趙雅欣 畢明彥 申 振 管 虎

青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭有限責(zé)任公司

1 引言

ECS(Equipment Control System，設(shè)備控制系統(tǒng))是集裝箱碼頭現(xiàn)場針對大型設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的重要系統(tǒng)。在軌道式龍門起重機(jī)(以下簡稱軌道吊)自動化改造項目中，該系統(tǒng)可以對現(xiàn)場作業(yè)指令、現(xiàn)場單機(jī)(軌道吊)以及自動化控制中心操作臺進(jìn)行調(diào)度和控制，從而加快軌道吊自動化改造進(jìn)程，推動碼頭智慧化的升級。但是隨著自動化改造軌道吊數(shù)量的增加以及操作臺數(shù)量的增長，在進(jìn)行程序更新優(yōu)化時，需手動對配置文件逐個進(jìn)行修改，往往會出現(xiàn)手工修改錯誤、用時長等問題，如果程序更新失敗也無法快速還原，對生產(chǎn)造成不可估計的影響。因此，利用一鍵更新還原功能對所有客戶端、服務(wù)端進(jìn)行同步更新還原，可以實現(xiàn)一鍵替換原程序、部署新程序，降低手工配置的風(fēng)險，在系統(tǒng)被破壞的情況下恢復(fù)初始情境，具有很強(qiáng)的實用價值[1]。

2 FTP傳輸模式實現(xiàn)方案

2.1 FTP傳輸模式概述

FTP(File Transfer Protocol，文件傳輸協(xié)議)是TCP/IP協(xié)議組中的協(xié)議之一，是Internet文件傳送的基礎(chǔ)，它由一系列規(guī)格說明文檔組成，目標(biāo)是提高文件的共享性，可靠高效地傳送數(shù)據(jù)[2]。

FTP傳輸模式則采用Internet標(biāo)準(zhǔn)文件傳輸協(xié)議FTP的客戶界面，向客戶提供一組用來管理計算機(jī)之間文件傳輸?shù)膽?yīng)用程序。FTP是基于客戶——服務(wù)器(C/S)模型而設(shè)計的，在客戶端與FTP服務(wù)器之間建立2個連接[3-4]?？蛻敉ㄟ^連接遠(yuǎn)程計算機(jī)上運行的服務(wù)器程序，依照FTP的協(xié)議提供服務(wù)。進(jìn)行文件傳送的計算機(jī)就是FTP服務(wù)器，而連接FTP服務(wù)器，遵循FTP的協(xié)議與服務(wù)器傳送文件的電腦就是FTP客戶端?？蛻粢B上FTP服務(wù)器，就要用到FPT的客戶端軟件，通常Windows自帶“ftp”命令。

客戶有客戶接口、客戶控制進(jìn)程和客戶數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程3個構(gòu)件，服務(wù)器有服務(wù)器控制進(jìn)程和服務(wù)器數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程2個構(gòu)件。在整個交互的FTP會話中，控制連接始終處于連接狀態(tài)，數(shù)據(jù)連接則在每一次文件傳送時先打開后關(guān)閉。FTP的基本模型見圖1。

圖1 FTP的基本模型

2.2 FTP服務(wù)端環(huán)境部署

實驗中用到的服務(wù)器基于Windows Server系統(tǒng)，服務(wù)端環(huán)境部署情況如下：

打開“服務(wù)器管理器”，點擊“添加角色和功能”和“添加功能”，勾選“FTP服務(wù)器”選項，立即安裝；安裝完成后回到“服務(wù)器管理器”界面，打開“工具”-“IIS管理器”，在“網(wǎng)站”上點擊右鍵，選擇“添加FTP站點”并綁定本機(jī)IP地址；打開“我的電腦”，輸入“ftp://IP地址”，填入客戶名和密碼，即登錄到了FTP服務(wù)器。至此，F(xiàn)TP服務(wù)端環(huán)境部署完成。

2.3 一鍵更新還原程序部署

一鍵更新還原功能可以有效地解決目前生產(chǎn)中人工手動修改配置文件失誤、更新程序失敗等問題而造成的系統(tǒng)宕機(jī)。一鍵更新功能可以實現(xiàn)對客戶端所有機(jī)器，包括服務(wù)端需要更新的程序，一鍵替換原程序、部署新程序[5]；可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的備份與還原，在系統(tǒng)被破壞的情況下恢復(fù)初始情境。一鍵更新還原程序需要在服務(wù)端和客戶端部署。

2.3.1 服務(wù)端程序部署

ECS_S_AutoUpdate.exe程序為服務(wù)端中的一鍵更新還原程序，用來監(jiān)控客戶端所有機(jī)器更新時的狀態(tài)(連接狀態(tài)、還原狀態(tài)、更新狀態(tài)等)，所有機(jī)器的更新還原備份操作也是由此程序進(jìn)行操作。

服務(wù)端只有一個服務(wù)端程序，文件夾名為Server。Server目錄下放置Bin文件夾和ECS_Server文件夾。ECS_S_AutoUpdate.exe需要部署在Ecs_Server目錄中。

2.3.2 客戶端程序部署

ECS_C_AutoUpdate.exe程序為客戶端中的一鍵更新還原程序，此程序用來與服務(wù)端程序進(jìn)行通信。

(1)客戶端(單機(jī))程序部署

單機(jī)上的更新目錄為單機(jī)號RMGC#。RMGC#下分別放置Bin目錄以及ECS_Crane目錄。ECS_C_AutoUpdate.exe需要部署在ECS_Crane目錄中。

(2)客戶端(操作臺)程序部署

操作臺的更新目錄為操作臺號Desk#。Desk#下分別放置Bin目錄以及ECS_Desk目錄。ECS_C_AutoUpdate.exe需要部署在ECS_Desk目錄中。

3 FTP傳輸模式工程應(yīng)用

3.1 工程應(yīng)用概況

青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭有限責(zé)任公司“軌道吊自動化改造”項目于2014年8月正式啟動，共進(jìn)行了3期改造，截止2020年底，已經(jīng)完成39臺軌道吊的自動化改造且投入生產(chǎn)作業(yè)。

自動化軌道吊遠(yuǎn)程操控中心，是自動化軌道吊項目的一部分。截止2020年底，操作中心設(shè)有13個主要操控臺，通過智能調(diào)度系統(tǒng)，操作人員只需在最后對箱時，通過高清的視頻畫面，進(jìn)行人工干預(yù)，其他過程均為自動進(jìn)行。這極大地改善了操作人員的工作環(huán)境和勞動強(qiáng)度，實現(xiàn)了生產(chǎn)操作模式的變革。

“軌道吊自動化改造項目”采用人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)的技術(shù)，包含視頻監(jiān)控、集裝箱輪廓掃描、箱號車號識別、自動對箱、防搖、位置定位等系統(tǒng)，整合國內(nèi)外最先進(jìn)的視頻流識別、光電感應(yīng)、超聲波探測、紅外線掃描、圖像識別等技術(shù)，并將這些先進(jìn)技術(shù)成功運用到了碼頭現(xiàn)場的軌道吊作業(yè)中?！败壍赖踝詣踊脑祉椖俊蓖ㄟ^ECS系統(tǒng)對現(xiàn)場作業(yè)指令、現(xiàn)場單機(jī)(軌道吊)以及自動化控制中心操作臺進(jìn)行調(diào)度和控制。改造后，自動化裝卸生產(chǎn)在智能化、可靠性、穩(wěn)定性方面同傳統(tǒng)碼頭相比，都更具有優(yōu)勢，不但加快了自動化改造進(jìn)程，也推動了碼頭智慧化的升級。

隨著自動化改造軌道吊數(shù)量的增加以及操作臺數(shù)量的增長，在處理ECS系統(tǒng)bug及程序更新優(yōu)化時，需要手動對所有軌道吊單機(jī)及操作臺逐個進(jìn)行修改，增加了人力勞動和手工修改錯誤的風(fēng)險。利用一鍵更新還原程序來對現(xiàn)場39臺軌道吊單機(jī)、13個操作臺以及服務(wù)器進(jìn)行同步更新還原，不僅可以降低由于手動更新導(dǎo)致的部分文件沒有更新、配置文件錯誤等問題，還可以通過批量修改節(jié)約更新程序的時間，提高可靠性[6-7]。

3.2 一鍵更新還原程序更新準(zhǔn)備

程序更新時，需要做相關(guān)準(zhǔn)備工作，步驟如下：

(1)在服務(wù)器上打開ECS_S_AutoUpdate.exe(服務(wù)端)。

(2)通過界面中的Comm欄可以看到每個客戶端與服務(wù)端的連接狀態(tài)，Ok狀態(tài)表示連接正常，Error則表示連接異常，說明該機(jī)器未啟動客戶端程序，需要手動遠(yuǎn)程到出現(xiàn)Error的客戶端，將該客戶端的ECS_C_AutoUpdate.exe程序啟動，與服務(wù)端建立連接。

3.3 一鍵更新還原程序上線

一鍵更新還原程序具有連接、關(guān)閉、備份、更新、預(yù)重啟、重啟、還原等功能，實驗中需要依次對這些功能進(jìn)行點擊驗證，以證明各功能的可用性。

(1)點擊Common，檢測所有單機(jī)、操作臺的連接狀態(tài)，全部顯示ok。

(2)點擊Connect，再次檢測連接狀態(tài)，連接狀態(tài)會再次顯示ok。

(3)點擊Close，關(guān)閉所有單機(jī)、操作臺，需要更新的程序會顯示ok。

(4)點擊Backup，對原程序進(jìn)行備份，可編輯備份程序的日期，Backup欄會顯示ok。

(5)點擊Download，客戶端所有機(jī)器，包括服務(wù)端需要更新的程序，都會去Ftp更新文件夾中尋找并比對自己需要替換的新程序，全部替換好后，會顯示ok。

(6)點擊PreRestart，預(yù)重啟，刪除提前預(yù)制好的多余文件，進(jìn)行系統(tǒng)環(huán)境整理。

(7)點擊Restart，進(jìn)行更新后程序的重啟。

(8)如果更新失敗則點擊Restore，會自動去尋找備份的環(huán)境，進(jìn)行還原操作，將系統(tǒng)還原為更新前的狀態(tài)。

目前，各客戶端更新程序大約只需10 s左右。

4 結(jié)語

工程應(yīng)用結(jié)果表明，一鍵更新還原功能可以有效地解決目前系統(tǒng)更新優(yōu)化過程中，人工手動修改配置文件失誤、更新程序失敗等問題而造成的系統(tǒng)宕機(jī)，從而使軌道吊自動化運行更加穩(wěn)定而高效，減少更新程序的時間，具有良好的應(yīng)用前景。