西门子6AV2123-2DB03-0AX0性能参数

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1.如何选择需要感染的PLC。

Stuxnet会根据目标系统的特点，使用不同的代码来感染PLC。一个感染的序列包括了许多PLC模块（代码模块和数据模块），用以注入PLC来改 变目标PLC的行为。这个威胁包括了三个感染序列。其中两个非常相似，功能也相同，我们将其命名为序列A和B。三个序列我们命名为序列C。 Stuxnet 通过验证“指纹”来判断系统是否为计划攻击的目标。它会检查：PLC种类/家族：只有CPU6ES7-417和6ES7-315-2 会被感染。系统数据模块：SDB会被解析；根据他们包含的数据，感染进程会选择A,B或其它感染方式开始行动。当解析SDB时，代码会搜索这两个值是否存 在--7050hand9500h；然后根据这两个数值的出现次数，选择序列A或B中的一种来感染PLC。代码还会在SDB模块的50h子集中搜索字节序 2CCB0001,这个字节序反映了通信处理器CP342-5(用作Profibus-DP)是否存在。而选择序列C进行感染的条件则由其他因素构成。

2.感染方法。

Stuxnet使用“代码插入”的感染方式。当Stuxnet感染OB1时，它会执行以下行为：增加原始模块的大小；在模块开头写入代码；在 代码后插入原始的OB1代码。Stuxnet也会用类似于感染OB1的方式感染OB35。它会用自身来取代标准的协同处理器DP_RECV代码块，然后在 Profibus(一个标准的用作分布式I/O的工业网络总线)中挂钩网络通信。利用A/B方法的感染步骤如下：检查PLC类型；该类型为S7 /315-2；检查SDB模块，判断应该写入序列A或B中的哪一个；找到DP_RECV，将其复制到FC1869，并用Stuxnet嵌入的一个拷贝 将其取代；在序列中写入模块（总共20个），由Stuxnet嵌入；感染OB1，令代码可以在新的周期开始时执行；感染OB35,它将扮演“看门 狗”的角色。

3.感染代码。

被注入OB1功能的代码是用来感染序列A和B的。这些序列包含了以下模块：代码块：FC1865至FC1874,FC1876至FC1880（注 意：FC1869并非Stuxnet的一部分，而是PLC的DP_RECV模块的一个拷贝）；数据模块：DB888至DB891。序列A和B用 DP_RECV挂钩模块来拦截Profibus中的数据包，并根据在这些模块中找到的数值，来构造其他的数据包并发送出去。这由一个复杂的状态机控制（状 态机被建立在上面提到的FC模块中）。这个状态机可部分受控于数据块DB890中的DLL。在某些条件下，序列C会被写入一个PLC。这个序列比A和B包 含多的模块：FC6055至FC6084；DB8062,DB8063；DB8061,DB8064至DB8070（在运行中产生）。序列C主要为了将 I/O信息读写入PLC的内存文件映射的I/O区域，以及外围设备的I/O。程序A/B的控制流如下图所示，在之前的Step7编辑器的截图中也有部分显 示（数据模块FC1873）

4.RootkitStuxnetPLCrootkit代码全部藏身于的s7otbxdx.dll中。

为了不被PLC所检测到，它至少需要应付以下情况：对自己的数据模块的读请求；对受感染模块(OB1,OB35,DP_RECV)的读请求；可能 覆盖Stuxnet自身代码的写请求。Stuxnet包含了监测和拦截这些请求的代码，它会修改这些请求以保Stuxnet的PLC代码不会被发现或被 破坏。下面列出了几个Stuxnet用被挂钩的导出命令来应付这些情况的例子：s7blk_read:监测读请求，而后Stuxnet会返回：真实请求的 DP_RECV(保存为FV1869)；错误信息，如果读请求会涉及到它的模块；OB1或OB35的干净版本的拷贝s7blk_write:监测关于 OB1/OB35的写请求，以保他们的新版本也会被感染。s7blk_findfirst/s7blk_findnext:这些例程被用于枚举PLC中 的模块。模块会被自动跳过。s7blk_delete:监测对模块的“删除”操作。如上文所述，Stuxnet是一个非常复杂的威胁，而其中的PLC 感染代码令问题加难以解决。

 PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。
    1．按结构形式分类
  根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。
（1）整体式PLC  整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内， 具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。
（2）模块式PLC  模块式PLC是将PLC各组成部分，分别作成若干个单的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。
 还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。
    2．按功能分类
 根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、三类。
（1）低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。
（2）中档PLC 除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。
（3）PLC除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。PLC机具有强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。
3．按I/O点数分类
 根据PLC的I/O点数的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类。
（1）小型PLC   I/O点数为256点以下的为小型PLC。其中，I/O点数小于64点的为小型或微型PLC。
（2）中型PLC  I/O点数为256点以上、2048点以下的为中型PLC。
（3）大型PLC  I/O点数为2048以上的为大型PLC。其中，I/O点数过8192点的为大型PLC。
在实际中，一般PLC功能的强弱与其I/O点数的多少是相互关联的，即PLC的功能越强，其可配置的I/O点数越多。因此，通常我们所说的小型、中型、大型PLC，除指其I/O点数不同外，同时也表示其对应功能为低档、中档、。

一、故障现象一：停机

     故障分类及原因：1、CPU异常报警而停机；2、存储器异常报警而停机；3、输入/输出单元异常报警而停机；4、扩展单元异常报警而停机。

    二、故障现象二：程序不执行

       故障分类及原因：1、全部程序不执行；2、部分程序不执行；3、计数器误动作。

   三、故障现象三：程序内容变化

       故障分类及原因：1、长时间停电引起变化；2、电源ON/OFF操作引起变化；3、运行中发生变化。

    四、故障现象四：输入/输出单元不作                                   

        故障分类及原因：1、输入信号没有读入CPU；2、CPU没有发出信号。

   五、故障现象五：写入器不能操作

        故障分类及原因：1、没有按下特定键或操作不当；2、不动作。

   六、故障现象六：扩展单元不动作

        故障分类及原因：1、只有特定的输入/输出信号不动作：2、全部不动作。

    七、故障现象七：PROM不能运转

       故障分类及原因：1、没有接通PROM；2、出现错误。

     PLC故障诊断要点

1、CPU异常：

   CPU异常报警时，应CPU单元连接于内部总线上的所有器件。具体方法是依次换可能产生故障的单元，找出故障单元，并作相应处理。   

2、存储器异常：

   存储器异常报警时，如果是程序存储器的问题，通过重新编程后还会再现故障。这种情况可能是噪声的干扰引起程序的变化，否则应换存储器。

3、输入/输出单元异常、扩展单元异常:

   发生这类报警时，应检查输入/输出单元和扩展单元连接器的插入状态、电缆连接状态，确定故障发生的某单元之后，再换单元。

4、不执行程序 ： 一般情况下可依照输入---程序执行---输出的步骤进行检查

   （1）输入检查是利用输入LED指示灯识别，或用写入器构成的输视器检查。当输入LED不亮时，可初步确定是外部输入系统故障，再配合万用表检查。如果输出电压不正常，就可确定是输入单元故障。当LED亮而内部监视器无显示时，则可认为是输入单元、CPU单元或扩展单元的故障。

（2）程序执行检查是通过写入器上的监视器检查。当梯形图的接点状态与结果不一致时，则是程序错误（例如内部继电器双重使用等),或是运算部分出现故障。

（3)输出检查可用输出LED指示灯识别。当运算正确而输出LED指示错误时，则可认为是CPU单元、1/0接口单元的故障。当输出LED是亮的而无输出，则可判断是输出单元故障，或是外部负载系统出现了故障。

另外，由于PLC机型不同，1/0与LED连接方式的不一样（有的接于1/0单元接口上，有的接于1/0单元上）。所以，根据LED判断的故障范围也有差别。

5、部分程序不执行 ： 检查方法与前项相同

但是，如果计数器、步进控制器等的输入时间过短，则会出现无响应故障，这时应该校验输入时间是否足够大，校验可按输入时间<输入单元的大响应时间+运算扫描时间乘以2的关系进行。

6、电源的短时掉电，程序内容也会消失 ：

（1）这时除了检查电池，还要进行下述检查

   （2）通过反复通断PLC本身电源来检查。为使微处理器正确启动，PLC中设有初使复位点电路和电源断开时的保存程序电路。这种电路发生故障时，就不能保存程序。所以可用电源的通、断进行检查。

（3）如果在换电池后仍然出现电池异常报警，就可判定是存储器或是外部回路的漏电流异常增大所致。

（4）电源的通断总是与机器系统同步发生，这时可检查机器系统产生的噪声影响。因为电源的断开是常与机器系统运行同时发生的故障，绝大部分是电机或绕组所产生的强噪声所致。

7、PROM不能运转 ： 先检查PROM插入是否良好，然后确定是否需要换芯片

8、电源重新投入或复位后，动作停止： 这种故障可认为是噪声干扰或PLC内部接触不良所致。噪声原因一般都是电路板中小电容容量减小或元件性能不良所致，对接触不良原因可通过轻轻敲PLC机体进行检查。还要检查电缆和连接器的插入状态。

一、从控制方法上看，电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能较为困难。另外，继电器的触点数量有限，所以电器控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，要改变控制逻辑只需改变程序，因而很容易改变或增加系统功能。系统连线少、体积小、功耗小，而且PLC所谓“软继电器”实质上是存储器单元的状态，所以“软继电器”的触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好。

二、从工作方式上看，在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中所有继电器都处于受制约状态，即该吸合的继电器都同时吸合，不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合，这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，这种工作方式称为串行工作方式。

三、从控制速度上看，继电器控制系统依靠机械触点的动作以实现控制，工作频率低，机械触点还会出现抖动问题。而PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度快，程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。

四、从定时和计数控制上看，电器控制系统采用时间继电器的延时动作间控制，时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响，定时精度不高。而PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围宽，用户可根据需要在程序中设定定时值，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能，而电器控制系统一般不具备计数功能。

五、从性和可维护性上看，由于电器控制系统使用了大量的机械触点，其存在机械磨损、电弧等，寿命短，系统的连线多，所以性和可维护性较差。而PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、性高，PLC还具有自诊断功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。

机床行业在保持了近些年来的高速增长后，开始出现衰退现象，其中普通机床的影响尤为明显，库存开始增加，而数控机床的影响稍微少一些，从而给这个行业重新洗牌。而机床产品数控化化的发展带来的plc和运动控制器/卡需求。未来机床的方向是数控化和逐步化，这些机床都需要使用大量plc和运动控制器/卡来逐步取代继电器或机械控制，使得机床的整体性能得到提升，因此从长远来看，plc和运动控制器/卡在机床行业的应用还是会很有潜力。

数控机床是集计算机技术、PLC技术、自动化技术等于一身的机、电一体化产物，作为数控机床的控制系统直接关系到设备的正常运行，利用数控机床PLC的强大功能，可以充分发挥数控机床控制系统的作用，还可以为数控机床故障诊断及维修带来大的方便。笔者为加工设计的防止机床发生碰撞的控制功能，有效了因操作人员的失误导致机床主轴与夹具、工件发生碰撞的隐患，确保了生产的性，有良好的经济效益。

PLC为可编程控制器.在数控机床上所使用的PLC也称作PMC。它有以下优点：响应快。控制精度高，性好，控制程序可随应用场合的不同而改变，与计算机的接口及维修方便。通常，数控机床上所使用的PLC程序包括系统程序和用户程序。其中系统程序包括监控程序、编译程序及诊断程序等，由PLC生产厂家提供，并固化在EPROM中，用户不能直接存取，也不需要用户干预。丽用户程序是用户根据现场控制的需要，用PLC程序语言编制的应用程序，用以实现各种控制要求。常用的PLC程序设计语言主要有梯形囝、语句表、功能块图等。

由于数控机床很多执行机构的动作都是通过PLC的控制指令来实现的，可以利用PLC对数控机床进行故障的检测和维修，或者是通过修改、编写PLC程序为数控机床增添某个可执行动作或功能。

机床行业中的PLC的应用以小型PLC为主，日系PLC在小型PLC领域占有很大优势，因此在机床中日系PLC占据大部分市场份额，而三菱PLC、西门子PLC和ge-fanuc由于其数控系统在机床中占有优势，因此在机床中占有一席之地。机床行业中PLC集中度比较高，主要集中于日系（三菱、欧姆龙PLC）和西门子，闽台台达PLC在其中也占有一定的市场份额，而其他的主要有富士、倍福、ls、施耐德、光洋、abb和横河等。

PLC程序设计一般分为以下几个步骤：

1. 程序设计前的准备工作

程序设计前的准备工作就是要了解控制系统的全部功能、规模、控制方式、输入/输出信号的种类和数量、是否有特殊功能的接口、与其它设备的关系、通信的内容与方式等，从而对整个控制系统建立一个整体的概念。接着进一步熟悉被控对象，可把控制对象和控制功能按照响应要求、信号用途或控制区域分类，确定检测设备和控制设备的物理位置，了解每一个检测信号和控制信号的形式、功能、规模及之间的关系。

2. 设计程序框图

根据软件设计规格书的总体要求和控制系统的具体情况，确定应用程序的基本结构、按程序设计标准绘制出程序结构框图，然后再根据工艺要求，绘出各功能单元的功能流程图。

3. 编写程序

根据设计出的框图逐条地编写控制程序。编写过程中要及时给程序加注释。

4. 程序调试

调试时先从各功能单元入手，设定输入信号，观察输出信号的变化情况。各功能单元调试完成后，再调试全部程序，调试各部分的接口情况，直到满意为止。程序调试可以在实验室进行，也可以在现场进行。如果在现场进行测试，需将可编程控制器系统与现场信号隔离，可以切断输入/输出模板的外部电源，以免引起机械设备动作。程序调试过程中先发现错误，后进行纠错。基本原则是“集中发现错误，集中纠正错误”。

5. 编写程序说明书

在说明书中通常对程序的控制要求、程序的结构、流程图等给以必要的说明，并且给出程序的安装操作使用步骤等.

PLC编程是PLC的精髓技术，其很大程度上决定了一台PLC的质量和功能。如今，在社会的各领域生产中，特别是工业生产，PLC得到广泛的运用，进而迅猛的发展。我们看看身边的石油，化工等产业，都有着其身影。那么PLC主要应用于哪些领域？
1、开关量的逻辑控制
这是PLC基本、广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2、运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
3、数据处理
现代PLC基本都拥有的PLC编程语言，具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
4、通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
5、过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
6、模拟量控制
在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
PLC编程是PLC的精髓部分，是其不可以缺少的内容。在高科技下，工业的发展越来越迅猛，社会对PLC的需求将会越来越多，学习好PLC编程势在必行。

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