工控安全研究 | 储水系统TCP/IP协议仿真实验
一、实验目的
测试西门子虚拟PLC与组态软件iFIX之间TCP/IP仿真通讯。
二、TCPIP协议简介
TCP/IP传输协议，即传输控制/网络协议，也叫作网络通讯协议。它是网络应用中最基本的通信协议。TCP/IP传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。并且，TCP/IP传输协议是保证网络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。TCP/IP传输协议是严格来说是一个四层的体系结构，应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中。
三、协议搭建的工具
Win7 32位虚拟机：1套
Win XP 虚拟机：1套
STEP7及WinLC ：1套
iFIX5.1：1套
四、应用软件介绍
01
STEP7介绍
STEP 7是一款编程软件，用于西门子系列工控产品包括SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的WinAC的编程、监控和参数设置，是SIMATIC工业软件的重要组成部分。STEP 7具有以下功能：硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。
02
WinLC介绍
SIMATIC WinAC是西门子公司开发的基于PC控制的核心组件，它的出现扩展了SIMATIC S7的控制范围。WinAC是一个名副其实的控制中心，它将PLC控制、数据处理、通讯、可视化及工艺集成于一台PC机上。WinLC是WinAC中的一种控制器，Windows Logic Controller， 是可执行 S7 控制器 (S7-300/400) 功能的软PLC系统的一个 实时作业系統上执行的应用软件。即是基于实时系统的，完成PLC任务的软件。
03
iFIX介绍
iFIX的HMI部分是监视控制生产过程的窗口，它提供了开发操作员熟悉的画面所需要的所有工具。
五、协议仿真环境搭建过程
01
环境配置
将两台虚拟机及物理机设置在同一网段：
STEP7 IP：192.168.2.3
iFIX5.1 IP：192.168.2.22
02
STEP7配置
站点及硬件配置
打开STEP7，插入一个SIMATIC PC 站点。配置组态，插槽中分别插入WinLC RTX和IE General，并将IE的IP设置为虚拟机的IP192.168.2.3。然后保存编译。
程序编写及下载
新建OB1及DB块，并编写一段程序，与上位机通讯时用作监控数据，更直观的判断通讯状态。
03
iFIX配置
系统配置
打开系统配置，添加并配置S7A驱动。配置好设备及块地址后，监视通讯状态是否良好。
数据库管理器
打开数据库管理器，然后添加DI、AI变量与PLC程序中的变量地址一一对应。
添加画面及运行
新建画面，添加管道、水泵、出水罐等标签。然后关联数据库中的变量。运行画面后当按下水泵启动按钮后，水泵启动指示灯变为运行状态（绿色），同时液位会按照一定速率升高。当液位高于设定值时，会产生液位高报警，提示操作人员液位异常。停止水泵运行，液位保持不变。
六、TCP/IP协议虚拟化仿真技术应用
01
虚拟化工业场景仿真
利用此虚拟化技术实现虚拟化平台的搭建，能够无限接近真实的控制系统、监控上位机的虚拟化仿真，实现典型的工业场景虚拟化，如石油石化、火力发电、水利系统、智能制造等。
02
虚拟化靶场管理平台
将虚拟化工业场景搭建到工业互联网安全虚拟化靶场平台，针对控制、监控系统进行虚拟化模拟仿真，并能在其上进行数据流量抓取分析、攻防演练以避免对真实业务网络的破坏。
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