一种工业控制系统中内存快照管理方法与流程

本发明涉及工业自动化软件控制技术领域，尤其涉及一种工业控制系统中内存快照管理方法。

背景技术：

在工业控制领域，工况数据是整个工业控制系统中的重要组成部分，工况是指工业控制系统中某一个控制设备在某种条件下的运行状态。如何实时保存设备的工况数据对于设备运行状态的检测和分析，以及设备某一时刻运行状态的恢复至关重要。快照技术是实现该功能的有效方法。在工业控制系统中，控制站已被广泛应用于工控行业，且工业现场内通常含有不同厂家生产的不同品牌以及不同型号的控制站。在工控领域，内存快照技术是将控制站某一时刻的运行状态的数据一次性存储并可恢复的技术，常常用于存储工况和恢复工况。然而，在工业控制领域内存快照技术通常是将快照功能集成在组态软件中，且只能针对某个品牌控制站的内存数据进行读取。因此，当前缺乏一种可以对工业控制系统现场所有控制站的内存数据进行统一管理，且可以快速恢复数据、备份数据的方法。

现有技术中公开了一种“虚拟机内存快照生成和恢复方法、装置及系统”，见公开号为：CN102331949A，公开日为：2012-01-25的中国专利，一种虚拟机内存快照生成和恢复的方法、装置及系统,其中,该内存快照生成方法包括:获取所述虚拟机的当前第S内存页；识别所述当前第S内存页的页类型,所述页类型包括非有效数据页和有效数据页；当所述当前第S内存页为非有效数据页时,在内存快照文件中记录所述当前第S内存页的页类型；当所述当前第S内存页为有效数据页时,在内存快照文件中记录所述当前第S内存页的页类型和页数据；从而通过该发明实施例仅保存有效数据,减少无效数据的备份,大大缩短了内存快照的生成时间,并减小了内存快照文件的大小,节约了存储资源。该发明是针对虚拟机内存的快照处理方法，并不是针对工控行业，且也不是对控制站的处理。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题，在于提供一种工业控制系统中内存快照管理方法，可以方便快速的完成控制站运行状态的实时监控、记录，以及控制站运行状态再现的功能。

本发明是这样实现的：一种工业控制系统中内存快照管理方法，所述方法为：

通过IP地址的配置建立起工业控制系统与控制站之间的通信关系；

根据工业控制系统需求对控制站中的内存数据选择上载存储形成内存快照文件或者下载恢复至控制站中；

通过对内存快照文件的解析对不同控制站的内存快照文件采用统一的管理。

进一步的，所述方法能针对不同品牌型号的控制站进行统一的内存管理。

进一步的，所述根据工业控制系统需求对控制站中的内存数据选择上载存储形成内存快照文件，具体为：步骤11、选择控制站的类型，选择该目标控制站的类型；

步骤12、配置IP地址并连接，所述配置的IP地址就是步骤11中所确定目标类型控制站的IP地址，通过IP地址的设置建立起工业控制系统与目标控制站之间的通信关系；

步骤13、选择上载功能，进行上载；

步骤14、初始化内存快照文件，内存快照文件包括内存快照文件的大小、文件结构、数据格式、初始化信息；

步骤15、逐项保存控制站内存中的工况数据；

步骤16、判断内存快照数据是否保存完毕，保存完毕则执行步骤17，否则返回步骤15，继续保存控制站的内存快照数据；

步骤17、输出内存快照文件，控制站中的内存快照数据上载存储结束。

进一步的，所述控制站类型包括：欧姆龙、西门子、AB、或QNX的控制站类型。

进一步的，所述工况数据包括控制站运行时刻、IO数据、控制过程数据、诊断数据、以及控制站运行状态数据。

进一步的，所述根据工业控制系统需求对控制站中的内存数据下载并恢复至控制站中，具体为：步骤21、选择控制站的类型，选择该目标控制站的类型；

步骤22、配置IP地址并连接，所述配置的IP地址就是需要恢复工况数据的目标控制站的IP地址，通过IP地址的配置建立起工业控制系统与目标控制站之间的通信关系；

步骤23、选择下载恢复功能，进行下载；

步骤24、判断内存快照文件是否完整，若完整则执行步骤25；否则，结束内存快照文件恢复的执行；

步骤25、读取内存快照文件并解析，根据控制站类型解析内存快照文件，将快照文件中的工况数据逐条转换成目标控制站所要求的数据结构；

步骤26、根据步骤25解析的结果将内存快照中的工况数据加载至目标控制站中，恢复内存快照文件中的工况数据；

步骤27、判断内存快照文件中的工况数据是否解析并恢复完毕，若未完成，则执行步骤25，继续读取文件并解析；否则，结束。

本发明具有如下优点：(1)可以将控制站内存中的工况数据有效方便的上载并存储，以记录目标控制站的当前状态；同时，还可以将内存快照中的工况数据实时下载并恢复到控制站中，以再现某一控制站在某一时刻的运行状态，为故障分析、排查提供更为有效的方法，从而降低整个工业控制系统的故障率。

(2)本发明改变了传统的不同控制站只能采用各自的内存快照管理方法的弊端，可以对不同控制站类型采用统一的内存快照管理，既简单方便又可以减少系统的重复开发工作，从而大大提高了工业自动化控制系统的构建效率。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明方法总体的流程示意图。

图2为本发明控制站内存快照文件上载存储流程图。

图3为本发明控制站内存快照文件下载恢复流程图。

具体实施方式

请参阅图1至图3所示，一种工业控制系统中内存快照管理方法，所述方法为：

通过IP地址的配置建立起工业控制系统与控制站之间的通信关系；根据工业控制系统需求对控制站中的内存数据选择上载存储形成内存快照文件或者下载恢复至控制站中；从而可以方便快速的完成控制站运行状态的实时监控、记录，以及控制站运行状态再现的功能。通过对内存快照文件的解析对不同控制站的内存快照文件采用统一的管理。

其中，所述方法能针对不同品牌型号的控制站进行统一的内存管理。

为实现上述功能，本发明是通过以下技术手段和措施来实现的：

本发明提供的一种内存快照的管理方法，包括内存快照的上载存储以及下载恢复功能，总体流程如图1所示，具体实施步骤分上载存储和下载恢复两部分，具体步骤如下：

(1)本发明方法对控制站中的工况数据进行上载存储，形成内存快照文件，流程如图2所示，具体实施分为以下几个步骤完成。

Step1：选择控制站的类型，选择该目标控制站的类型。所述控制站类型包括：欧姆龙、西门子、AB、QNX等市面上主流的控制站类型。

Step2:配置IP地址并连接，所述配置的IP地址就是Step1中所确定目标类型控制站的IP地址，通过IP地址的设置建立起本发明方法所建立的系统与目标控制站之间的通信关系。

Step3:选择上载功能，本发明方法所建立系统具有控制站内存快照文件下载或者控制站内存快照文件上载功能，选择并点击上载按钮。

Step4:初始化内存快照文件，包括内存快照文件的大小、文件结构、数据格式、初始化信息等。

Step5:逐项保存控制站内存中的工况数据，包括控制站运行时刻、IO数据、控制过程数据、诊断数据、控制站运行状态等数据。

Step6:判断内存快照数据是否保存完毕，保存完毕则执行Step7，否则返回Step5,继续保存控制站的内存快照数据。

Step7:输出内存快照文件，输出文件格式为“.gk”即工况数据，控制站中的内存快照数据上载存储结束。

用户只需要通过选择控制站类型→配置IP地址→选择并点击“上载”→选择文件保存路径，即可完成控制站内存快照的上载，生成工况数据。

(2)本发明方法所提供的对控制站中的工况数据进行下载并恢复至控制站中，流程如图3所示，具体实施分为以下几个步骤完成。

Step1：选择控制站类型，本发明方法可以实现不同控制站之间的统一管理，所述控制站类型包括：欧姆龙、西门子、AB、QNX等市面上主流的控制站类型。

Step2：配置IP地址并连接，所述配置的IP地址就是需要恢复工况数据的目标控制站的IP地址，通过IP地址的配置建立起本发明方法所建立的系统与目标控制站之间的通信关系。

Step3:选择下载恢复功能，本发明方法所建立系统具有控制站内存快照文件下载和控制站内存快照文件上载功能，选择并点击下载按钮。

Step4:判断内存快照文件是否完整，若完整则执行Step5；否则，结束内存快照文件恢复的执行。

Step5:读取内存快照文件并解析，根据控制站类型解析内存快照文件，将快照文件中的工况数据逐条转换成目标控制站所要求的数据结构。

Step6:根据Step5解析的结果将内存快照中的工况数据加载至目标控制站中，恢复内存快照文件中的工况数据。

Step7:判断内存快照文件中的工况数据是否解析并恢复完毕，若未完成，则执行Step5，继续读取文件并解析；否则，结束。

用户只需要通过选择控制站类型→配置IP地址并连接→选择并点击“下载”→点击恢复按钮，即可完成控制站内存快照文件的下载，以及工况数据的恢复。

通过以上步骤不仅可以快捷方便地完成控制站的内存快照文件的上载存储以及下载恢复，还可以采用统一的方法管理不同类型控制站之间的内存快照文件。

总之，本发明针对不同的品牌的控制站，采用统一的内存快照管理方法，对控制站的内存数据进行上载存储，并可将存储的工况数据下载恢复至控制站中，从而实现工况数据的存储与调用功能。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。