一、前言

在手上沒有真實(shí)的西門子PLC設(shè)備情況的情況下，PLC本地仿真器可以為我們進(jìn)行開關(guān)量和簡(jiǎn)單模擬量的程序仿真。但工控安全人員想在沒有真實(shí)PLC的條件下獲取S7通訊數(shù)據(jù)報(bào)文的時(shí)候，或者想測(cè)試第三方上位軟件與西門子PLC通訊的時(shí)候，這種本地的PLC仿真器就無(wú)法勝任了，本文分享一種西門子PLC的網(wǎng)絡(luò)仿真器搭建方法。

二、搭建方法

這里我們準(zhǔn)備兩個(gè)虛擬機(jī)，操作系統(tǒng)都為win7 64位專業(yè)版：1、操作機(jī)（準(zhǔn)備Snap7 Client Demo工具及組態(tài)王軟件，采用192.168.11.2IP地址）2、靶機(jī)（安裝了step7 v5.5及plcsim v5.4 sp5，采用192.168.11.1IP地址）。

在靶機(jī)中打開SIMATIC Manager軟件，新建項(xiàng)目test2，如下圖：

在新建項(xiàng)目test2點(diǎn)擊插入新對(duì)象，并選擇SIMATIC 300站點(diǎn)，如下圖：

分別點(diǎn)擊SIMATIC300（1）>硬件，進(jìn)入硬件配置界面，如下圖：

在HW Config界面下選擇SIMATIC 300,并選擇RACK-300下的Rail，如下圖：

在UR(0)對(duì)話框中的序號(hào)槽1中點(diǎn)擊右鍵分別插入對(duì)象PS 307 2A，如下圖：

在UR(0)對(duì)話框中的序號(hào)槽2中點(diǎn)擊右鍵分別插入對(duì)象CPU 314C-2PN/DP V3.3，,并新建子網(wǎng)設(shè)置ip地址為本PC級(jí)的IP地址，如下圖：

啟動(dòng)虛擬PLC,點(diǎn)擊開始>所有程序>Siemens Automation>SIMATIC>STEP 7>S7-PLCSIM，如下圖：

進(jìn)入S7-PLCSIM界面，選擇PLCSIM(TCP/IP)，如下圖：

回到HW Config對(duì)話框，選擇下載到模塊，如下圖：

待下載完成，PLCSIM會(huì)顯示PLC的地址為之前設(shè)置的IP地址，如下圖：

啟動(dòng)NetToPLCSIM，點(diǎn)擊bin>NetToPLCSim.exe，進(jìn)入如下圖：

點(diǎn)擊add,彈出station對(duì)話框，在Network IP Address及Plcsim IP Address中選擇IP地址為之前設(shè)置的ip地址，進(jìn)入如下圖：

點(diǎn)擊Start Server，PLC#001進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，表示PLC網(wǎng)絡(luò)仿真器搭建成功進(jìn)入如下圖：

三、攻擊測(cè)試

在操作機(jī)中打開Snap7 Client Demo工具，填寫仿真PLC的IP地址如：192.168.11.1，點(diǎn)擊Connect，如下圖：

再在control下點(diǎn)擊stop按鈕即停止PLC的命令，如下圖：

查看靶機(jī)中仿真PLC的狀態(tài)從run變?yōu)閟top，同時(shí)可以用wireshark抓取其數(shù)據(jù)流量如下圖：

也可以在python中構(gòu)建STOP包進(jìn)行測(cè)試，如下圖：

四、第三方上位軟件通訊測(cè)試

在靶機(jī)（192.168.11.1）的仿真PLC建立了這樣一段簡(jiǎn)單圖形圖代碼，一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)備啟?？刂七壿嫵绦颍?M0.0、%M0.1是指PLC的M類型的寄存器，0.0、0.1是M寄存器的某兩個(gè)偏移地址，對(duì)應(yīng)中間變量。%Q0.0是PLC的Q類型的寄存器，0.0是Q寄存器的某個(gè)偏移地址。在這個(gè)控制程序中，%M0.0（變量名為start）對(duì)應(yīng)是監(jiān)控畫面上的啟動(dòng)按鈕，進(jìn)行對(duì)設(shè)備的啟動(dòng)操作，%M0.1（變量名為stop）對(duì)應(yīng)是監(jiān)控畫面上的停止按鈕，進(jìn)行對(duì)設(shè)備的停止操作。%Q0.0（變量名為out），對(duì)應(yīng)PLC的輸出，即將控制信號(hào)輸出給設(shè)備。如下圖：

程序下載到仿真PLC后，對(duì)梯形圖代碼進(jìn)行在線監(jiān)控，這時(shí)輸出為0，如下

在操作機(jī)（192.168.11.2）中定義仿真PLC的IP地址及寄存器的地址，如下圖：

定義監(jiān)控畫面如下：

按下start按鈕，圓形顯示變?yōu)榫G色，證明我們按鈕發(fā)出的指令，仿真PLC收到啟動(dòng)信號(hào)，將輸出置為1，并將仿真PLC輸出的結(jié)果反饋到監(jiān)控畫面，同時(shí)我們監(jiān)控靶機(jī)中仿真PLC的程序，我們發(fā)現(xiàn)仿真PLC輸出也是為1，證明操作機(jī)中組態(tài)王上位機(jī)與靶機(jī)中的虛擬機(jī)通訊成功，如下圖

同時(shí)我們可以獲取操作機(jī)的組態(tài)王（192。168.11.2）與靶機(jī)PLC仿真器（192168.11.1）的通訊報(bào)文，各類功能碼的數(shù)據(jù)報(bào)文，根據(jù)具體的操作。

五、總結(jié)

本文通過研究西門子PLC的網(wǎng)絡(luò)仿真搭建方法，為工控安全人員研究西門子s7協(xié)議提供一個(gè)便捷、實(shí)惠的渠道，無(wú)需花費(fèi)大量的資金采購(gòu)真實(shí)的PLC設(shè)備，同時(shí)也可為PLC工程師提供一種測(cè)試第三方上位軟件與西門子通訊的方法，更為重要的是，這種西門子PLC的網(wǎng)絡(luò)仿真搭建方法，可以勝任多人在局域網(wǎng)絡(luò)中對(duì)西門子PLC的安全研究工作（例如實(shí)訓(xùn)平臺(tái)），只需啟動(dòng)更多的靶機(jī)和操作機(jī)即可。

審核編輯：劉清