基于Modbus TCP协议的计算机与PLC的通信

简要介绍了Modbus TCP协议。研究了基于Modbus TCP协议实现上位机和PLC通信的方法。PLC选用台达DVP-12SE型机,上位机采用Visual C++6.0编程,向PLC发送Modbus TCP命令,与PLC进行信息交换。给出端口初始化、发送数据和接收数据等各部分程序代码。该方法为进一步开发PLC监控系统提供了有价值的参考。

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。

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。

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。

低压配电网络中Ethernet-Modbus通信适配器的研究

为了满足低压配电系统智能化、网络化和自动化的要求,提出了一种Ethernet-M0dbus通信适配器的设计方法和实现方案。通过研究工业以太网与RS485总线的协议转换技术,以Modbus协议作为应用层,采用透明传输理论,设计了通信适配器的硬件系统和软件系统,将低压配电RS485总线网络统一到以太网上,解决中央控制室与低压配电网络中保护与控制类电器的连接技术。通过分析通信故障类型,组建小型智能化联网测试系统,对适配器进行多种可靠性测试,适配器均工作正常,未出现错误响应、死机和跑飞现象。

基于Modbus协议的电能监控系统的实现

为了充分采集和存储电能数据并进行分析加工,获得更加科学的电能管理方法,设计了电能监控系统的实现方案。系统由上位机和下位机构成,上位PC机负责电能的显示和数据存储利用,下位机通过单片机采集现场电能数据。通信网络采用485通信和无线通信相结合的模式,数据传递采用Modbus协议以保证数据传送的安全可靠。运行实验表明,系统具有快速的数据采集能力和及时存储数据的功能,为后续电能大数据的开发提供了基础。

WiFi承载Modbus的无线传感网络协议设计及应用

针对水电站辅机设备监测中面临的测点分散、数据多源、施工及布线复杂问题,提出基于无线传感网络技术,利用WiFi承载Modbus的无线传感网络协议体系和组网方案。首先对WiFi的时序进行重新定义,减少消息类型和节点状态,简化无线通信协议流程。其次优化了WiFi的MAC帧格式,分配更多字段给Payload Type,同时将Modbus协议嵌入WiFi协议中,充分扩展WiFi数据帧容量,构建了一个新的通信协议。最后在大渡河枕头坝水电站对该无线传感网络协议进行了应用测试,测试结果表明分散数据源无线传输能力强、通信可靠性高,选择40 MHz的信道带宽综合性能表现最好,在出现信道占用的情况下,采取提高TTL延拓设定策略,可以有效减少丢包率,保证数据的完整性。该系统对于监测设备分散、复杂的工业监测场景,具有应用推广价值。

基于Modbus/TCP与Ethernet/IP的输煤系统互联通信设计

大型火电厂由于分期建设存在多套输煤程控系统,各输煤程控系统可能使用不同品牌可编程控制器(PLC),使得各系统之间无法集中控制和资源共享。本文以某电厂一期和二期输煤程控系统的网络互联通信为例,在分析Control Logix PLC和Quantum PLC 2套系统控制特点的基础上,提出利用Micro Logix 1400 PLC进行网络通信协议转换,构建基于Modbus/TCP和Ethernet/IP协议的网络互联架构。在编译软件中对各PLC进行地址规划后,Quantum PLC利用数据类型转换功能块将控制设备的开关量组合成16位控制字;然后Micro Logix 1400 PLC通过MSG模块读写Quantum PLC设定的控制字,再与Control Logix PLC进行通信,从而实现Control Logix PLC和Quantum PLC的数据交换,使2套输煤程控系统实现数据共享与设备互联。经过3年的实际运行表明,互联系统设备响应速度快,数据读取准确,大幅提高了输煤系统的可靠性和工作效率。

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。

嵌入式LonWorks/Ethernet/Modbus网关的研究与设计

在工业通信中因为历史、技术、设备厂家等原因,存在LonWorks/Ethernet/Modbus三种现场总线并存而相互间无法兼容的问题。本文目的是研究与设计一种嵌入式协议转换网关,把这三种总线有机的兼容在一起。

带EtherNet／IP和Modbus／TCP总线的电机控制器

纳诺达克的N5控制器在原有的CANopen和EtherCAT总线版本疑础l：，新增了EtherNet／IP和Modbus／TCP版本。至此，纳诺达克提供了一系列电机控制器，可以与多种上位机通信连接。通过N5的磁场定向控制（FOC）技术，可驱动直流无刷电机或步进电机，运行扭矩控制，速度控制和定位控制。

基于Modbus/TCP的工业控制网络设计

分析Modbus/TCP协议构成,通过采用套接字与多线程技术,设计出基于Modbus/TCP协议的工业以太网通信网络,分析出客户端/服务器通信模式的主要特性,并给出其具体实现过程,及客户机与下位现场设备的通信设计方法。所构建的基于Modbus/TCP与Modbus的工业以太网可实现工业现场数据采集、处理及通信等功能,为工业自动化领域的实时网络化通信提供了一种有效的解决方案。

以太网DCS中基于MODBUS/TCP协议通信的设计与实现

以太网及TCP/IP通信技术是工业自动化从单机走向多机、从局部转变为整体的必由之路。介绍了典型的基于以太网和TCP/IP的分布式控制系统以及与此相关的MODBUS/TCP协议,设计并实现了工控机与控制器之间基于MODBus/TCP协议的通信,给出了主要的程序代码,该程序在DELPHI中调试已通过,并成功地应用于以太网的工业控制系统中,从而将现场控制与企业管理系统融为一体。

基于Modbus/TCP及FINS/TCP协议的数据采集与通讯系统设计

针对棉麻纤维纱线晶变改性系统现场不同协议设备通讯协议不兼容的问题,设计了数据采集与通讯系统。系统以上位机、PLC CJ2M-CPU32和6块数据采集与控制模块ADAM-6017为硬件核心,采用单客户机、多服务器架构。上位机首先基于Modbus/TCP协议读取6块ADAM-6017中的数据进行缓存,整理合并,后基于FINS/TCP协议向PLC集中发送数据。现场数据采集与通讯过程通过在上位机VB环境下编程实现。经现场运行,该系统稳定可靠,满足了设计要求。

基于嵌入式ARM的Modbus/TCP协议的研究与实现

Modbus/TCP工业以太网是运行在TCP/IP协议栈上的Modbus报文传输协议。分析了Modbus/TCP的协议构成及其体系结构,在嵌入式ARM7和嵌入式实时操作系统μC/OS-II平台上实现了Modbus/TCP协议的客户端和服务器端应用程序,并进行了相关测试。方案能有效实现工业现场的数据采集、处理和Modbus/TCP通信功能。

基于Modbus协议的远程光伏逆变监控系统的设计

针对传统光伏逆变监控系统结构简单、智能化程度低、传输速度慢、节点受限制,不能实现对设备的远程监控,设计了基于Modbus通信协议的远程光伏逆变监控系统,加入了外部采集模块对光伏阵列温度和环境因素进行监测,数据通过以太网传入远程监控中心,成功实现了对光伏逆变系统运行状态的监控。经过实验测试,结果表明该系统运行稳定,符合设计要求。

基于Modbus/TCP及WEB的电气设备网络智能监控系统

电气设备网络集中监控作为一种智能化的监控技术,在工业自动化及信息产业领域中逐渐被广泛采用。本文针对一个具体的工业现场,在Modbus/TCP及WEB基础上,分析了网络集中监控系统监控策略,探讨了它的软硬件设计方法,由此研制了一种基于完全开放通信策略的监控系统。现场运行表明,该系统扩充性好,可以对工控领域内所有的电气设备进行网络式的管理,极大地提高了管理效率和设备安全运行的可靠性,具有较好的实际推广应用价值。

基于无线传感器网络的Modbus虚拟设备

为有机结合无线传感器网络(WSN)和Modbus现场总线网络,提出了一种新的解决方案,利用网关的协议转换功能,将无线传感器网络节点虚拟成Modbus设备,从而扩展了Modbus协议的使用范围。该方案的优点在于不增加无线传感器网络节点的开销实现无线传感器网络和Modbus总线的无缝集成,同时保证了无线传感器网络响应Modbus查询时的实时性。仿真实验证明了该方案的可行性。

基于Modbus/TCP协议台达PLC与上位机VB软件之间的通信

在VB(Visual Basic)编程环境下,通过调用Windows API函数,设计了整合串口通信和工业以太网通信的监控系统通信方案。并介绍了Modbus协议和Modbus/TCP协议及其通信原理,提出了应用于工业现场设备监控的设计方案,实现了上位机对现场设备的实时监控。提高了上位机监控程序的开发效率。实践证明,本监控系统性能稳定,能够满足本项目监控系统的设计要求。

基于Modbus远程监控系统的通信研究

通过现场总线技术可以实现监控设备的分散化、网络化、智能化。现场总线技术的核心是通信技术及通信协议,Mod-bus协议是其中之一。本文所介绍的远程监控系统以嵌入式系统为核心,利用其串口与底层I/O节点相连,上层则直接联入以太网,允许授权的用户在以太网任意一点应用浏览器访问该系统,并实现对下层设备的监控。文中在分析Modbus和Mod-bus/TCP协议特点的基础上,探讨了协议转换的可行性,给出了远程监控系统的硬件和软件设计方案,并提出了结合通信技术对系统进行改进的设想。