三菱PLC MODBUS TCP通讯安全性提升：权威安全指南


参考资源链接：[三菱Q系列PLC MODBUS TCP通讯配置指南](https://wenku.csdn.net/doc/38xacpyrs6?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. MODBUS TCP通讯协议概述

MODBUS TCP通讯协议是一种用于工业控制系统的通讯协议，它在物理层和数据链路层使用以太网协议，在应用层使用TCP协议，是MODBUS协议在TCP/IP网络上的一种实现。MODBUS TCP协议具有结构简单、开放性强、易实现等特点，因此在工业自动化领域得到了广泛的应用。

MODBUS TCP协议的基本工作原理是：主设备发送请求到从设备，从设备接收到请求后，进行解析并执行相应的操作，然后将结果返回给主设备。在这个过程中，MODBUS TCP协议定义了丰富的功能码，包括读取和写入寄存器、诊断等，使得MODBUS TCP协议可以满足各种不同的应用需求。

总的来说，MODBUS TCP通讯协议是一种简单、高效、可靠、开放的工业通讯协议，它在工业自动化领域具有广泛的应用前景。

# 2. 三菱PLC在MODBUS TCP中的应用

### 2.1 三菱PLC简介

#### 2.1.1 三菱PLC的特点

三菱PLC（可编程逻辑控制器）是工业自动化领域中广泛使用的控制设备之一。其特点主要表现在以下几个方面：

- **高性能的处理速度**：三菱PLC采用高速的CPU，能够快速处理复杂的控制任务。
- **高可靠性和稳定性**：PLC在设计时考虑了工业环境的严苛条件，具备很强的稳定性和抗干扰能力。
- **灵活的模块化设计**：用户可以根据实际应用的需求选择不同的模块进行组合。
- **丰富的指令集**：三菱PLC提供了丰富的编程指令，支持各种复杂的控制算法。
- **易用的编程软件**：GX Developer和GX Works系列软件支持梯形图、功能块图等多种编程语言，便于用户进行程序编写和调试。

#### 2.1.2 三菱PLC的网络通信能力

三菱PLC在工业通信方面表现突出，尤其是在MODBUS TCP通讯协议方面，提供了多种网络通讯接口和协议支持。其通信能力主要体现在：

- **多样的网络接口**：支持以太网、串行通讯以及多种工业通讯协议。
- **远程诊断与维护**：通过网络，可实现远程监控和维护PLC系统，提高维护效率。
- **数据交互能力**：能够与其他系统设备进行数据交换和共享，支持MODBUS TCP协议进行数据通信。

### 2.2 MODBUS TCP通讯机制

#### 2.2.1 MODBUS TCP数据封装与解析

MODBUS TCP通讯协议在TCP/IP协议基础上运行，其数据封装与解析流程如下：

1. **数据封装**：当三菱PLC需要发送MODBUS TCP消息时，会按照MODBUS协议的要求将数据封装成TCP/IP数据包。
2. **传输层封装**：TCP层将MODBUS消息封装成TCP数据段，加上源端口和目的端口信息。
3. **网络层封装**：IP层将TCP数据段封装成IP数据包，并添加IP地址信息。
4. **数据链路层封装**：最终，数据包经过数据链路层封装，加上MAC地址，通过物理层发送出去。

在三菱PLC端，数据解析的过程则完全相反，从物理层逐层向上解封装，直到恢复成MODBUS消息。

#### 2.2.2 MODBUS TCP命令和响应结构

MODBUS TCP命令和响应遵循一个简单的请求-响应模型。命令和响应都由以下部分组成：

- **事务标识符(Transaction Identifier)**：用于标识请求和响应的匹配。
- **协议标识符(Protocol Identifier)**：用于区分不同的协议。
- **长度字段(Length Field)**：指示后续数据的字节长度。
- **单元标识符(Unit Identifier)**：用于识别远程设备。
- **功能码(Function Code)**：指示请求或响应的操作类型。
- **数据(Data)**：携带执行操作所需的数据。
- **错误检测码(Error-Checking Code)**：用于数据完整性校验。

### 2.3 三菱PLC的MODBUS TCP设置

#### 2.3.1 网络参数配置

在网络参数配置方面，三菱PLC支持通过软件工具进行设置。以GX Works为例，网络设置步骤大致如下：

1. 打开GX Works软件，选择对应的PLC型号进行配置。
2. 进入网络配置界面，选择MODBUS TCP协议。
3. 设置PLC的IP地址、子网掩码、网关等参数，确保其与网络环境相匹配。
4. 设置MODBUS TCP的端口号（通常是502）