西宁西门子授权代理商PLC

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现代的工业控制网络已经越来越多地被连接到办公网络和企业内部互联网(Intranet)，无线局域网的使用也日益增多，加上远程维护等新技术的采用，工业通信网络与信息技术(IT)环境的交互越来越多。由于PLC等现场控制设备通过Web服务器和电子邮件等与互联网上的设备交换信息，办公和IT环境中常见的威胁，例如黑客程序、病毒、蠕虫和木马程序等，也会威胁到控制系统的安全。

  用于办公环境的数据安全解决方案不能简单地照搬到工业应用场合，西门子提供了适用于工业自动化工程的安全解决方案，以防止敏感系统和生产网络被恶意操纵和破坏。

  以下是在工业环境中防止操纵和丢失数据的重要的预防措施：

  1)通过虚拟网(VPN)来过滤和检查数据通信。虚拟网用于在办公网络(例如互联网)中交换私有数据。常用的VPN技术是IPsec。IPsec是一个协议集，用于在网络层使用IP的信息的安全性。

  2)在受保护的自动化单元中进行分段，用安全模块来保护网络节点，一组受保护的设备构成一个受保护的自动化单元。只有同一类型的安全模块或它们保护的设备之间才能互相交换数据。

  3)通过对节点进行身份验证，安全模块可以通过安全(加密)通道相互识别。未经授权不能访问受保护的网段。

  4)通过对数据通信加密来确保数据的机密性。为每个安全模块提供一个包含密钥的VPN 证书。

  5)在PROFINET和控制设备之间设置Scalance s安全模块(见图10-9)。安全模块的防火墙用于保护PLC免受未经授权的访问。在验证通信伙伴身份的可靠性和发送数据的加密性方面，防火墙可以作VPN的替代或补充。

  图10-9 防火墙与安全模块

  从逻辑上看，防火墙是分离器、限制器和分析器。从物理上看，防火墙由路由器、计算机和软件组成。防火墙可以过滤数据包，根据过滤表来禁用或启用通信连接。进入和离开通信、IP地址、MAC地址和通信协议(端口)都可以被过滤。

  Scalance s 可以作 SOFTNET的安全客户机，用于PC 安全地访问受 Scalance s 保护的PLC。即使没有的IT知识，也可以很简单地进行组态。只需创建和组态需要相互之间进行安全通信的安全模块或Softnet安全客户机。如果发生故障，无需编程设备就可以快速更换安全模块。

PLC系统的主要抗干扰措施

　(1)电源的合理处理，抑制电网引入的干扰对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。

　　(2)正确选择接地点，完善接地系统良好的接地是PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有　　两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

　　PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层一点接地，如果电缆屏蔽层两端A，B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。

　　此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其他接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

　　安全地或电源接地：将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。

　　系统接地：PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值不得大于4 Ω，一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。

　　信号与屏蔽接地：一般要求信号线要有惟一的参考地即“单点接地”，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接点。

　　(3)对变频器干扰的抑制

　　变频器的干扰处理一般有下面几种方式：加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前；使用滤波器，滤波器具有较强的抗于扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能；使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其他设备正常工作。