SIMATIC WinCC 與 S7-1200/1500 CPU 的安全訪問(wèn)，通俗講就是在設(shè)備建立通信連接時(shí)加一道密碼保護(hù)，只有組態(tài)了正確密碼的 WinCC 項(xiàng)目才允許讀寫(xiě)特定 CPU 中的數(shù)據(jù)。能防止對(duì) CPU 未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)。

目前 SIMATIC WinCC 所提供的 SIMATIC S7-1200, S7-1500 驅(qū)動(dòng)僅支持以太網(wǎng)通信。SIMATIC WinCC V7.2 以及以上版本支持與 S7-1500 CPU 進(jìn)行安全訪問(wèn)。SIMATIC ?WinCC V7.3 及以上版本開(kāi)始支持與 S7-1200?進(jìn)行安全訪問(wèn)。

在 S7-1200/1500 CPU 的硬件組態(tài)中， 提供了4種訪問(wèn)級(jí)別，以限制對(duì)特定功能的訪問(wèn)。

簡(jiǎn)單介紹4種訪問(wèn)級(jí)別的功能：

1）完全訪問(wèn)權(quán)限（無(wú)任何保護(hù)）

允許對(duì) CPU 以完全未受保護(hù)的狀態(tài)進(jìn)行訪問(wèn)。知道此密碼的用戶可以不受限制地訪問(wèn) CPU。

2）讀訪問(wèn)權(quán)

允許對(duì) CPU 以受寫(xiě)保護(hù)的狀態(tài)進(jìn)行訪問(wèn)。盡管知道密碼，但是知道該密碼的用戶只能對(duì) CPU 進(jìn)行讀取訪問(wèn)。并且用戶獲得 HMI 數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)。

3）HMI 訪問(wèn)

允許對(duì) CPU 以受讀/寫(xiě)保護(hù)的狀態(tài)進(jìn)行訪問(wèn)。獲知該密碼的用戶只獲得 HMI 數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)。

4）不能訪問(wèn)（完全保護(hù)）

不允許訪問(wèn) CPU。知道密碼的用戶，可以根據(jù)密碼相關(guān)的保護(hù)級(jí)別進(jìn)行訪問(wèn)。

以上4種訪問(wèn)級(jí)別，如果 S7-1200/1500 CPU 的訪問(wèn)等級(jí)選擇的是完全訪問(wèn)權(quán)限（無(wú)任何保護(hù)）/讀訪問(wèn)權(quán)/ HMI 訪問(wèn)權(quán)限這3種，SIMATIC WinCC 在組態(tài)通信連接時(shí)無(wú)需設(shè)置 CPU 訪問(wèn)密碼。如果訪問(wèn)等級(jí)選擇的是不能訪問(wèn)（完全保護(hù)），則需填寫(xiě)以上3個(gè)等級(jí)中任意一個(gè)等級(jí)的密碼才可以與 S7-1200/1500?進(jìn)行握手并建立通信關(guān)系。

SIMATIC WinCC?與 S7-1200/1500 的安全通信

連接建立完成后，SIMATIC WinCC 與 S7-1200/1500 CPU 的通信數(shù)據(jù)還是以明文的方式呈現(xiàn)，并未對(duì)交換的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

TIA Portal V17 推出的 S7-1200/1500 新固件版本支持 HMI （ HMI 為人機(jī)界面的英語(yǔ)縮寫(xiě)，SIMATIC WinCC 也屬于 HMI ）安全通信。此安全通信具備以下特點(diǎn)：

1）機(jī)密性

即，數(shù)據(jù)安全/無(wú)法竊取。

2）完整性

即，數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中未發(fā)生篡改。

3）端點(diǎn)認(rèn)證

即，端點(diǎn)通信伙伴的身份確認(rèn)。

SIMATIC WinCC與S7-1200/1500 CPU實(shí)現(xiàn)安全通信需滿足以下條件：

1）S7-1500?固件版本?V2.9 以及更高版本

2）S7-1200?固件版本?V4.5 以及更高版本

3）SIMATIC?WinCC?V7.5 SP2 UPD4 或更高版本

S7-1200/1500 和 SIMATIC WinCC 之間通過(guò)簽名證書(shū)建立信任關(guān)系（握手），確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性；使用 TLS 協(xié)議加密通信數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)交換），確保數(shù)據(jù)的機(jī)密性。

TLS (傳輸層安全性協(xié)議?，英文Transport Layer Security）是 SSL 協(xié)議的后繼協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò) ISO 模型中處于會(huì)話層。TLS 最初是為了給 HTTP 協(xié)議加密使用，現(xiàn)在 HMI 安全通信的應(yīng)用層協(xié)議也是使用的 TLS。

HMI 安全通信組態(tài)非常簡(jiǎn)單，首先需要在 PLC 程序中選擇由 TIA Portal 或者第三方機(jī)構(gòu)生成的證書(shū)，然后借助工具把證書(shū)導(dǎo)入 SIMATIC WinCC 項(xiàng)目中，以及下載 PLC 程序。

在 PLC 程序選擇證書(shū)的界面，會(huì)顯示“僅支持 PG/PC 和 HMI 安全通信”選項(xiàng)（此選項(xiàng)僅S7-1500 V2.9 及更高?/ S7-1200 V4.5 及更高版本支持）。

此選項(xiàng)的含義并不是激活 HMI 安全通信功能，而是是否兼容 HMI 非安全通信。因?yàn)榘姹镜陀?V7.5 SP2 UPD4 的 SIMAITC WinCC 軟件并不支持 HMI 安全通信，為了兼容早期的 WinCC 項(xiàng)目，擁有新固件版本的 S7-1200/S7-1500 ?需要取消此選項(xiàng)，才能與之通信。下表是 SIMATIC WinCC 與 S7-1200/S7-1500 CPU 安全通信的各版本選項(xiàng)設(shè)置參考。

表一 ?SIMATIC?WinCC?與 S7-1200 安全通信各版本選項(xiàng)設(shè)置

表二 ?SIMATIC?WinCC?與 S7-1500 安全通信各版本選項(xiàng)設(shè)置

上述表格列舉出建立 HMI 安全通信需要的版本以及設(shè)置信息。在滿足條件的SIMATIC WinCC 項(xiàng)目中創(chuàng)建好通信連接，然后加載從 TIA Portal 項(xiàng)目中導(dǎo)出的 SCADA 數(shù)據(jù)包，從而導(dǎo)入證書(shū)。

下圖中顯示的是如何從 TIA Portal 項(xiàng)目中導(dǎo)出的 SCADA 數(shù)據(jù)包，SCADA 數(shù)據(jù)包包含證書(shū)以及 PLC 中可訪問(wèn)的變量信息。然后把 SCADA 數(shù)據(jù)包復(fù)制到需要組態(tài)或者運(yùn)行 SIMAITC WinCC 項(xiàng)目的電腦中。

圖 TIA?Portal?項(xiàng)目導(dǎo)出 SCADA 數(shù)據(jù)包

在 SIMATIC WinCC V7.5SP2 UPD4 以及更高版本項(xiàng)目中，可以通過(guò)所創(chuàng)建的通信連接加載 SCADA 數(shù)據(jù)包，加載時(shí)會(huì)提示證書(shū)的導(dǎo)入。

SIMATIC WinCC 安全通信過(guò)程中，還需要注意運(yùn)行 SIMATIC WinCC 項(xiàng)目的電腦?和 PLC 的系統(tǒng)時(shí)間，尤其是 PLC 的系統(tǒng)時(shí)間不能是出廠時(shí)間。因?yàn)?HMI 安全通信是通過(guò)證書(shū)來(lái)建立連接，那么參與通信的設(shè)備，系統(tǒng)時(shí)間需要在證書(shū)規(guī)定的有效時(shí)間范圍內(nèi)。