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。

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。

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/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。

.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和TCP/IP协议的远程网络通信

进行了基于Modbus协议和TCP/IP协议相结合的远程网络通信的研究。采用套接字和多线程技术,使得Modbus协议的信息可以在TCP/IP协议的Internet和Intranet上传输,进一步扩展了Modbus协议的应用,并在用断路器组成的Modbus网络上实现了远程网络通信,这对于由Modbus组网的工业网络具有一定的现实意义。

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。

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%。

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。

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。

Modbus/TCP协议在网络化电器实验系统中的应用

通过对Modbus/TCP协议的研究,将其应用于网络化电器实验系统平台的开发。介绍了基于Modbus/TCP的网络化电器实验系统协议,提供了通信程序设计及系统参数设置,并通过实验平台界面给出了具体的实验数据及特性曲线。该系统界面友好、功能强大,可实现电器测试设备的网络集中管理。

基于Modbus协议的工业自动化网络规范——基于串行链路和TCP/IP的Modbus应用协议

本文在说明Modbus应用协议的基础上,详细地阐述了如何在串行链路上和在TCP/IP上实现Modbus应用协议的传输。

基于Modbus TCP/IP协议的Twido PLC网络

介绍Modbus TCP/IP协议在Twido PLC网络中的应用以及其组网的原理与步骤。实验表明基于这种协议的PLC网络是可行的,并具有通用性和广阔的应用前景。

基于Modbus/TCP协议和ASP.NET技术的远程网络监控系统

为解决远程监控系统中实时性弱、可靠性差、操作复杂和资源不能有效共享等问题,提出一种基于Modbus/TCP协议和ASP.NET技术的远程数据监控方法。在系统中,采用Mobus/TCP协议作为服务器端与现场客户端进行数据通信的约束,结合套接字通信技术和多线程技术实现服务器对多个站点数据进行可靠、实时的集中监控;运用ASP.NET技术实现B/S模式,用户可通过浏览器终端远程访问监控中心服务器,进行数据浏览和查询。实验证明,系统采用通用协议加强远程监控的通信约束,应用B/S模式简化数据资源共享,不但通用性强,而且方便对远程设备进行高效、可靠的实时监控。

基于卷积神经网络的工控协议Modbus TCP异常检测

针对工业控制系统中Modbus/TCP协议漏洞频出的问题,提出了基于卷积神经网络的Modbus/TCP异常报文检测方法,通过分析归纳Modbus/TCP的异常报文类型,在异常报文类型基础上进行卷积神经网络的卷积核设计,通过对神经网络输入维数、卷积层数和卷积权重的仿真训练,设计了基于卷积神经网络的Modbus/TCP异常报文检测模型,并利用Netfilter的HOOK技术将检测模型嵌入到工业防火墙中,实现对Modbus/TCP异常报文检测.

基于Modbus TCP协议的火电厂辅网一体化DCS控制系统

采用日立H5000M分散控制系统(DCS)软硬件平台,通过Modbus TCP通讯协议将火电厂辅网各子系统不同品牌的可编程逻辑控制(PLC)进行集中数据处理、运算,实现DCS对辅网设备的集中控制。辅网控制系统DCS升级改造工作完成后,辅网系统内各厂家不同型号PLC控制器都可以与DCS进行通讯,由于控制逻辑存放于DCS内,日常维护人员仅需在DCS内进行逻辑查看和修改,同时DCS强大简洁的历史趋势追忆功能,使得维护人员设备故障处理效率大幅提升。新入职员工也可以在较短时间具备辅网各系统设备检修能力。该项目具备推广价值,对于一些投产较早的辅网控制系统大规模使用PLC的电厂,可以在投资成本较少的情况下实现辅网一体化DCS控制系统改造。

基于Modbus TCP/IP协议的Premium PLC网络

介绍了Modbus TCP/IP协议结构和基于Modbus TCP/IP协议的Premium PLC网络的组建方法。

基于MODBUS TCP/IP协议的海上油田发电机组网络监控系统

海上采油平台原有的发电机组检测装置因其功能单一、且无法进入监控调度级的局域网等原因而需要升级。设计了一套基于OPC通讯的多控制器、多客户机的网络监控系统,介绍了在C/S构架下MODBUS TCP/IP技术在系统中的通信原理和实现方法。以KEPServerEX作为OPC服务器,在机组检测装置与WinCC软件(OPC客户端)之间建立通信,并以安装KEPServerEX软件的工业控制计算机为C/S服务器,将各客户机和服务器相连接,MODBUS TCP/IP协议与OPC技术的应用,提高了通信的速度及系统的扩展性。实际运行表明,基于MODBUS TCP/IP和OPC技术的多WinCC组态与多发电机组检测装置间通信实时性与稳定性良好。

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。