基於Modbus協議實現Openplc與Kingview的仿真通訊與模擬測試

2022-01-02 FreeBuf
一、前言

工業控制系統離不開上位機監控系統和下位機控制器即PLC，上位機軟體相對比較容易獲得，比如本文採用kingview6.53，但PLC的獲得相對來說就沒有那麼輕鬆，考慮這種情況，本文藉助一款模擬工業自動化環境的開源軟體OpenPLC基於modbus協議實現與組態王的通訊仿真。同時基於環境進行模擬測試，對組態王的組態畫面、OpenPLC Editor梯形圖簡單編程進行簡單介紹，親測效果不錯。

二、環境準備

(1)Kali linux虛擬機(IP:192.168.180.146)安裝OpenPLC

安裝過程參考https://github.com/thiagoralves/OpenPLC_v3，安裝後，Kali linux虛擬機內置瀏覽器輸入如下地址，帳戶/密碼：openplc/openplc。

(2)Kali linux虛擬機(IP:192.168.180.146)安裝OpenPLC_Editor，安裝過程參考https://github.com/thiagoralves/OpenPLC_Editor，安裝後，在應用裡面搜索OpenPLC_Editor，打開後，編寫簡單程序如下，下載連結：openplc_test.st。

(3)winxp sp3虛擬機(IP:192.168.180.157)安裝組態王6.53，新建test工程下載連結https://github.com/sxd0216/kingview—test，並按下圖所示添加OpenPLC設備OpenPLC_test。

(4)設定變量並和OpenPLC_test連接

(5)組態簡單畫面，點擊Start，電機運行，點擊Stop，電機停止

三、仿真通訊

(1)Kali linux虛擬機(IP:192.168.180.146)中運行OpenPLC，導入OpenPLC_Editor編輯好的程序openplc_test.st。

待程序編譯好後，Go to Dashboard，然後Start PLC

待PLC出現Running後，進入Monitoring

(2)winxp sp3虛擬機(IP:192.168.180.157)中運行test工程

(3)通過信息窗口查看，已經通訊成功

(4)點擊Start後，指示燈亮，電機啟動，進入PLC，發現Start和MV1變量值已經變為TRUE，對比圖如下：

(5)點擊Stop後，指示燈滅，電機停止，進入PLC，發現Start和MV1變量值已經變為FALSE,Stop變量值變為TRUE，對比圖如下：

四、模擬測試

(1)winxp sp3虛擬機(IP:192.168.180.157)中利用wireshark抓取03.仿真通訊中Start(14幀、16幀)和Stop(19幀、21幀)的數據包，下載連結https://github.com/sxd0216/attack-packets。

查看數據包，搜索modbus協議」05」功能碼Write Coil，捕獲到Start(14幀、16幀)和Stop(19幀、21幀)的攻擊數據包，modbus協議常用功能碼如下：

01 ：讀取線圈狀態

02：讀取輸入狀態

03：保持型寄存器讀取

05：寫單一線圈

06：寫單一寄存器

(2)基於wireshark捕獲的Write Coil，編寫Python攻擊包，下載連結https://github.com/sxd0216/attack-packets。

(3)利用攻擊包也可以達到(4)和(5)的效果

五、總結

本文主要利用OpenPLC模擬modbus協議實現了OpenPLC實現了與Kingview的通訊仿真與模擬測試，大家如果感興趣也可以基於OpenPLC模擬其他協議，進而仿真其他環境；同時本文也對kingview如何建立工程、組態畫面，OpenPLC Editor編輯簡單梯形圖程序進行了簡單介紹，希望對熱愛工控的人士有所幫助。

*本文作者：fangyu0216，轉載請註明來自FreeBuf.COM

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