[发明专利]一种工业无线控制系统半物理安全实验平台

摘要

本发明公开一种工业无线控制系统半物理安全实验平台，平台包括仿真模块、控制器上位机、监测站点、可编程逻辑控制器PLC、工业无线通信设备以及用于模拟攻击的通用软件无线电USRP。仿真模块用于搭建虚拟被控对象，模拟不同的工业场景，控制器上位机用于模拟不同控制算法，监测站点对系统运行过程中状态信号及控制信号等进行实时监测并保存相关数据至数据库中，通用软件无线电用于模拟典型工业无线攻击方式。实验平台通过模拟典型工业对象和控制算法，利用通用软件无线电对工业无线信道进行模拟攻击，分析工业无线协议安全性以及典型攻击下控制系统性能。本发明系统成本低，可用于模拟典型工业控制对象以及相应的控制算法，评估典型工业无线攻击对工控系统影响。 1

主权项

1.一种工业无线控制系统半物理安全实验平台，其特征在于：该半物理安全实验平台包括模拟虚拟被控对象的仿真模块、控制器上位机、监测站点、可编程逻辑控制器PLC、工业无线通信设备以及用于模拟攻击的通用软件无线电USRP；仿真模块用于模拟数学抽象化的工业控制系统，实时接收控制器上位机发送过来的控制信号，并将状态信号通过工业无线通信设备实时发送出去；可编程逻辑控制器PLC接收并存储仿真模块发送的系统状态信号至相应寄存器中，并把系统状态信号发送到控制器上位机中，同时也接收控制器上位机发送的控制信号并将控制信号发送到仿真模块的被控对象处；控制器上位机获取可编程逻辑控制器PLC中的系统状态信号，通过控制算法得到相应控制信号并发送给可编程逻辑控制器PLC；监测站点实时读取可编程逻辑控制器PLC中接收并存储的信号，并实时动画显示当前系统状态并绘制历史状态变化曲线，同时通过和数据库相连将实时的历史状态存储到数据库中；从仿真模块的被控对象到可编程逻辑控制器PLC的通信部分通过两个通道实现，并且每个通道都可以通过有线或无线设备进行通信，通用软件无线电USRP可以对此接入的无线设备进行典型无线攻击模拟，从而对相应工业无线控制系统进行安全性测试；实验平台采用MCGS组态软件搭建监测站点，通过实时读取可编程逻辑控制器PLC中接收并存储的信号，监测站上会实时动画显示当前系统状态并绘制历史状态变化曲线，同时通过和数据库相连将实时的历史状态存储到数据库中，方便后续进行查看及分析。