工业实时监控网络系统的设计、优化与安全

摘要

本篇以江西德兴铜矿泗洲选矿厂实时工业监控网络为背景,详细介绍了如何构造一个高效的工业监控网络系统,其中存在的一些技术难点及其解决途径.如:组态软件的选用问题,基于iFix的实时工业监控网络性能分析,PLC与组态软件的通信问题,网络结构的问题,组态画面的开发问题,数据采集的问题,自动报警的问题,数据发布的问题,网络的优化问题,网络安全问题等等.在网络物理结构方面,由工业监控网和企业管理网两部分组成,通过一台安装有两块网卡的计算机作为网关连接两个网络.工业监控网络采用多模光纤作为传输主干,具有传输可靠、稳定、抗电磁干扰能力强等特点.管理网络采用10M/100M树形以太网结构,性价比高,易于管理、维护利扩充.实现SCADA 节点利面向管理网络的两级数据采集、处理功能.实现了两个数据发布通道,一个是基于iWebserver的图形显示系统,另一个是基于iFix数据库ODBC+ASP技术的信息系统,它们之间优势互补,各有所长.前者具有形象直观的特点,后者则具有数据量大、功能多、易于向更高级的管理决策系统发展的优势.涵盖了全厂各个工段的各类实时和历史数据,既满足了各工段的监控需求,也满足了高层管理和监控的基本需要.在此实时工业监控网络系统中,有一些技术上的创新.如:在S7-200中使用MODBUS协议与iFix进行通信,解决了s7-200不能够与iFix进行通信的问题.一种解决IO点数限制的新型取位算法,为企业大大的将低了软件成本.基于ASP的iFix 工业数据发布系统,此种技术在所有的iFix 工业控制网络中都有借鉴意义,值得提倡利推广.用iFix VBA调度解决设备运行时间统计问题.基于IE插件的网络授权,不向用户提供明文账户、口令实现网络授权.结合工业网络的实际情况,我们研究了iFix 工业网络结构中的一些优势和缺陷,提出了iFix网络结构中的三层安全模型.本篇还深入研究了工业网络的安全问题,详细阐述了一些在实际应用中广泛存在的安全隐患,以及其解决办法.此系统从数据采集、数据监控到数据发布都有自己的一些特色,并且具有良好的稳定性、可靠性、可扩展性、易用性,技术上具有先进性.此种工业控制网络结构对同类应用有一定的指导意义.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题来源

1.2国内外发展现状

1.3课题的目标

第2章系统描述

2.1系统结构

2.2系统功能与特点

2.3基于iFix的实时工业监控网络

2.4小结

第3章PLC与iFix的通讯

3.1工业网络的物理连接

3.2 iFix与S7-200的通讯

3.3 MODBUS协议

3.4在S7-200中使用MODBUS协议

3.5 S7-300系列

3.6欧姆龙PLC

3.7三菱FX2N系列PLC的连接

3.8 ACTION CONTROLS公司PLC的连接

3.9 TI545系列PLC的连接

3.10小结

第4章SCADA节点的数据采集与处理

4.1 SCADA的数据采集、处理解决方案

4.2 SCADA节点数据的处理

4.3设备运行时间统计与显示的实现

4.4小结

第5章基于Web的数据发布

5.1 iWebserver及其应用

5.2历史数据发布方案的技术研究

5.3基于Web的发布方案的具体内容

5.4小结

第6章系统优化

6.1建立稳定运行的系统

6.2使用高效的数据处理方案

6.3使用可靠、健壮和可扩展的网络结构

6.4 设计精简且功能强大的iFix画面

6.5升级服务器以获得更好的硬件性能

6.6工业网络硬件系统的性能及其扩展

6.7小结

第7章基于IE插件的网络授权访问

7.1 IIS网络安全授权访问机制描述

7.2 IE插件的设计

7.3客户端IE插件的实现

7.4基于IE插件的网络授权安全性分析

7.5 IE插件的更新机制

7.6基于IE插件的授权方案性能分析

7.7 IE插件的服务端配置

7.8 IE插件的安装和删除

7.9小结

第8章 系统安全

8.1理解iFix网络的安全性

8.2建立安全的网络结构

8.3解决系统漏洞

8.4用系统日志文件记录攻击行为

8.5 SCADA节点的安全

8.6攻击服务器的主要途径

8.7合理的配置服务器

8.8小节

第9章结论与展望

9.1主要的研究成果

9.2未来的工作

致谢

参考文献