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1 问题
1.1 介绍
网络安全在工业自动化中变得越来越重要。
在过去，自动化网络由于专有的现场总线从而成为物理上成为一个孤岛。随着以太网优势凸显使得在工业领域出现了大量基于以太网的解决方案。其具体体现为两个方面：一方面是工业生产越来越多的和以前民用化的网络相连连接越来越紧密，以及通过办公网络需要采集获得生产网络的信息，与生产网络需要大量的信息的交换。另一方面现代的一些技术越来越多的应用到工业控制领域。两种体系的融合度越来越高。由于这方面的进展，工业通信面临着威胁，如从办公室或IT环境中的、病毒、蠕虫和木马等。
1.2 概述
图1是自动化需求。
图 1 自动化需求
从上图中看到自动化单元连接到了公司网络。但只允许公司网络的某些设备或某些通信服务可以访问自动化单元
2 自动化解决方案
2.1 网络拓扑结构
如图2所示，PC1（24）是工程师站；PC2（）是普通的办公计算机。PLC通过CP343-1 Advanced V3的X1口（外网口）连接到了办公网络。
图2 网络拓扑结构
用plc控制变频器频率通，通过光电编码器反馈速度信号达到电动机调速来控制。plc是控制主体，是指令和转速给定中心，而变频器是从属装置，是接受指令和转速的下位机构，会反馈本体的一些状态给plc。
1、PLC的开关量信号控制变频器
PLC（MR型或MT型）的输出点、COM点直接与变频器的STF（正转启动）、RH（高速）、RM（中速）、RL（低速）、输入端SG等端口分别相连。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止、复位；也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。因为它是采用开关量来实施控制的，其调速曲线不是一条连续平滑的曲线，也无法实现精细的速度调节。
2、PLC的模拟量信号控制变频器
硬件：FX1N型、FX2N型PLC主机，配置1路简易型的FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板；或模拟量输入输出混合模块FX0N-3A；或两路输出的FX2N-2DA；或四路输出的FX2N-4DA模块等。优点：PLC程序编制简单方便，调速曲线平滑连续、工作稳定。
缺点：在大规模生产线中，控制电缆较长，尤其是DA模块采用电压信号输出时，线路有较大的电压降，影响了系统的稳定性和可靠性。
3、PLC采用RS-485通讯方法控制变频器
这是使用得为普遍的一种方法，PLC采用RS串行通讯指令编程。优点：硬件简单、造价低，可控制32台变频器。缺点：编程工作量较大。
4、PLC采用RS-485的Modbus-RTU通讯方法控制变频器
三菱新型F700系列变频器使用RS-485端子利用Modbus-RTU协议与PLC进行通讯。优点：Modbus通讯方式的plc编程比RS-485无协议方式要简单便捷。缺点：PLC编程工作量仍然较大。
5、PLC采用现场总线方式控制变频器
三菱变频器可内置各种类型的通讯选件，如用于CC-link现场总线的FR-A5NC选件；用于ProfibusDP现场总线的FR-A5AP（A）选件；用于DeviceNet现场总线的FR-A5ND选件等等。三菱FX系列PLC有对应的通讯接口模块与之对接。
优点：速度快、距离远、效率高、工作稳定、编程简单、可连接变频器数量多。缺点：造价较高。
6、采用扩展存储器
优点：造价低廉、易学易用、性能可靠缺点：只能用于不多于8台变频器的系统。
在不外接控制器（如PLC）的情况下，直接操作变频器有三种方式：
①操作面板上的按键；
②操作接线端子连接的部件（如按钮和电位器）；
③复合操作（如操作面板设置频率，操作接线端子连接的按钮进行启/停控制）。为了操作方便和充分利用变频器，也可以采用PLC来控制变频器。
变频器内部参数设定要看你的变频器品牌和型号，有2个重要参数必须设定：
1、得选择，面板有效，还是端子有效！就是你从手操器调频，还是控制端子接受信号调频
2、有“外部频率输入”：“选电压+电流” 可实现电位器调频和电流调频；“电流有效”：4~20mA调频。