工业控制设备数据采集与备份方法及相关设备与流程

1.本发明涉及工业控制技术领域，特别是涉及一种工业控制设备数据采集与备份方法及相关设备。


背景技术：

2.在现代化的生产制造场景中，通常会构建工业控制系统实现产品的自动化生产过程，工业控制系统由各类工业设备和相应的工业控制软件组成。工业控制系统中的各类工业设备包括工业计算机、工业服务器、工业嵌入式主机等各类工控主机，还包括通讯设备、可编程逻辑控制器、分布式控制系统、数字加工机床、机器人、仪器仪表、智能终端等各类工业控制设备。
3.由于在现场环境中，可能会出现设备停电、软硬件异常、网络攻击、人为误操作或自然灾害等异常情况，导致部分设备或整体系统停止运行，故需通过数据备份实现业务快速恢复。目前，对于工业控制系统的数据备份，通常是针对工业计算机、工业服务器和工业嵌入式主机等工控主机，定期通过人机交互操作，从这些工控主机上人为拷贝相应的系统数据，实现数据备份。
4.随着生产要求的提高，对于工业控制系统的数据备份需求也不断提升。基于现有的数据备份方式，对于工控主机以外的各类工业控制设备无法进行数据备份，数据覆盖面较小，难以满足全面的数据备份需求。其次，定期人工拷贝数据的备份方式，需耗费一定的人力，效率较低，且备份数据的同步性较差。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例提供了一种工业控制设备数据采集与备份方法，以解决现有数据备份方式，数据备份覆盖的设备范围较小，且需耗费人力，效率较低，同步性较差的问题。
6.本发明实施例还提供了一种工业控制设备数据采集与备份装置，用以保证上述方法实际中的实现及应用。
7.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
8.一种工业控制设备数据采集与备份方法，所述方法应用于工业控制系统，所述工业控制系统包括多个工业控制设备和多个工控主机，所述方法包括：
9.在预设的多种备份方式中，确定每个所述工业控制设备对应的备份方式；所述多种备份方式包括第一备份方式、第二备份方式和第三备份方式；
10.对于每个第一工业控制设备，通过该第一工业控制设备的预设接口对该第一工业控制设备进行数据采集，获得该第一工业控制设备的实时数据文件；所述第一工业控制设备为其对应的备份方式为所述第一备份方式的工业控制设备；
11.对于每个第二工业控制设备，通过目标工控主机中预先部署的客户端对该第二工业控制设备进行数据采集，获得该第二工业控制设备的实时数据文件，所述目标工控主机
为所述多个工控主机中与该第二工业控制设备相关联的工控主机；所述第二工业控制设备为其对应的备份方式为所述第二备份方式的工业控制设备；
12.对于每个第三工业控制设备，调用预设的虚拟机对该第三工业控制设备进行数据采集，获得该第三工业控制设备的实时数据文件；所述第三工业控制设备为其对应的备份方式为所述第三备份方式的工业控制设备；
13.存储每个所述工业控制设备的实时数据文件，以对每个所述工业控制设备进行数据备份。
14.上述的方法，可选的，所述通过该第一工业控制设备的预设接口对该第一工业控制设备进行数据采集，获得该第一工业控制设备的实时数据文件，包括：
15.确定该第一工业控制设备对应的接口交互方式；
16.生成与所述接口交互方式相对应的数据采集指令；
17.将所述数据采集指令发送至该第一工业控制设备的预设接口；
18.接收该第一工业控制设备的预设接口返回的数据文件，并将该数据文件作为该第一工业控制设备的实时数据文件。
19.上述的方法，可选的，所述通过目标工控主机中预先部署的客户端对该第二工业控制设备进行数据采集，获得该第二工业控制设备的实时数据文件，包括：
20.判断该第二工业控制设备是否符合预设的指定备份条件；
21.若该第二工业控制设备符合所述指定备份条件，则确定所述目标工控主机对应的指定文件路径；
22.触发所述客户端实时采集所述指定文件路径对应的数据文件；
23.接收所述客户端上传的所述指定文件路径对应的数据文件，并将所述指定文件路径对应的数据文件作为该第二工业控制设备的实时数据文件。
24.上述的方法，可选的，还包括：
25.若该第二工业控制设备不符合所述指定备份条件，则触发所述客户端对该第二工业控制设备进行整机数据采集，得到该第二工业控制设备对应的整机数据文件；
26.接收所述客户端上传的所述整机数据文件，并将所述整机数据文件作为该第二工业控制设备的实时数据文件。
27.上述的方法，可选的，所述调用预设的虚拟机对该第三工业控制设备进行数据采集，获得该第三工业控制设备的实时数据文件，包括：
28.确定该第三工业控制设备对应的工控主机系统和控制软件；
29.调用所述虚拟机运行所述工控主机系统和所述控制软件，并通过所述控制软件对该第三工业控制设备进行实时数据采集，得到所述控制软件采集的数据文件；
30.将所述控制软件采集的数据文件作为该第三工业控制设备的实时数据文件。
31.一种工业控制设备数据采集与备份装置，所述装置应用于工业控制系统，所述工业控制系统包括多个工业控制设备和多个工控主机，所述装置包括：
32.确定单元，用于在预设的多种备份方式中，确定每个所述工业控制设备对应的备份方式；所述多种备份方式包括第一备份方式、第二备份方式和第三备份方式；
33.第一采集单元，用于对于每个第一工业控制设备，通过该第一工业控制设备的预设接口对该第一工业控制设备进行数据采集，获得该第一工业控制设备的实时数据文件；
所述第一工业控制设备为其对应的备份方式为所述第一备份方式的工业控制设备；
34.第二采集单元，用于对于每个第二工业控制设备，通过目标工控主机中预先部署的客户端对该第二工业控制设备进行数据采集，获得该第二工业控制设备的实时数据文件，所述目标工控主机为所述多个工控主机中与该第二工业控制设备相关联的工控主机；所述第二工业控制设备为其对应的备份方式为所述第二备份方式的工业控制设备；
35.第三采集单元，用于对于每个第三工业控制设备，调用预设的虚拟机对该第三工业控制设备进行数据采集，获得该第三工业控制设备的实时数据文件；所述第三工业控制设备为其对应的备份方式为所述第三备份方式的工业控制设备；
36.数据备份单元，用于存储每个所述工业控制设备的实时数据文件，以对每个所述工业控制设备进行数据备份。
37.上述的装置，可选的，所述第一采集单元，包括：
38.第一确定子单元，用于确定该第一工业控制设备对应的接口交互方式；
39.指令生成子单元，用于生成与所述接口交互方式相对应的数据采集指令；
40.指令发送子单元，用于将所述数据采集指令发送至该第一工业控制设备的预设接口；
41.第一接收子单元，用于接收该第一工业控制设备的预设接口返回的数据文件，并将该数据文件作为该第一工业控制设备的实时数据文件。
42.上述的装置，可选的，所述第二采集单元，包括：
43.判断子单元，用于判断该第二工业控制设备是否符合预设的指定备份条件；
44.第二确定子单元，用于若该第二工业控制设备符合所述指定备份条件，则确定所述目标工控主机对应的指定文件路径；
45.客户端采集子单元，用于触发所述客户端实时采集所述指定文件路径对应的数据文件；
46.第二接收子单元，用于接收所述客户端上传的所述指定文件路径对应的数据文件，并将所述指定文件路径对应的数据文件作为该第二工业控制设备的实时数据文件。
47.一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行如上述的工业控制设备数据采集与备份方法。
48.一种电子设备，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或者一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如上述的工业控制设备数据采集与备份方法。
49.基于上述本发明实施例提供的一种工业控制设备数据采集与备份方法，所述方法应用于工业控制系统，所述工业控制系统包括多个工业控制设备和多个工控主机，该方法包括：在预设的多种备份方式中，确定每个工业控制设备对应的备份方式；所述多种备份方式包括第一备份方式、第二备份方式和第三备份方式；通过每个第一工业控制设备的预设接口对第一工业控制设备进行数据采集，获得每个第一工业控制设备的实时数据文件；第一工业控制设备为其对应的备份方式为第一备份方式的工业控制设备；通过每个第二工业控制设备关联的工控主机中预先部署的客户端对第二工业控制设备进行数据采集，获得每个第二工业控制设备的实时数据文件；第二工业控制设备为其对应的备份方式为第二备份方式的工业控制设备；调用预设的虚拟机对每个第三工业控制设备进行数据采集，获得每
个第三工业控制设备的实时数据文件；第三工业控制设备为其对应的备份方式为第三备份方式的工业控制设备；存储每个工业控制设备的实时数据文件，以对每个工业控制设备进行数据备份。应用本发明实施例提供的方法，可配置多种备份方式，包括通过接口备份的方式、通过客户端备份的方式以及通过虚拟机备份的方式。针对工业控制系统中的各类工业控制设备，可选择其适配的备份方式。可以通过各类备份方式对各类工业控制设备进行自动化的数据备份，数据备份覆盖的设备范围广，有利于满足数据备份需求。其次，数据备份过程无需人工参与，可节省人力消耗，提高备份效率。另外，数据备份过程可在工业控制系统运行过程中实时进行，可提高备份数据与现场数据的同步性。
附图说明
50.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
51.图1为本发明实施例提供的一种工业控制设备数据采集与备份方法的方法流程图；
52.图2为本发明实施例提供的一种工业控制设备数据采集与备份方法的又一方法流程图；
53.图3为本发明实施例提供的一种工业控制系统的系统架构图；
54.图4为本发明实施例提供的一种工业控制设备数据采集与备份装置的结构示意图；
55.图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
56.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
57.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
58.由背景技术可知，目前工业控制系统的数据备份，通常是人工定期拷贝工控主机的数据，费时费力，且备份数据与现场数据的同步性较差。其次，现有方式中，对于可编程逻辑控制器、分布式控制系统、通讯设备、数字加工机床、机器人、仪器仪表、智能终端等其他的工业控制设备没有完整数据备份，但随着企业生产的基础设施防护要求的提高，各类工业控制设备的数据都十分重要，现有数据备份方式的备份数据的覆盖面较小，难以满足数据备份需求。
59.因此，本发明实施例提供了一种工业控制设备数据采集与备份方法，通过工业控制设备适配的备份方式，对各类工业控制设备进行自动化数据备份，有利于满足数据备份需求，减少人力消耗，提高备份效率以及备份数据与现场数据的同步性。
60.本发明实施例提供了一种工业控制设备数据采集与备份方法，所述方法可应用于工业控制系统，具体可配置为针对工业控制系统的数据采集和备份系统，其执行主体可以为数据采集和备份系统的物理服务器、云平台或者是虚拟化服务器，所述工业控制系统包括多个工业控制设备和多个工控主机，所述方法的方法流程图如图1所示，包括：
61.s101：在预设的多种备份方式中，确定每个所述工业控制设备对应的备份方式；所述多种备份方式包括第一备份方式、第二备份方式和第三备份方式；
62.本发明实施例提供的方法可以部署在物理服务器、云平台或虚拟化服务器中，将部署该方法的对象视为工业控制系统的备份服务器。工业控制系统包括多个工业控制设备和多个工控主机，本发明实施例提供的数据备份过程主要是针对工业控制系统中的通讯设备、数字加工机床(cnc机床)、机器人、仪器仪表、智能终端、工业可编程逻辑控制器(工业plc)、工业远程终端单元(工业rtu)等工业控制设备，工业控制系统中还包括工业计算机、工业服务器、工业嵌入式主机等各类工控主机。备份服务器可以通过工业控制系统中的通讯设备与工业控制系统中的各个设备建立连接。工业控制系统中的通讯设备可以是工业以太网通讯设备。
63.本发明实施例提供的方法中，根据工业控制系统中工业控制设备的类型，在数据采集和备份系统中预设了多种备份方式，使预设的备份方式中存在每个工业控制设备能够适配的至少一种备份方式。具体的，预设的各个备份方式中包括第一备份方式、第二备份方式和第三备份方式，第一备份方式表征基于设备接口实现数据采集备份的备份方式，第二备份方式表征基于设备对应的工控主机中部署的客户端实现数据采集备份的备份方式，第三备份方式表征基于虚拟机实现数据采集备份的备份方式。工业控制设备对应的工控主机指的是与该工业控制设备相关联的服务器或上位机等设备，具有关联工控主机的工业控制设备，其对应的工控主机中会部署有该工业控制设备的控制软件，其工控主机会采集并存储该工业控制设备的设备数据。
64.本发明实施例提供的方法中，用户可预先根据工业控制设备的类型，选择其适配的备份方式，在备份服务器中进行相应的配置。例如支持接口指令直接访问的工业控制设备，可以将其对应的备份方式设置为第一备份方式。不支持接口指令直接访问，但可以在其对应的工控主机上部署应用软件的工业控制设备，可以将其对应的备份方式设置为第二备份方式。不支持接口指令直接访问，且其工控主机无法部署应用软件或其工控主机异常的工业控制设备，可以将其对应的备份方式设置为第三备份方式。
65.在工业控制系统启动运行时，数据采集和备份系统可根据用户预先配置的信息，在预设的各个备份方式中，确定工业控制系统中每个工业控制设备对应的备份方式。
66.s102：对于每个第一工业控制设备，通过该第一工业控制设备的预设接口对该第一工业控制设备进行数据采集，获得该第一工业控制设备的实时数据文件；所述第一工业控制设备为其对应的备份方式为所述第一备份方式的工业控制设备；
67.本发明实施例提供的方法中，将各个工业控制设备中，其对应的备份方式为第一备份方式的工业控制设备作为第一工业控制设备。通过向每个第一工业控制设备的预设接
口发送接口指令的方式，使每个第一工业控制设备响应接口指令反馈设备数据，以获得每个第一工业控制设备的实时数据文件。基于接口指令的配置，可以使第一工业控制设备反馈其所有数据，包括设备程序数据、配置数据等等。在实际的生产场景中，第一工业控制设备可以是工业以太网通讯设备、工业plc、工业rtu、cnc机床、机器人、智能终端等工业控制设备。
68.s103：对于每个第二工业控制设备，通过目标工控主机中预先部署的客户端对该第二工业控制设备进行数据采集，获得该第二工业控制设备的实时数据文件，所述目标工控主机为所述多个工控主机中与该第二工业控制设备相关联的工控主机；所述第二工业控制设备为其对应的备份方式为所述第二备份方式的工业控制设备；
69.本发明实施例提供的方法中，将各个工业控制设备中，其对应的备份方式为第二备份方式的工业控制设备作为第二工业控制设备。第二工业控制设备是在工业控制系统中预先设置有其关联的工控主机的工业控制设备。在第二工业控制设备的数据采集备份过程中，工业控制系统中与该第二工业控制设备相关联的工控主机即为目标工控主机。预先在每个第二工业控制设备对应的工控主机上部署了数据采集和备份系统的客户端，备份服务器和部署于每个第二工业控制设备关联的工控主机中的客户端可以进行交互，客户端可实时对工控主机中存储的设备数据进行采集并上传至备份服务器。
70.在工业控制系统的运行过程中，可通过每个第二工业控制设备关联的工控主机中预先部署的客户端采集该第二工业控制设备的程序数据、配置数据等设备数据，并将采集到的设备数据同步上传至备份服务器。由此获得每个第二工业控制设备的实时数据文件。在实际的生产场景中，第二工业控制设备可以是工业plc等下位机类型的工业控制设备，其对应的工控主机可以是工业服务器、工业计算机、工业嵌入式主机等服务器或上位机设备。
71.s104：对于每个第三工业控制设备，调用预设的虚拟机对该第三工业控制设备进行数据采集，获得该第三工业控制设备的实时数据文件；所述第三工业控制设备为其对应的备份方式为所述第三备份方式的工业控制设备；
72.本发明实施例提供的方法中，在备份服务器中预先设置有虚拟机。将各个工业控制设备中，其对应的备份方式为第三备份方式的工业控制设备作为第三工业控制设备。在工业控制系统的运行过程中，对于每个第三工业控制设备，调用虚拟机模拟第三工业控制设备的服务器或上位机，即模拟其工控主机，通过模拟的工控主机与第三工业控制设备进行交互，采集第三工业控制设备的程序数据、配置数据等设备数据，以得到每个第三工业控制设备的实时数据文件。在实际的生产场景中，第三工业控制设备可以是一些下位机类型，且无法基于现场工控主机对其实行控制的工业控制设备。
73.s105：存储每个所述工业控制设备的实时数据文件，以对每个所述工业控制设备进行数据备份。
74.本发明实施例提供的方法中，将实时获取的每个工业控制设备的实时数据文件存储至备份服务器的数据库中，以作为各个工业控制设备的备份数据，实现工业控制设备的数据备份。各个工业控制设备的实时数据文件即包括各个第一工业控制设备的实时数据文件、各个第二工业控制设备的实时数据文件和各个第三工业控制设备的实时数据文件。
75.需要说明的是，在工业控制系统的运行过程中，本发明实施例提供的方法可以同步实时运行，即按照预定的备份方式持续对各个工业控制设备进行数据采集，得到实时的
数据。另一方面需要说明的是，本发明实施例提供的方法中示出了三类备份方式，在实际的应用场景中，具体采用的备份方式由工业控制系统中的工业控制设备的类型决定，可以仅应用上述的部分备份方式，也可以部署其他的备份方式。
76.基于本发明实施例提供的方法，在预设的多种备份方式中，确定每个工业控制设备对应的备份方式；所述多种备份方式包括第一备份方式、第二备份方式和第三备份方式；将对应第一备份方式的工业控制设备作为第一工业控制设备，将对应第二备份方式的工业控制设备作为第二工业控制设备，将对应第三备份方式的工业控制设备作为第三工业控制设备；通过第一工业控制设备的预设接口对第一工业控制设备进行数据采集；通过第二工业控制设备关联的工控主机中预先部署的客户端对第二工业控制设备进行数据采集；调用预设的虚拟机对第三工业控制设备进行数据采集；继而得到各个工业控制设备的实时数据文件，并对各个实时数据文件进行存储，实现工业控制设备的数据备份。应用本发明实施例提供的方法，可配置多种备份方式，包括通过接口备份的方式、通过客户端备份的方式以及通过虚拟机备份的方式。针对工业控制系统中的各类工业控制设备，可选择其适配的备份方式。可以通过各类备份方式对各类工业控制设备进行自动化的数据备份，数据备份覆盖的设备范围广，有利于满足数据备份需求。其次，数据备份过程无需人工参与，可节省人力消耗，提高备份效率。另外，数据备份过程可在工业控制系统运行过程中实时进行，可提高备份数据与现场数据的同步性。
77.在图1所示方法的基础上，参考图2所示流程图，本发明实施例提供的方法中，步骤s102中提及的通过该第一工业控制设备的预设接口对该第一工业控制设备进行数据采集，获得该第一工业控制设备的实时数据文件的过程，包括：
78.s201：确定该第一工业控制设备对应的接口交互方式；
79.本发明实施例提供的方法中，在每个第一工业控制设备的数据采集过程中，可以根据第一工业控制设备的设备配置，预设其对应的接口交互方式，根据预设信息，便可获悉第一工业控制设备对应的接口交互方式。常用的接口交互方式包括：命令行、ssh远程访问登录、基于tftp协议的文件传输、基于http(s)超文本传输协议的交互方式、基于snmp简单网络管理协议的交互方式、设备固有的数据同步接口等方式。
80.s202：生成与所述接口交互方式相对应的数据采集指令；
81.本发明实施例提供的方法中，根据第一工业控制设备对应的接口交互方式，生成相应的数据采集指令，数据采集指令用于指示该第一工业控制设备将程序数据、配置数据、运行状态数据、资产信息数据、业务过程数据等数据文件发送给备份服务器。
82.s203：将所述数据采集指令发送至该第一工业控制设备的预设接口；
83.本发明实施例提供的方法中，可以根据第一工业控制设备的预设接口的接口地址，将数据采集指令发送给第一工业控制设备，触发第一工业控制设备将相应的数据文件发送给备份服务器。
84.s204：接收该第一工业控制设备的预设接口返回的数据文件，并将该数据文件作为该第一工业控制设备的实时数据文件。
85.本发明实施例提供的方法中，当备份服务器接收到第一工业控制设备通过预设接口返回的数据文件后，则将接收到的数据文件作为该第一工业控制设备的实时数据文件。
86.在图1所示方法的基础上，本发明实施例提供的方法中，步骤s103中提及的通过目
标工控主机中预先部署的客户端对该第二工业控制设备进行数据采集，获得该第二工业控制设备的实时数据文件的过程，包括：
87.判断该第二工业控制设备是否符合预设的指定备份条件；
88.本发明实施例提供的方法中，基于客户端的备份方式中，预先设置了两种备份模式，一种是整机备份模式，即对整机的程序数据、配置数据、运行状态数据、资产信息数据、业务过程数据等设备数据进行备份，另一种是指定备份模式，即对指定的设备数据进行备份。用户可预先设置每个第二工业控制设备对应的备份模式。在数据采集和备份系统中基于备份模式预先设置指定备份条件，以对应指定备份模式作为指定备份条件。
89.在数据备份过程中，根据第二工业控制设备对应的备份模式，确定第二工业控制设备是否符合预设的指定备份条件，若第二工业控制设备对应指定备份模式，则确定其符合指定备份条件，若其对应整机备份模式，则确定其不符合指定备份条件。
90.若该第二工业控制设备符合所述指定备份条件，则确定所述目标工控主机对应的指定文件路径；
91.本发明实施例提供的方法中，若第二工业控制设备符合指定备份条件，即该第二工业控制设备对应指定备份模式，在此模式下用户可预先设定需要备份的数据的路径。将用户设定的路径作为第二工业控制设备关联的工控主机的指定文件路径，即目标工控主机对应的指定文件路径。
92.触发所述客户端实时采集所述指定文件路径对应的数据文件；
93.本发明实施例提供的方法中，使部署于目标工控主机上的客户端对目标工控主机中指定文件路径的数据进行数据采集，得到该路径对应的数据文件，并将该数据文件同步上传至备份服务器。
94.接收所述客户端上传的所述指定文件路径对应的数据文件，并将所述指定文件路径对应的数据文件作为该第二工业控制设备的实时数据文件。
95.本发明实施例提供的方法中，备份服务器可实时接收目标工控主机上的客户端上传的，指定文件路径的数据文件，该数据文件即为相应的第二工业控制设备的实时数据文件。
96.在上述实施例提供的方法的基础上，本发明实施例提供的方法中，还包括：
97.若该第二工业控制设备不符合所述指定备份条件，则触发所述客户端对该第二工业控制设备进行整机数据采集，得到该第二工业控制设备对应的整机数据文件；
98.本发明实施例提供的方法中，若第二工业控制设备不符合指定备份条件，即其对应整机备份模式，则使部署在目标工控主机中的客户端对设备中存储的所有数据文件进行采集，获得整机数据文件，并将整机数据文件同步上传至备份服务器，整机数据文件中包含该第二工业控制设备的整机数据。
99.接收所述客户端上传的所述整机数据文件，并将所述整机数据文件作为该第二工业控制设备的实时数据文件。
100.本发明实施例提供的方法中，备份服务器可实时接收部署在第二工业控制设备关联的工控主机上的客户端上传的整机数据文件，该文件即为相应的第二工业控制设备的实时数据文件。
101.在图1所示方法的基础上，本发明实施例提供的方法中，步骤s104中提及的调用预
设的虚拟机对该第三工业控制设备进行数据采集，获得该第三工业控制设备的实时数据文件的过程，包括：
102.确定该第三工业控制设备对应的工控主机系统和控制软件；
103.本发明实施例提供的方法中，可以预先记录每个第三工业控制设备对应的工控主机系统和控制软件，并将第三工业控制设备的工控主机系统和控制软件的部署程序存储在备份服务器中。
104.在数据备份过程中，可根据预先记录的信息，确定第三工业控制设备对应的工控主机系统和控制软件。工控主机系统指的是该第三工业控制设备的工控主机(服务器或上位机等)适配的操作系统，控制软件指的是可对该第三工业控制设备实行控制的应用软件。
105.调用所述虚拟机运行所述工控主机系统和所述控制软件，并通过所述控制软件对该第三工业控制设备进行实时数据采集，得到所述控制软件采集的数据文件；
106.将所述控制软件采集的数据文件作为该第三工业控制设备的实时数据文件。
107.本发明实施例提供的方法中，调用虚拟机基于部署程序在备份服务器上部署第三工业控制设备对应的工控主机系统和控制软件，通过虚拟机在工控主机系统的环境中运行第三工业控制设备的控制软件，通过控制软件访问第三工业控制设备进行数据采集，得到通过控制软件采集的数据文件，该数据文件即为相应的第三工业控制设备的实时数据文件。
108.为了更好地说明本发明实施例提供的方法，结合实际的应用场景，本发明实施例提供了又一种工业控制设备数据采集与备份方法。本发明实施例提供的方法应用于工业控制系统，如图3所示，该工业控制系统的整体架构包括备份服务器、各个工控主机和各个工业控制设备。各个工控主机包括：部署生产控制软件和制造执行软件的工业服务器，部署监控软件、管理软件的工业服务器，部署实时数据库、历史数据库、时序数据库等各种数据库的工业服务器，工业计算机和工业嵌入式主机。各个工业控制设备包括：工业以太网通讯设备、工业plc、工业rtu、cnc机床、机器人、智能终端、仪器仪表和分布式控制系统(distributedcontrolsystem，dcs)，工业控制系统中还可以包括设备厂商配套的生产控制软件、计算机监控系统(supervisorycontrol anddataacquisition，scada)和制造执行系统(manufacturingexecution system，mes)等各类应用软件系统。各类工业控制的应用系统软件及硬件设备，通过工业以太网tcp/ip的连接，传输各类工业数据，实现自动化生产控制过程。
109.需要说明的是，图3仅是为了更好地说明本发明提供的方法所提供的简要示例图，图中并未示出生产现场的所有设备种类，亦不限制实际应用场景中的设备数量。
110.本发明实施例提供的方法中，数据备份基于备份服务器和客户端软件实现，数据备份流程部署在备份服务器中，在各工业服务器、工业计算机和嵌入式主机等工控主机中，部署客户端软件。各工控主机可对其关联的工业plc、rtu、cnc、机器人等工业控制设备的数据进行存储，备份服务器与客户端软件交互，实现备份服务器对工控主机关联的工业控制设备的数据备份。
111.具体的，本发明实施例提供的数据采集与备份过程，包括：
112.对于支持接口访问的工业控制设备，包括工业以太网通讯设备、工业plc、工业rtu、cnc机床、机器人、智能终端、各类仪器仪表、dcs等，备份服务器通过使用接口指令的方
式与工业控制设备交互，接口指令的方式包括：命令行方式、ssh远程访问登录、基于tftp协议使文件上传至服务端、设备固有的数据同步接口等方式，自动获取各类工业控制设备的全部数据，实时的写入到备份服务器中。
113.对于可以部署客户端软件的设备，可通过客户端软件对其进行数据采集，采集到设备本身的程序、配置和数据文件等，客户端软件会将采集到的数据上传至备份服务器进行存储。
114.对于有工控主机的工业控制设备，其工控主机中会记录该工业控制设备的程序、配置和数据文件。通过工业控制设备对应的工控主机中的客户端软件，监控工控主机的数据变化，并通过工控主机中的客户端软件，将工控主机的整机数据采集至备份服务器，由此获得这些工业控制设备的备份数据。
115.对于有工控主机的工业控制设备，还可以通过文件路径定位的方式，找到工业控制设备对应的工控主机中该工业控制设备的程序、配置和数据文件，并监控文件的变化，通过工控主机中的客户端软件，将文件实时同步到备份服务器。
116.对于生产环境中没有工控主机或工控主机异常的工业控制设备，通过备份服务器拉起虚拟机实现数据采集和备份，具体可以包括以下两种方式：
117.预先通过客户端软件，实时的备份工业控制设备的工控主机数据至备份服务器，在需要通过虚拟机备份时，在备份服务器的系统中拉起虚拟机同步运行工控主机数据，备份服务器通过获取虚拟机中该工业控制设备的程序、配置和数据文件，实现设备程序及配置数据采集，将采集到的数据备份到备份服务器中；
118.根据工业控制设备厂商提供的工控主机数据，预先在备份服务器中配置相应的工控主机系统和应用软件程序，在备份服务器的系统中拉起虚拟机，部署工控主机系统和应用软件，通过对plc等下位机信息的读取，实现设备程序及配置数据的采集，将采集到的数据备份到备份服务器中。
119.基于本发明实施例提供的方法，对于工业控制系统中的各个工业控制设备，可以实时采集其程序及配置数据并进行备份，以备在出现异常时进行系统数据恢复。
120.与图1所示的一种工业控制设备数据采集与备份方法相对应的，本发明实施例还提供了一种工业控制设备数据采集与备份装置，用于对图1中所示方法的具体实现，所述装置应用于工业控制系统，所述工业控制系统包括多个工业控制设备和多个工控主机，所述装置的结构示意图如图4所示，包括：
121.确定单元301，用于在预设的多种备份方式中，确定每个所述工业控制设备对应的备份方式；所述多种备份方式包括第一备份方式、第二备份方式和第三备份方式；
122.第一采集单元302，用于对于每个第一工业控制设备，通过该第一工业控制设备的预设接口对该第一工业控制设备进行数据采集，获得该第一工业控制设备的实时数据文件；所述第一工业控制设备为其对应的备份方式为所述第一备份方式的工业控制设备；
123.第二采集单元303，用于对于每个第二工业控制设备，通过目标工控主机中预先部署的客户端对该第二工业控制设备进行数据采集，获得该第二工业控制设备的实时数据文件，所述目标工控主机为所述多个工控主机中与该第二工业控制设备相关联的工控主机；所述第二工业控制设备为其对应的备份方式为所述第二备份方式的工业控制设备；
124.第三采集单元304，用于对于每个第三工业控制设备，调用预设的虚拟机对该第三
工业控制设备进行数据采集，获得该第三工业控制设备的实时数据文件；所述第三工业控制设备为其对应的备份方式为所述第三备份方式的工业控制设备；
125.数据备份单元305，用于存储每个所述工业控制设备的实时数据文件，以对每个所述工业控制设备进行数据备份。
126.应用本发明实施例提供的装置，可配置多种备份方式，包括通过接口备份的方式、通过客户端备份的方式以及通过虚拟机备份的方式。针对工业控制系统中的各类工业控制设备，可选择其适配的备份方式。可以通过各类备份方式对各类工业控制设备进行自动化的数据备份，数据备份覆盖的设备范围广，有利于满足数据备份需求。其次，数据备份过程无需人工参与，可节省人力消耗，提高备份效率。另外，数据备份过程可在工业控制系统运行过程中实时进行，可提高备份数据与现场数据的同步性。
127.在图4所示装置的基础上，本发明实施例提供的装置中，所述第一采集单元302，包括：
128.第一确定子单元，用于确定该第一工业控制设备对应的接口交互方式；
129.指令生成子单元，用于生成与所述接口交互方式相对应的数据采集指令；
130.指令发送子单元，用于将所述数据采集指令发送至该第一工业控制设备的预设接口；
131.第一接收子单元，用于接收该第一工业控制设备的预设接口返回的数据文件，并将该数据文件作为该第一工业控制设备的实时数据文件。
132.在图4所示装置的基础上，本发明实施例提供的装置中，所述第二采集单元303，包括：
133.判断子单元，用于判断该第二工业控制设备是否符合预设的指定备份条件；
134.第二确定子单元，用于若该第二工业控制设备符合所述指定备份条件，则确定所述目标工控主机对应的指定文件路径；
135.客户端采集子单元，用于触发所述客户端实时采集所述指定文件路径对应的数据文件；
136.第二接收子单元，用于接收所述客户端上传的所述指定文件路径对应的数据文件，并将所述指定文件路径对应的数据文件作为该第二工业控制设备的实时数据文件。
137.在图4所示装置的基础上，本发明实施例提供的装置还可以进一步扩展出多个单元，各个单元的功能可参见前文对于工业控制设备数据采集与备份方法所提供的各个实施例中的说明，在此不再进一步举例说明。
138.本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行如上述的工业控制设备数据采集与备份方法。
139.本发明实施例还提供了一种电子设备，其结构示意图如图5所示，具体包括存储器401，以及一个或者一个以上的指令402，其中一个或者一个以上指令402存储于存储器401中，且经配置以由一个或者一个以上处理器403执行所述一个或者一个以上指令402进行以下操作：
140.在预设的多种备份方式中，确定每个工业控制设备对应的备份方式；所述多种备份方式包括第一备份方式、第二备份方式和第三备份方式；
141.对于每个第一工业控制设备，通过该第一工业控制设备的预设接口对该第一工业控制设备进行数据采集，获得该第一工业控制设备的实时数据文件；所述第一工业控制设备为其对应的备份方式为所述第一备份方式的工业控制设备；
142.对于每个第二工业控制设备，通过目标工控主机中预先部署的客户端对该第二工业控制设备进行数据采集，获得该第二工业控制设备的实时数据文件，所述目标工控主机为所述多个工控主机中与该第二工业控制设备相关联的工控主机；所述第二工业控制设备为其对应的备份方式为所述第二备份方式的工业控制设备；
143.对于每个第三工业控制设备，调用预设的虚拟机对该第三工业控制设备进行数据采集，获得该第三工业控制设备的实时数据文件；所述第三工业控制设备为其对应的备份方式为所述第三备份方式的工业控制设备；
144.存储每个所述工业控制设备的实时数据文件，以对每个所述工业控制设备进行数据备份。
145.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
146.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
147.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种工业控制设备数据采集与备份方法，其特征在于，所述方法应用于工业控制系统，所述工业控制系统包括多个工业控制设备和多个工控主机，所述方法包括：在预设的多种备份方式中，确定每个所述工业控制设备对应的备份方式；所述多种备份方式包括第一备份方式、第二备份方式和第三备份方式；对于每个第一工业控制设备，通过该第一工业控制设备的预设接口对该第一工业控制设备进行数据采集，获得该第一工业控制设备的实时数据文件；所述第一工业控制设备为其对应的备份方式为所述第一备份方式的工业控制设备；对于每个第二工业控制设备，通过目标工控主机中预先部署的客户端对该第二工业控制设备进行数据采集，获得该第二工业控制设备的实时数据文件，所述目标工控主机为所述多个工控主机中与该第二工业控制设备相关联的工控主机；所述第二工业控制设备为其对应的备份方式为所述第二备份方式的工业控制设备；对于每个第三工业控制设备，调用预设的虚拟机对该第三工业控制设备进行数据采集，获得该第三工业控制设备的实时数据文件；所述第三工业控制设备为其对应的备份方式为所述第三备份方式的工业控制设备；存储每个所述工业控制设备的实时数据文件，以对每个所述工业控制设备进行数据备份。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过该第一工业控制设备的预设接口对该第一工业控制设备进行数据采集，获得该第一工业控制设备的实时数据文件，包括：确定该第一工业控制设备对应的接口交互方式；生成与所述接口交互方式相对应的数据采集指令；将所述数据采集指令发送至该第一工业控制设备的预设接口；接收该第一工业控制设备的预设接口返回的数据文件，并将该数据文件作为该第一工业控制设备的实时数据文件。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过目标工控主机中预先部署的客户端对该第二工业控制设备进行数据采集，获得该第二工业控制设备的实时数据文件，包括：判断该第二工业控制设备是否符合预设的指定备份条件；若该第二工业控制设备符合所述指定备份条件，则确定所述目标工控主机对应的指定文件路径；触发所述客户端实时采集所述指定文件路径对应的数据文件；接收所述客户端上传的所述指定文件路径对应的数据文件，并将所述指定文件路径对应的数据文件作为该第二工业控制设备的实时数据文件。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：若该第二工业控制设备不符合所述指定备份条件，则触发所述客户端对该第二工业控制设备进行整机数据采集，得到该第二工业控制设备对应的整机数据文件；接收所述客户端上传的所述整机数据文件，并将所述整机数据文件作为该第二工业控制设备的实时数据文件。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调用预设的虚拟机对该第三工业控制设备进行数据采集，获得该第三工业控制设备的实时数据文件，包括：确定该第三工业控制设备对应的工控主机系统和控制软件；
调用所述虚拟机运行所述工控主机系统和所述控制软件，并通过所述控制软件对该第三工业控制设备进行实时数据采集，得到所述控制软件采集的数据文件；将所述控制软件采集的数据文件作为该第三工业控制设备的实时数据文件。6.一种工业控制设备数据采集与备份装置，其特征在于，所述装置应用于工业控制系统，所述工业控制系统包括多个工业控制设备和多个工控主机，所述装置包括：确定单元，用于在预设的多种备份方式中，确定每个所述工业控制设备对应的备份方式；所述多种备份方式包括第一备份方式、第二备份方式和第三备份方式；第一采集单元，用于对于每个第一工业控制设备，通过该第一工业控制设备的预设接口对该第一工业控制设备进行数据采集，获得该第一工业控制设备的实时数据文件；所述第一工业控制设备为其对应的备份方式为所述第一备份方式的工业控制设备；第二采集单元，用于对于每个第二工业控制设备，通过目标工控主机中预先部署的客户端对该第二工业控制设备进行数据采集，获得该第二工业控制设备的实时数据文件，所述目标工控主机为所述多个工控主机中与该第二工业控制设备相关联的工控主机；所述第二工业控制设备为其对应的备份方式为所述第二备份方式的工业控制设备；第三采集单元，用于对于每个第三工业控制设备，调用预设的虚拟机对该第三工业控制设备进行数据采集，获得该第三工业控制设备的实时数据文件；所述第三工业控制设备为其对应的备份方式为所述第三备份方式的工业控制设备；数据备份单元，用于存储每个所述工业控制设备的实时数据文件，以对每个所述工业控制设备进行数据备份。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一采集单元，包括：第一确定子单元，用于确定该第一工业控制设备对应的接口交互方式；指令生成子单元，用于生成与所述接口交互方式相对应的数据采集指令；指令发送子单元，用于将所述数据采集指令发送至该第一工业控制设备的预设接口；第一接收子单元，用于接收该第一工业控制设备的预设接口返回的数据文件，并将该数据文件作为该第一工业控制设备的实时数据文件。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二采集单元，包括：判断子单元，用于判断该第二工业控制设备是否符合预设的指定备份条件；第二确定子单元，用于若该第二工业控制设备符合所述指定备份条件，则确定所述目标工控主机对应的指定文件路径；客户端采集子单元，用于触发所述客户端实时采集所述指定文件路径对应的数据文件；第二接收子单元，用于接收所述客户端上传的所述指定文件路径对应的数据文件，并将所述指定文件路径对应的数据文件作为该第二工业控制设备的实时数据文件。9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行如权利要求1～5任意一项所述的工业控制设备数据采集与备份方法。10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或者一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如权利要求1～5任意一项所述的工业控制设备数据采集与备份方法。

技术总结
本发明提供了一种工业控制设备数据采集与备份方法及相关设备，该方法包括：在预设的多种备份方式中，确定每个工业控制设备对应的备份方式；根据备份方式将各个工业控制设备区分为第一工业控制设备、第二工业控制设备和第三工业控制设备；通过第一工业控制设备的预设接口对其进行数据采集；通过第二工业控制设备对应的工控主机中预先部署的客户端对第二工业控制设备进行数据采集；调用虚拟机对第三工业控制设备进行数据采集；由此获得各个工业控制设备的实时数据文件；存储每个工业控制设备的实时数据文件，实现数据备份。应用本发明的方法，可对各类工业控制设备进行数据备份，覆盖的设备范围广泛，有利于满足备份需求。有利于满足备份需求。有利于满足备份需求。


技术研发人员：张玉刚 李志强 任友刚 姜益平
受保护的技术使用者：中工数保（北京）科技有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/14