西門子的PLC遠程在線訪問實驗室
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3.3 項目難點
本項目中，主要的難點在于如何將本端plc的數(shù)據(jù)傳到另外一個固定的遠端的設(shè)備，通過常規(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。而兩端都是動態(tài)變化的ip，則必須通過一個ip解析服務(wù)器進行ip解析，本方案中，ip連接著一個域名，域名解析的工作由賽遠專門搭建的域名解析工作站完成，沒有使用免費的ip解析，主要是考慮解析工作的穩(wěn)定性。
對于其中的plc搭建，采用的是原來的氣動機械手里面的控制器，加裝了以太網(wǎng)接口模塊，調(diào)試過程中，需要將ip地址進行統(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，對于數(shù)據(jù)的安全方面，本實驗室項目中，通過公共的internet網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)都可能存在一些安全的問題，所以，賽遠的網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)，遵循了國際標準，并加入了具有賽遠特色的加密方式，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，這是一個私鑰，128位加密，對于網(wǎng)絡(luò)的安全來說，具有穩(wěn)定、可靠和安全。
3.4 安全設(shè)計
由于是工業(yè)自動化系統(tǒng)的遠程通訊，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行數(shù)據(jù)安全處理［3］：
?。?）通過虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（vlan）過濾和檢查數(shù)據(jù)通訊；
?。?）在受保護的自動化單元中進行分段。遠程通訊模塊具有防火墻功能，用于保護網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。一組受保護的設(shè)備構(gòu)成一個受保護的自動化單元，只有來自同一組的安全通訊模塊或它們正在保護的設(shè)備才可互相交換數(shù)據(jù)；
?。?）節(jié)點的認證（標識），使用認證過程在安全（加密）通道上互相標識，因此，未經(jīng)授權(quán)的實體無法訪問受保護的網(wǎng)段；
?。?）對數(shù)據(jù)通訊進行加密，通過對數(shù)據(jù)通訊進行加密來確保數(shù)據(jù)的機密性，為每個安全通訊模塊提供一個包含加密密鑰的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環(huán)節(jié)，s-link通過軟件的高級加密形式CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，對ip報文封裝，以實現(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，相對第二層協(xié)議，提供了認證、加密，包括對控制報文和傳輸中的數(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)議安全機制，s-link協(xié)議的設(shè)計目標是在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：訪問控制、無連接完整性、數(shù)據(jù)源鑒別、重傳攻擊保護、機密性、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
本實驗室平臺自搭建以來，已經(jīng)開放給了校外學(xué)生使用，一直穩(wěn)定運行，收到了諸多學(xué)生以及來校參觀者的好評，而本實驗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際高新技術(shù)產(chǎn)品交易會，屆時將通過3g網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場演示訪問西門子的plc操作。
在實驗室的搭建過程中，對于西門子的自動化產(chǎn)品，一直是以穩(wěn)定著稱，而且在通訊方面十分的方便，用戶無需高深的計算機水平，即可完成通訊。搭建過程中，為了建立虛擬通道而專門開發(fā)的s-link，是賽遠為了增強安全性而特殊定制的，這個是本系統(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也是大勢所趨www.cechina.cn，綜合來說，歐美的產(chǎn)品通訊能力強過日系的品牌，賽遠的通訊接入模塊和軟件則是西門子的產(chǎn)品的一個有益補充。現(xiàn)在的設(shè)備或者系統(tǒng)安裝在用戶，作為本實驗室所采用的遠程技術(shù)，也一樣可以用于設(shè)備或系統(tǒng)的遠程在線訪問和調(diào)試，對于傳統(tǒng)的售后服務(wù)方式來說，節(jié)省時間、人力成本，減少停機時間，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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