基于Modbus/TCP的电容式扭矩传感器数据采集系统设计

扭矩传感器通常安装于机械设备的旋转关节处,用于扭矩的测量。电容式扭矩传感器需要配备专门的数据采集系统才能使用,且数据采集系统的性能直接影响传感器的精确测量。针对实验室自主研制的电容式扭矩传感器的应用需求,设计了一种基于Modbus/TCP协议的数据采集系统。系统以STM32为主控芯片,通过控制电容数字转换芯片AD7147实现电容信号采集与转换,然后由W5500以太网芯片将数据上传到自主开发的上位机软件中进行处理、显示与存储。实验测试表明:系统最大测量误差为1.47%,数据输出频率为1000 Hz。

Modbus TCP协议安全风险分析及对策研究

工业互联网作为新一代信息技术与工业系统深度融合的产物,正推动着工业生产方式的变革。然而,工控网络协议在设计之初因注重效率提升和功能实现忽视了一些安全性问题,加之应用中的安全漏洞和异常行为,导致其存在严峻的安全隐患。文章介绍了工业互联网的发展背景、趋势和工控网络协议特点,分析了当前应用最广泛的典型工控网络协议Modbus TCP的安全风险,研究了数据加密、数据完整性检测、身份认证及异常入侵检测等安全对策,提出一套Modbus TCP协议安全方案。该方案包含采用AES算法和RSA算法的数据加密和解密模块、采用SM3算法的数据完整性检测模块、采用动态口令认证技术的身份认证模块和基于数据特征的异常入侵检测系统,同时引入PKI进一步加强工控系统的安全性,为其他工控网络协议的安全防范提供借鉴和参考。

基于Modbus/TCP协议的ATS与FSK系统间通信接口设计

根据墨西哥某城市地铁指挥控制系统的设计需求,列车自动监控(ATS)系统与频移键控(FSK)系统之间数据交互采用网络接口,基于Modbus/TCP协议实现相应的以太网通信。为此提出基于Modbus/TCP协议的ATS与FSK系统间通信接口设计方案:利用Modbus/TCP协议的扩展灵活性,在传统Modbus/TCP协议的基础上进行扩展,实现ATS与FSK系统间的模拟列控信息、列车检测信息、FSK传输配置信息、网络配置信息的安全可靠传输;为了高效便捷地将从网口接收的信息解析后传输给FSK系统,选择在ARM/Linux+FPGA平台上实现通信接口。测试验证结果表明:该通信接口设计方案结构清晰且方便移植,能够正确有效地实现ATS与FSK系统间通信。

基于电力云边协同的非侵入式Modbus TCP协议安全增强方法

分布式电源(distributed resources,DR)中智能边缘设备数据传输的安全问题为电力系统带来了安全隐患。Modbus TCP(transmission control protocol)协议作为边缘设备采用的通信手段之一,其协议安全性的不足使得系统易遭到网络空间的攻击。为保障电力设备数据传输安全,对现有安全手段进行整理,分析现有安全手段在DR应用场景下的不足,提出一种非侵入式Modbus TCP协议安全增强方法。该方法采用云边协同的架构,利用电力控制中心云平台管理访问控制原则,将实际访问控制决策模块部署在边缘设备,并通过细粒度的访问控制组合限制恶意行为。依据Modbus协议参考指南,搭建DR应用场景进行渗透测试,验证该方法能有效防御重放攻击和中间人攻击,可将安全开销控制在百微秒以内,显著优于其他安全手段,满足DR对实时性的需求。

工控网络Modbus TCP协议异常报文检测方法

工业控制网络系统包含Modbus报文传输数据、TCP/IP主机通信行为数据、工控协议数据等大量复杂数据,容易造成数据冗余,降低异常报文检测精度,增加检测时间,从而增加工控网络被攻击几率。为此,提出一种基于支持向量机(SVM)的工控网络Modbus TCP协议异常报文检测方法。利用SVM建立工控网络分层数据模型,在应用层中定义Modbus协议报文,使用核函数对非平稳的随机Modbus协议报文进行离散处理,减少工控网络数据冗余。结合m阶马尔科夫序列,在TCP/IP数据链路层中对离散Modbus协议报文进行异常特征提取,完成Modbus报文异常检测。仿真测试结果表明:所提方法可以有效降低数据冗余,工控网络重复数据存储率为0.39%;Modbus TCP协议异常报文检测精度为95.73%;Modbus TCP协议异常报文检测时间为0.5 ms,以期为工控网络安全提供技术支持。

.NET6环境下的Modbus TCP在工业物联网的应用

随着工业智造的兴起,原来的R232/R485串口通信越来越难以满足在工业生产与制造的需求。现代的客户端-服务器架构被广泛应用于自动化控制系统、工业监控和设备管理等领域,其中Modbus TCP作为一种通信协议,通过简单的寄存器读写方式实现与各种设备(如传感器、执行器、PLC等)的通信。该低温余热发电项目中,采用了最新的.NET6框架,以其优越的编码和运行效率,实现了较为复杂的业务逻辑。

基于Modbus/TCP的发电厂DCS网关网络信息安全存储系统设计

本研究针对发电厂DCS网关网络信息安全存储的挑战,提出了一种基于Modbus/TCP协议的解决方案。通过优化DCS网关硬件设计,构建安全存储系统,并结合信息安全技术,有效保障了发电厂生产数据的完整性、可靠性和机密性。系统软件设计采用协议隔离和安全加固处理,提升了网络信息的安全存储效率。实验结果表明,该系统能够在确保数据安全的同时,减少网络传输时延,提高系统带宽利用率。本研究为发电厂的信息化建设提供了安全保障,对电力行业网络安全技术的发展具有重要作用。

基于LwIP和Modbus TCP协议的网络控制器设计

为了实现对终端设备的网络远程控制和监测,该文设计了一款基于LwIP和Modbus TCP协议的网络控制器。该控制器以STM32F107RCT6和LAN9303芯片为核心,设计出了网络通信电路、网口电路、A/D采样电路、光耦隔离电路和IO口电路。软件设计主要完成了LwIP协议栈的移植、Modbus TCP协议程序和其他控制程序的编写。经过测试,所设计的网络控制器在对设备进行远程控制和监测时具有数据传输可靠、通讯稳定和实时性好的优点,能满足工厂使用。

Modbus通讯协议在西门子系列PLC控制系统中的软件实现

介绍了Modbus通讯协议在西门子系列PLC控制系统中的软件实现方法。由于西门子系列PLC并不提供对Modbus协议的支持,因此在工程应用遇到需要使用Modbus与其他设备通讯时存在盲点;所介绍的方法能够快速有效地实现Modbus协议通讯,为用户连接更多的现场设备提供有力支撑。

Modbus TCP/IP协议仿真应用设计

针对Modbus TCP/IP协议通信的特性,研究并设计出一种Modbus TCP/IP协议仿真应用方案。利用MFC框架,分别对协议中客户端和服务器端的功能进行设计,完成对客户端和服务器端的仿真实现,最后用仿真应用对Modbus TCP/IP协议模拟展示。展示结果表明,此仿真应用设计可以完整模拟出Modbus TCP/IP协议的通信流程,这可以更方便地对Modbus TCP/IP协议的通信过程进行模拟和理解,有效支持工控网络安全课程的协议建模与分析实验。

西门子S7-300控制器的Modbus TCP通信研究

某汽车底盘检具设备的西门子S7-300 CPU315-2 PN/DP控制器与生产线的罗克韦尔AB-5380控制器进行通信,使用的是西门子TIA Portal V17博途软件,以西门子S7-300控制器集成的Profinet接口作为Server服务器与Modbus TCP通信。远程的罗克韦尔AB控制器作为客户端并主动建立连接,可以实现线圈、输入、保持寄存器、输入寄存器等Modbus数据类型的通信。本文介绍了Modbus工艺对象的连接设置和数据区域的设置、通信数据块的配置,分析了MODBUSPN通信指令的功能和程序设计方法。

S7-200smart与三菱F700变频器的Modbus RTU通信控制实例

为提高效率、节约成本,介绍了一种西门子S7-200smart与三菱F700变频器进行Modbus RTU协议通信的方法。ModbusRTU通信无需占用I/O点数,接线也较简单。经过硬件的连接、通信网络的设置、数据读写的实现、主站程序的编写等步骤,建立主站与从站之间的通信网络。经测试,S7-200smart能控制F700变频器的启停和频率,达到了控制水泵流量的目的。

基于Modbus通讯协议的PLC运动控制研究

在基于Modbus通讯协议的PLC运动控制系统中,PLC作为主站,通过Modbus协议与从站设备(如变频器、电机控制器等)进行通讯。探讨了如何在上位机工控软件中通过Modbus通讯协议与PLC运动控制器及PLC输入输出模块进行数据交换以及逻辑程控。

基于Modbus协议的湿度检定系统设计

为了提高湿度计量的工作效率和数字化安全管理水平,设计了一种基于Modbus协议的湿度检定系统。该系统依托Modbus RTU协议模式、精密露点仪数据格式和Agilent34401A数字万用表可编程仪器的标准命令协议,实现了湿度发生器自动控制,提高了检定效率和数据安全性。湿度检定系统检定结果的扩展不确定度为1.3%。采用测量仪器特性评定和传递比较法对系统测量结果进行验证,测量结果均验证通过,表明系统可进行业务化应用。

基于LSTM的Modbus TCP协议模糊测试优化方法

针对工控系统传输协议模糊测试的路径爆炸和约束求解问题,提出一种基于长短时记忆(LSTM)网络的Modbus TCP协议模糊测试优化方法,挖掘出两种工控协议漏洞,分别为非法写入漏洞和数据值边界漏洞。抓取模糊测试数据包形成数据集,并根据状态码将其分为正常用例、异常用例和无效用例三种,通过LSTM识别出无效用例并剔除,提高漏洞挖掘效率。实验结果表明,LSTM识别模糊测试数据集的准确率达到93.87%,经过LSTM优化后的测试用例通过率从30.75%提升至33.99%。

Modbus TCP通信协议在PLC课程中的应用

传统PLC课程采用的通信协议主要是西门子S7协议、三菱CC-LINK协议,只能用于同种PLC之间的通信。而Modbus TCP通信协议可匹配多种不同类型的工业控制设备,能够极其方便地在不同类型设备间建立可靠稳定快速的通信。因此,本文介绍了Modbus TCP通信协议在PLC课程中的应用。

MODBUS协议在MVR蒸发结晶制盐装置中的应用

本文介绍了MODBUS协议在MVR蒸发结晶制盐装置中智能仪表、控制系统的应用。结合MODBUS协议的原理和特点,分析了MODBUS协议在MVR蒸发结晶制盐装置中的优势,包括提高制盐行业的生产效率、降低生产成本、提高产品质量等,同时为企业的信息化管理提供了有力支持。

基于Modbus/TCP的无线通信网络安全加密控制系统设计

为控制明文加密时长、密文响应时长之间的相对时延量,实现无线网络对于通信数据的安全性加密,设计基于Modbus/TCP的无线通信网络安全加密控制系统;匹配PowerPC嵌入式架构与复位通信控制电路之间的实时连接关系,借助微处理器子模块,确定宿主机与客户机对通信网络的贡献价值,再按照Modbus/TCP协议连接标准,整合交换区中已存储的通信数据文本,完成无线通信网络安全加密控制系统硬件设计;根据基本协议要素,认证待加密数据的传输身份,实现对Modbus/TCP可信协议的定义;利用协议文件中的可信度条件,设置密钥模板,通过移植处理通信文本的方式,确定数据信息样本的扩容总量,完成安全加密接口设计,联合相关应用元件,实现基于Modbus/TCP的无线通信网络安全加密控制系统设计;实验结果表明,所设计系统明文加密时长、密文响应时长之间的相对时延量始终保持为0.1 ms,能够有效实现无线网络对于通信数据的安全性加密。

基于Modbus TCP现场总线的储液罐远程监控系统实现

针对工业生产中用到的溶剂储液罐液位远程监控的问题,提出采用基于Modbus TCP的现场总线控制结构。Modbus TCP现场总线应用层采用Modbus协议作为通信协议,传输层和网络层采用TCP/IP协议,数据链路层和物理层由以太网实现,所以Modbus TCP具有通用性强和通信速度快的双重优点。设计监控系统结构和I/O点控制算法,编写监控软件,进行系统实验。实验结果表明,Modbus TCP现场总线控制结构能够保证系统具有很高的实时性能,系统结构合理,可扩展性强。

Modbus TCP/IP协议的客户端与服务器实现

针对工业以太网通信在自动化控制系统中应用,介绍了Modbus TCP/IP传输协议,提出了如何在自动化仪表中利用套接字实现Modbus TCP/IP协议,给出了在ARM9实验板上实现Modbus TCP/IP服务器和电脑上实现客户端的方法和实例,并详细介绍了程序的软件流程图。调试结果表明,该服务器/客户端可以有效地进行数据传输,为研发人员对仪表实现Modbus TCP/IP协议提供了方法,并有效促进了Modbus TCP/IP在自动化仪表中的应用。