西門子的PLC遠(yuǎn)程在線訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室
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3.3 項(xiàng)目難點(diǎn)
本項(xiàng)目中，主要的難點(diǎn)在于如何將本端plc的數(shù)據(jù)傳到另外一個(gè)固定的遠(yuǎn)端的設(shè)備，通過(guò)常規(guī)的方式，如果某一端如服務(wù)器端固定ip，客戶端找固定ip將十分容易。而兩端都是動(dòng)態(tài)變化的ip，則必須通過(guò)一個(gè)ip解析服務(wù)器進(jìn)行ip解析，本方案中，ip連接著一個(gè)域名，域名解析的工作由賽遠(yuǎn)專門搭建的域名解析工作站完成，沒(méi)有使用免費(fèi)的ip解析，主要是考慮解析工作的穩(wěn)定性。
對(duì)于其中的plc搭建，采用的是原來(lái)的氣動(dòng)機(jī)械手里面的控制器，加裝了以太網(wǎng)接口模塊，調(diào)試過(guò)程中，需要將ip地址進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，如在plc端，采用的網(wǎng)關(guān)為192.168.0.1，所以，plc的地址控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，攝像頭的地址都要處于該網(wǎng)段。
此外，對(duì)于數(shù)據(jù)的安全方面，本實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目中，通過(guò)公共的internet網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)都可能存在一些安全的問(wèn)題，所以，賽遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)，遵循了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并加入了具有賽遠(yuǎn)特色的加密方式，在兩端的網(wǎng)絡(luò)安全通訊模塊中加入了s-link安全連接密鑰，這是一個(gè)私鑰，128位加密，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的安全來(lái)說(shuō)，具有穩(wěn)定、可靠和安全。
3.4 安全設(shè)計(jì)
由于是工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通訊，因此數(shù)據(jù)傳送中的安全保障是非常重要的，本文采用了以下幾種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)安全處理［3］：
?。?）通過(guò)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（vlan）過(guò)濾和檢查數(shù)據(jù)通訊；
?。?）在受保護(hù)的自動(dòng)化單元中進(jìn)行分段。遠(yuǎn)程通訊模塊具有防火墻功能，用于保護(hù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。一組受保護(hù)的設(shè)備構(gòu)成一個(gè)受保護(hù)的自動(dòng)化單元，只有來(lái)自同一組的安全通訊模塊或它們正在保護(hù)的設(shè)備才可互相交換數(shù)據(jù)；
（3）節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證（標(biāo)識(shí)），使用認(rèn)證過(guò)程在安全（加密）通道上互相標(biāo)識(shí)，因此，未經(jīng)授權(quán)的實(shí)體無(wú)法訪問(wèn)受保護(hù)的網(wǎng)段；
（4）對(duì)數(shù)據(jù)通訊進(jìn)行加密，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)通訊進(jìn)行加密來(lái)確保數(shù)據(jù)的機(jī)密性，為每個(gè)安全通訊模塊提供一個(gè)包含加密密鑰的vlan 證書。
本系統(tǒng)采用的s-link網(wǎng)絡(luò)安全傳輸協(xié)議，是數(shù)據(jù)安全的最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，s-link通過(guò)軟件的高級(jí)加密形式CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，對(duì)ip報(bào)文封裝，以實(shí)現(xiàn)tcp/ip網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)的安全傳送。s-link屬于osi模型的第三層協(xié)議即網(wǎng)絡(luò)層，相對(duì)第二層協(xié)議，提供了認(rèn)證、加密，包括對(duì)控制報(bào)文和傳輸中的數(shù)據(jù)加密，是一種完整的安全解決方案［4］。s-link安全體系結(jié)構(gòu)如圖7所示。
s-link安全體系結(jié)構(gòu)綜合了密碼技術(shù)和協(xié)議安全機(jī)制，s-link協(xié)議的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在ipv4環(huán)境中為網(wǎng)絡(luò)層流量提供靈活的安全服務(wù)。其提供的安全服務(wù)包括：訪問(wèn)控制、無(wú)連接完整性、數(shù)據(jù)源鑒別、重傳攻擊保護(hù)、機(jī)密性、有限的流量保密等。s-link協(xié)議主要內(nèi)容包括：協(xié)議框架－rfc2401；安全協(xié)議：ah協(xié)議－rfc2402、esp協(xié)議－rfc2406。
兩種協(xié)議ah和esp的數(shù)據(jù)封裝格式如圖8所示。
4 結(jié)束語(yǔ)
本實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)自搭建以來(lái)，已經(jīng)開(kāi)放給了校外學(xué)生使用，一直穩(wěn)定運(yùn)行，收到了諸多學(xué)生以及來(lái)校參觀者的好評(píng)，而本實(shí)驗(yàn)室采用的安全通訊技術(shù)的專利系統(tǒng)也即將參加第十二屆國(guó)際高新技術(shù)產(chǎn)品交易會(huì)，屆時(shí)將通過(guò)3g網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)演示訪問(wèn)西門子的plc操作。
在實(shí)驗(yàn)室的搭建過(guò)程中，對(duì)于西門子的自動(dòng)化產(chǎn)品，一直是以穩(wěn)定著稱，而且在通訊方面十分的方便，用戶無(wú)需高深的計(jì)算機(jī)水平，即可完成通訊。搭建過(guò)程中，為了建立虛擬通道而專門開(kāi)發(fā)的s-link，是賽遠(yuǎn)為了增強(qiáng)安全性而特殊定制的，這個(gè)是本系統(tǒng)的最難的地方。在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊方面，西門子提倡的是一網(wǎng)到底，profinet取代profibus也是大勢(shì)所趨www.cechina.cn，綜合來(lái)說(shuō)，歐美的產(chǎn)品通訊能力強(qiáng)過(guò)日系的品牌，賽遠(yuǎn)的通訊接入模塊和軟件則是西門子的產(chǎn)品的一個(gè)有益補(bǔ)充?，F(xiàn)在的設(shè)備或者系統(tǒng)安裝在用戶，作為本實(shí)驗(yàn)室所采用的遠(yuǎn)程技術(shù)，也一樣可以用于設(shè)備或系統(tǒng)的遠(yuǎn)程在線訪問(wèn)和調(diào)試，對(duì)于傳統(tǒng)的售后服務(wù)方式來(lái)說(shuō)，節(jié)省時(shí)間、人力成本，減少停機(jī)時(shí)間，提高快速響應(yīng)能力，預(yù)先的投入將發(fā)揮出巨大的效益。
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