博途V17将新增S7通信加密功能，亮点何在？

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S7-1500现有的加密的通信方式

目前S7-1500 加密的通信方式有两种：
1：S7-1500 PLC之间、PLC与PC使用TCP （TLS V1.2）通信，通信双方使用公钥与私钥异步加密双方的通信会话密钥，得到密钥后进行同步加密通信，通信双方需要使用CA生成数字证书。这里的CA为PLC的编程软件TIA 博途，如图1所示。
图1 PLC TCP TLS加密通信
2：使用OPC UA 的通信方式。OPC UA 不依赖于操作系统，可以使用密钥方式进行加密通信，与发送、接收数据不同的是，OPC UA 使用server-client方式，PLC作为服务器，PC作为客户端，通信方式如图2所示。这种方式适合PLC与PC间的通信。有多种通信方式适合不同应用（读写、注册读写、订阅），通信变量使用符号名称，与S7-1500符号编程方式匹配。OPC UA 是一个标准的通信协议，源代码开放，网上可以下载不同操作系统的客户端应用程序。
图2 PLC OPC UA通信方式
在TIA博途V17将支持基于TLS V1.3加密的S7通信，这样PLC之间的通信、PLC与西门子HMI都可以进行加密的通信，其实在之前做的通信测试时就发现了这样的迹象，在HMI的通信中预留了加密的功能，可能当时时机还不成熟。

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V17新功能看点

1：在国外很多项目的实际应用中，对于通信加密的需求日益增加，原来PLC间只能使用TCP方式，而与西门子HMI只能使用OPC UA方式进行通信，功能上略显不足，因此增加S7加密方式很有必要。
2：PLC之间使用S7连接进行通信灵活方便，例如可以使用BSEND/BRECV双边通信方式，也可以使用PUT/GET单边的通信方式。
3：以前使用TCP（TLS V1.2）加密方式，步骤太多，使用S7加密方式是否可以简化？对CPU的版本是否有需求？是否可以通过固件版本升级得以实现？这些疑点我们将在新版软件发布时进行测评。

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（1）新添加两个编辑器CFC和CME用于以图形化配置的方式设计控制程序。S7-1500支持CFC和CME编辑器，S7-1200支持CME编辑器。图形化的配置界面，可以使机器设备之间的逻辑关系简单明了，一目了然。这对于从事于过程控制的同学们是一个福音。CEM意为因果矩阵，连接不同的因，对应不同的果。使用一个矩阵，开发人员可以根据因果关系的原则配置模块之间的依赖关系。下面一起来看看CEM的基本风格和界面。

  • CEM集成在FB选项中

  • 竖对应着causes，横对应着effects

  • 编程指令是FBD指令，有基本的与或非，比较指令，还有延时指令。

  • 动作类似于Graph，有N S R。

  • 选择几个cause，会影响effect

  • 123cause影响effect1 ； 124cause影响effect2。

  • 实际监控中效果，124cause满足条件，影响effect2输出。

  • 动作为S R的效果

自动化系统技术高级专家崔坚点评：

  • 对于离散控制，通常使用STL、LAD、SCL和Graph；对于过程控制例如西门子的PCS7，使用CFC和CEM，这不是编程方式而是设计方式，如果还有顺序控制，可以使用SFC（相当于Graph）。

  • CFC和CEM连接的都是现成的函数和函数块，这种连接方式都是面向控制对象的，所以控制对象必须预先进行标准化的编程，也就是说在库中必须有不同对象的函数而且还要丰富，不知道在V17中是否会提供大量的控制对象的函数。

  • 原先我们估计TIA博途不会集成CFC，考虑到TIA博途是用于离散行业的，但是又要集成到V17中，可能是基于程序结构化和标准化的考虑，使用CFC连接不同的控制对象管脚还是比较方便的。

  • 如果提供CFC的库，库中是否包含用于运动控制的函数，例如替代位置模块FM458的函数库？

（2）Robot Library是通过和机器人之间建立统一的接口、共享的工程环境，和统一的操作方式实现控制的，目前只对一些主流的机器人制造商适用，如KUKA、ABB。
S7-1500增加了一款边缘计算模块TM MFP，这款模块使S7-1500具有边缘计算能力，模块支持多种应用程序，如Proneta、Simatic Flow Creator，也可以通过高级语言自己开发应用程序用于边缘计算。该模块也可以通过以太网连接到S7-1200或各种伺服上，用于处理获得的PLC和伺服的数据。

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