行数据及运行程序的交互)。上述工控设备(如计算机***、集散***或PLC***)、数据传输模块、云端服务器、备份服务器、射频通信模块、射频手持终端及RJ45以太网接口均为硬件设备。云计算判别单元、数据库、缓冲单元及通讯单元为软件单元。上述工控设备可以同时包含计算机***、集散***及PLC***，也可以是计算机***、集散***和PLC***中的任意一个或两个。
本申请实施例还提供了一种基于云备份的工控设备自动恢复***的运行方法，包括：
步骤1：将工控设备中的数据及运行程序备份到每台云端服务器的数据库中。具体为：根据工控设备的运行需要编写若干个判别点程序存储在每台云端服务器中(即根据工控设备运行时需要哪些数据及运行命令，编写判别点程序用于寻找符合工控设备运行时所需要的数据及运行命令，过滤掉其它不需要的数据及运行命令)。根据每台云端服务器中的云计算判别单元寻找一台与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器。将工控设备中符合OPC技术规范的数据及运行程序读入到与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器的缓冲单元，在缓冲单元内寻找到程序符合判别点程序标准的数据及运行程序，并将寻找到的数据及运行程序备份到与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器的数据库中，并镜像备份到其它云端服务器的数据库中。在实际应用中，设定数据传输模块与工控设备中的数据传输的时间为120s，即每隔120s将工控设备中符合OPC技术规范的数据及运行程序传输到云端服务器进行备份。向云端服务器备份数据及运行程序时，同时向备份服务器中备份数据。
步骤2：当工控设备发生故障而停机时，选择一台云端服务器向工控设备发送数据及运行程序，使工控设备恢复工作。具体为：当工控设备发生故障而停机时，根据每台云端服务器中的云计算判别单元选择一台与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器。将与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器中备份的数据及运行程序发送到工控设备，使工控设备恢复工作。另外，当出现部分云端服务器发生故障时，备份服务器向出现故障的云端服务器发送数据并对其进行恢复。或者，当所有的云端服务器发生故障时，备份服务器对工控设备进行数据及运行程序的备份和恢复工作；同时，备份服务器对所有的云端服务器进行恢复，直到任意一台云端服务器回复正常时，备份服务器停止对工控设备进行恢复和停止对工控设备的运行程序进行备份。
另外，还可以通过射频手持终端与数据传输模块进行通信，检查数据备份的情况。通过射频手持终端设置数据传输模块的3项参数：备份的时间间隔、手动/自动恢复选择、立即手动恢复。通过射频手持终端还可以查询工控设备的各项数据(如工控设备的型号、工控设备上次备份的时间等)及云端服务器的工作状态(云端服务器是否正常工作)。
本申请实施例具有以下有益效果：
1、可以实时备份生产数据到企业云端，并在设备软件故障时能够自动从云端下载最新备份的程序及数据，达到快速恢复设备运行的目的，减少了不必要的时间损失和生产停机，降低了工业生产的损失。
2、可以利用企业的现有的主干网络(如企业级主干网)，便于在工业上实施。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照实例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本申请的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种基于云备份的工控设备自动恢复***，其特征在于，包括工控设备、数据传输模块、云端服务器、备份服务器、射频通信模块及射频手持终端；
所述工控设备通过所述数据传输模块与所述云端服务器连接；
所述备份服务器与所述数据传输模块连接；
所述射频通信模块与所述数据传输模块连接；
所述射频手持终端通过所述射频通信模块与所述数据传输模块进行信息传输；
所述云端服务器包括：
云计算判别单元，用于寻找与所述工控设备间网络延时最小的所述云端服务器；
数据库，用于存储判别点程序、备份的数据及备份的运行程序；
缓冲单元，用于暂时存储从所述工控设备发来的数据及运行程序，并根据所述数据库中存储的判别点程序判断数据及运行程序是否符合标准；
通讯单元，用于所述云端服务器、备份服务器及所述工控设备间进行数据及运行程序的交互；
其中，所述数据为所述工控设备运行时需要的数据。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，还包括RJ45以太网接口；
所述工控设备通过所述RJ45以太网接口与所述数据传输模块连接。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述工控设备为计算机***、集散***或PLC***。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述云端服务器至少为3台。
5.一种根据权利要求1所述的***的运行方法，其特征在于，包括：
将工控设备中的数据及运行程序备份到每台云端服务器中，具体为：根据每台云端服务器中的云计算判别单元寻找一台与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器；将工控设备中的数据及运行程序读入到与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器的缓冲单元，在缓冲单元内寻找到程序符合判别点程序标准的数据及运行程序，并将寻找到的数据及运行程序备份到与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器的数据库中，并镜像备份到其它云端服务器的数据库中；所述判别点程序是根据工控设备的运行需要而编写的并存储在每台云端服务器中的数据库中；
当工控设备发生故障而停机时，选择一台云端服务器向工控设备发送数据及运行程序，使工控设备恢复工作，具体为：当工控设备发生故障而停机时，根据每台云端服务器中的云计算判别单元选择一台与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器；将与工控设备间的网络延迟最小的云端服务器中备份的数据及运行程序发送到所述工控设备，使所述工控设备恢复工作；
在向云端服务器备份数据及运行程序时，同时向备份服务器的数据库中备份数据；
当出现部分云端服务器发生故障时，备份服务器向出现故障的云端服务器发送数据并对其进行恢复；
或者，
当所有的云端服务器发生故障时，备份服务器对工控设备进行数据及运行程序的备份和恢复工作；同时，备份服务器对所有的云端服务器进行恢复，直到任意一台云端服务器回复正常时，备份服务器停止对工控设备进行恢复并停止对工控设备的运行程序进行备份。
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| 一种服务器备份与恢复的设计与实现;付庆国;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20090515;第1.2.1节，1.2.2节，3.2.1节，3.2.2节， * |
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