CN103544451B - 基于分期维护的plc加密方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可编程控制器，具体地说是一种可分期维护并且能够有效防止控制信息泄密的基于分期维护的PLC加密方法及系统，其特征在于还设有上位密码生成器，上位密码生成器中设有维护授权码生成模块、PLC序列号关联模块、分期维护码生成模块，编译器中还设有时间维护密匙设定模块、授权信息输入模块，用于将时间维护密匙、维护授权码以及PLC序列号嵌入当前的工程文件中的授权信息嵌入模块，授权信息嵌入模块的前端分别与时间维护密匙设定模块、授权信息输入模块相连接，授权信息嵌入模块的后端与编写模块相连接，执行器中设有位于执行模块前端的校验模块，本发明与现有技术相比，与现有技术相比，下载文件灵活传递，且加强了保密性。

Description

基于分期维护的PLC加密方法及系统
技术领域
本发明涉及可编程控制器，具体地说是一种可分期维护并且能够有效防止控制信息泄密的基于分期维护的PLC加密方法及系统。
背景技术
众所周知，PLC是一种可编程逻辑控制器，它采用可编程的存储器，用于存储其内部程序，设有相关功能组件如计数器、定时器等，用于执行逻辑运算、计数等指令，并通过输出控制各类机械或生产过程。可编程控制系统（简称PLC）由编译器和执行器组成，编译器为电脑上位软件，用于用来编辑控制程序，并将控制程序向执行器内写入，执行器为PLC硬件，用于执行控制程序并控制设备输出。
现有技术中工程人员在编译设备上编译生成的文件包括包含工程信息但不可再次编译的下载文件和包括工程信息且可以对其进行直接编译/修改的工程文件，为了防止资料泄密以及保证工程文件的准确性，工作人员之间通过传递下载文件，完成在不同空间位置PLC控制器的运转。然而由于现有的下载文件可以在符合其参数的任何一台PLC控制器中运转，依然无法彻底防止资料泄密，给生产者带来损失。
另外，在现有技术中，储存有程序的控制器可以长久运行，无法进行控制，不方便用户的分期维护及分期付款需求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出一种能够分期维护并且有效提高PLC控制器中编译信息的保密性的基于分期维护的PLC加密方法及系统。
本发明可以通过以下措施达到：
本发明所述的一种基于分期维护的PLC加密方法，还可以通过在建立工程文件时添加时间维护密匙，进一步提高其保密性，具体步骤如下：
步骤1：上位密码生成器中的维护授权码生成模块生成唯一的维护授权码，
步骤2：向编译器输入维护授权码，并在建立工程文件时通过时间维护密匙设定模块设定针对该工程文件的时间维护密匙，
步骤3：上位密码生成器中的PLC序列号关联模块将编译器中建立的工程文件与某一PLC序列号相关联，所述PLC序列号与用于运行该工程文件的PLC执行器内固化的PLC序列号一致，
步骤4：编译器将与PLC序列号关联完毕的工程文件编写完毕后，将工程文件信息、PLC序列号、维护授权码以及时间维护密匙一同处理，生成工程文件和下载文件，其中PLC序列号、维护授权码及时间维护密匙均嵌于下载文件中，
步骤5：将编译器中生成的工程文件或下载文件通过下载电缆下载至执行器中，根据下载程序的工程师的权限，可以通过编译软件将工程文件向PLC中下载；或持下载文件向PLC中下载；
步骤6：上位密码生成器结合时间维护密匙、维护授权码、工程运行起止日期以及PLC序列号生成至少一个分期维护码，其中工程运行起止日期由密码生成人员根据实际情况设定，
步骤7：向执行器中的校验模块输入分期维护码，校验模块运行分期维护码后，根据时间维护密匙和维护授权码对步骤5中接收的信息进行解码，解码出来的内容包括PLC序列号、工程起止日期，将解码出来的PLC序列号与执行器中存储的PLC序列号比较，判断二者是否一致，如果一致，则进入步骤8，否则，停止运行，
步骤8：校验模块比较解码后的工程运行起始日期与当前日期是否一致，如果一致，则进入步骤9，否则，停止运行，
步骤9：执行器的校验模块比较解码后的工程运行截止日期与当前日期，若截止日期已过，执行器停止运行并输出报警信号，提醒使用者输入正确的分期维护码，使用者输入正确的分期维护码后重复步骤7至步骤9，若截止日期未过，则执行器正常运行工程文件，并在运行过程中通过校验模块不断将工程运行截止日期与当前日期比较，若截止日期已过，执行器停止运行并输出报警信号，提醒使用者输入正确的分期维护码，使用者输入正确的分期维护码后重复步骤7至步骤9，若截止日期未过，则执行器正常运行工程文件。
本发明可以根据具体情况，选择是否通过PLC序列号关联模块将工程文件与某一PLC序列号进行关联，进而实现对该工程文件的保密以及非保密情况下的建立、编译和执行。
本发明步骤7中向执行器中的校验模块输入分期维护码通过触摸屏或者其他人机界面设备向执行器中的特殊寄存器中写入分期维护码当天日期对应的工程分期维护码；或通过配套的上位软件向PLC执行器中写入工程起始日期对应的工程分期维护码；或通过支持本PLC通讯协议的设备写入分期维护码当天日期对应的工程分期维护码。
本发明步骤7中，当前时间通过编译器设置，在以下三种方式中的任意一种或几种获得：从执行器获得，从与PLC执行器相连的人机界面获得或从其他支持本PLC通讯协议的设备中获得，这使得除了工程人员外，其他人无法知道具体的时钟来源，起到了很好的加密作用。
本发明中执行器中存储模块内本地维护授权信息中的PLC序列号可以为PLC执行器在出厂前固化到执行器内的信息，不会因执行器格式化或更新程序而变化。
本发明中如果执行器在进行校验时，当前时间被更改为小于更改之前的时间，能够产生报警标志以提醒用户查看是否恶意更改，用户可根据此标志进行相应的控制。
本发明中生成的分期维护码为随机码，同一组工程运行起始日期、工程运行截止日期以及PLC控制器的序列号所生成的工程分期维护码随机变化，增强了保密性。
一种基于分期维护的PLC系统，包括编译器、执行器，编译器与执行器相连接，编译器中设有用于编写PLC控制程序的编写模块、与编写模块相连接的存储模块、位于编写模块后端的与存储模块相连接的编译模块，执行器中设有用于存储PLC控制程序的存储器、与该存储器相连接的用于执行PLC控制程序的执行模块，其特征在于还设有
上位密码生成器，上位密码生成器中设有维护授权码生成模块、PLC序列号关联模块、分期维护码生成模块，编译器中还设有时间维护密匙设定模块、用于输入PLC序列号和维护授权码的授权信息输入模块，用于将时间维护密匙、维护授权码以及PLC序列号嵌入当前的工程文件中的授权信息嵌入模块，授权信息嵌入模块的前端分别与时间维护密匙设定模块、授权信息输入模块相连接，授权信息嵌入模块的后端与编写模块相连接，执行器中设有位于执行模块前端的校验模块。
本发明在使用时，上位密码生成器可以安装在独立的上位机上，上位密码生成器安装完毕后，其中的维护授权码生成模块基于本台电脑的信息生成唯一的维护授权码，工程人员开始利用编译器建立工程文件之后，需要将该维护授权码输入编译器中的工程文件中，为了进一步提高保密效果，工程人员可以在建立工程文件时设定时间维护密匙，上位密码生成器中的PLC序列号关联模块可以将编译器中建立的工程文件与某一PLC序列号相关联，使得该工程文件仅能在该PLC序列号下的执行器内运行，编译器内的编译模块在对工程文件编译后产生两种可用的文件，其一是工程文件，不仅可以下载到执行器中运行工程，还可以阅读工程或更改工程，其二是下载文件，是一种乱码显示的文件，只能下载到PLC中运行工程，无法阅读程序或更改程序，根据具体要求和权限的不同，将工程文件通过下载电缆直接从编译器下载至执行器或通过下载人员通过下载文件下载到执行器中，执行器内设有校验模块，由于此时校验模块尚未进行有效校验，下载至执行器内的下载文件还不能运行，这时在上位密码器中的分期维护码生成模块内输入时间维护密匙、维护授权码、PLC序列号以及根据具体情况设定的工程运行起止日期，生成至少一个分期维护码，将该分期维护码输入至执行器的校验模块中，依次对PLC序列号、工期运行起始时间进行校验，校验成功后运行下载文件中的工程文件，并在运行的过程中对工期运行截止时间进行监控，一旦当前时间达到工期运行截止时间，停止运行工程文件，达到保护工程文件的目的。
本发明与现有技术相比，能够分期维护并且有效提高PLC控制器中编译信息的保密性，下载文件能够以工程文件可见方式以及工程文件不可见方式灵活传递，安全可靠，保密性高。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
附图标记：编译器1、执行器2、编写模块3、存储模块4、编译模块5、存储器6、执行模块7、上位密码生成器8、维护授权码生成模块9、PLC序列号关联模块10、分期维护码生成模块11、时间维护密匙设定模块12、授权信息输入模块13、授权信息嵌入模块14、校验模块15。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明提出了一种基于分期维护的PLC加密方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：上位密码生成器中的维护授权码生成模块生成唯一的维护授权码，
步骤2：向编译器输入维护授权码，并在建立工程文件时通过时间维护密匙设定模块设定针对该工程文件的时间维护密匙，
步骤3：上位密码生成器中的PLC序列号关联模块将编译器中建立的工程文件与某一PLC序列号相关联，所述PLC序列号与用于运行该工程文件的PLC执行器内固化的PLC序列号一致，
步骤4：编译器将与PLC序列号关联完毕的工程文件编写完毕后，将工程文件信息、PLC序列号、维护授权码以及时间维护密匙一同处理，生成工程文件和下载文件，其中PLC序列号、维护授权码及时间维护密匙均嵌于下载文件中，
步骤5：将编译器中生成的工程文件或下载文件通过下载电缆下载至执行器中，根据下载程序的工程师的权限，可以通过上位软件将工程文件向PLC中下载；或持下载文件向PLC中下载；
步骤6：上位密码生成器结合时间维护密匙、维护授权码、工程运行起止日期以及PLC序列号生成至少一个分期维护码，其中工程运行起止日期由密码生成人员根据实际情况设定，
步骤7：向执行器中的校验模块输入分期维护码，校验模块运行分期维护码后，根据时间维护密匙和维护授权码对步骤5中接收的信息进行解码，解码出来的内容包括PLC序列号、工程起止日期，将解码出来的PLC序列号与执行器中存储的PLC序列号比较，判断二者是否一致，如果一致，则进入步骤8，否则，停止运行，
步骤8：校验模块比较解码后的工程运行起始日期与当前日期是否一致，如果一致，则进入步骤9，否则，停止运行，
步骤9：执行器的校验模块比较解码后的工程运行截止日期与当前日期，若截止日期已过，执行器停止运行并输出报警信号，提醒使用者输入正确的分期维护码，使用者输入正确的分期维护码后重复步骤7至步骤9，若截止日期未过，则执行器正常运行工程文件，并在运行过程中通过校验模块不断将工程运行截止日期与当前日期比较，若截止日期已过，执行器停止运行并输出报警信号，提醒使用者输入正确的分期维护码，使用者输入正确的分期维护码后重复步骤7至步骤9，若截止日期未过，则执行器正常运行工程文件。
本发明步骤7中向执行器中的校验模块输入分期维护码通过触摸屏或者其他人机界面设备向执行器中的特殊寄存器中写入分期维护码当天日期对应的工程分期维护码；或通过配套的上位软件向PLC执行器中写入工程起始日期对应的工程分期维护码；或通过支持本PLC通讯协议的设备写入分期维护码当天日期对应的工程分期维护码。
本发明步骤7中，当前时间通过编译器设置，在以下三种方式中的任意一种或几种获得：从执行器获得，从与PLC执行器相连的人机界面获得或从其他支持本PLC通讯协议的设备中获得，这使得除了工程人员外，其他人无法知道具体的时钟来源，起到了很好的加密作用。
本发明中执行器中存储模块内本地维护授权信息中的PLC序列号可以为PLC执行器在出厂前固化到执行器内的信息，不会因执行器格式化或更新程序而变化。
本发明中如果执行器在进行校验时，当前时间被更改为小于更改之前的时间，能够产生报警标志以提醒用户查看是否恶意更改，用户可根据此标志进行相应的控制。
本发明中生成的分期维护码为随机码，同一组工程运行起始日期、工程运行截止日期以及PLC控制器的序列号所生成的工程分期维护码随机变化，增强了保密性。
如附图1所示，本发明还提出一种基于分期维护的PLC系统，包括编译器1、执行器2，编译器1与执行器2相连接，编译器1中设有用于编写PLC控制程序的编写模块3、与编写模块3相连接的存储模块4、位于编写模块3后端的与存储模块4相连接的编译模块5，执行器2中设有用于存储PLC控制程序的存储器6、与该存储器6相连接的用于执行PLC控制程序的执行模块7，其特征在于还设有
上位密码生成器8，上位密码生成器8中设有维护授权码生成模块9、PLC序列号关联模块10、分期维护码生成模块11，编译器1中还设有时间维护密匙设定模块12、用于输入PLC序列号和维护授权码的授权信息输入模块13，用于将时间维护密匙、维护授权码以及PLC序列号嵌入当前的工程文件中的授权信息嵌入模块14，授权信息嵌入模块14的前端分别与时间维护密匙设定模块12、授权信息输入模块13相连接，授权信息嵌入模块14的后端与编写模块3相连接，执行器中设有位于执行模块前端的校验模块15。
本发明在使用时，上位密码生成器可以安装在独立的上位机上，或者与编译器安装在同一台电脑中，上位密码生成器安装完毕后，其中的维护授权码生成模块基于本台电脑的信息生成唯一的维护授权码，工程人员开始利用编译器建立工程文件之后，需要将该维护授权码输入编译器，为了进一步提高保密效果，工程人员可以在建立工程文件时设定时间维护密匙，上位密码生成器中的PLC序列号关联模块可以将编译器中建立的工程文件与某一PLC序列号相关联，使得该工程文件仅能在该PLC序列号下的执行器内运行，编译器内的编译模块在对工程文件编译后产生两种可用的文件，其一是工程文件，不仅可以下载到执行器中运行工程，还可以阅读工程或更改工程，其二是下载文件，是一种乱码显示的文件，只能下载到PLC中运行工程，无法阅读程序或更改程序，根据具体要求，将工程文件通过下载电缆直接从编译器下载至执行器或将下载文件将程序下载到执行器中，执行器内设有校验模块，由于此时校验模块尚未进行有效校验，下载至执行器内的下载文件还不能运行，这时在上位密码器中的分期维护码生成模块内输入时间维护密匙、维护授权码、PLC序列号以及根据具体情况设定的工程运行起止日期，生成至少一个分期维护码，将该分期维护码输入至执行器的校验模块中，依次对PLC序列号、工期运行起始时间进行校验，校验成功后运行下载文件中的工程文件，并在运行的过程中对工期运行截止时间进行监控，一旦当前时间达到工期运行截止时间，停止运行工程文件，达到保护工程文件的目的。
本发明与现有技术相比，能够分期维护并且有效提高PLC控制器中编译信息的保密性，下载文件能够以工程文件可见方式以及工程文件不可见方式灵活传递，安全可靠，保密性高。

Claims (7)

1.一种基于分期维护的PLC加密方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：上位密码生成器中的维护授权码生成模块生成唯一的维护授权码，
步骤2：向编译器输入维护授权码，并在建立工程文件时通过时间维护密匙设定模块设定针对该工程文件的时间维护密匙，
步骤3：上位密码生成器中的PLC序列号关联模块将编译器中建立的工程文件与某一PLC序列号相关联，所述PLC序列号与用于运行该工程文件的PLC执行器内固化的PLC序列号一致，
步骤4：编译器将与PLC序列号关联完毕的工程文件编写完毕后，将工程文件信息、PLC序列号、维护授权码以及时间维护密匙一同处理，生成工程文件和下载文件，其中PLC序列号、维护授权码及时间维护密匙均嵌于下载文件中，
步骤5：将编译器中生成的工程文件或下载文件通过下载电缆下载至执行器中，根据下载程序的工程师的权限，可以通过上位软件将工程文件向PLC中下载，或持下载文件向PLC中下载，
步骤6：上位密码生成器结合时间维护密匙、维护授权码、工程运行起止日期以及PLC序列号生成至少一个分期维护码，其中工程运行起止日期由密码生成人员根据实际情况设定，
步骤7：向执行器中的校验模块输入分期维护码，校验模块运行分期维护码后，根据时间维护密匙和维护授权码对步骤5中接收的信息进行解码，解码出来的内容包括PLC序列号、工程起止日期，将解码出来的PLC序列号与执行器中存储的PLC序列号比较，判断二者是否一致，如果一致，则进入步骤8，否则，停止运行，
步骤8：校验模块比较解码后的工程运行起始日期与当前日期是否一致，如果一致，则进入步骤9，否则，停止运行，
步骤9：执行器的校验模块比较解码后的工程运行截止日期与当前日期，若截止日期已过，执行器停止运行并输出报警信号，提醒使用者输入正确的分期维护码，使用者输入正确的分期维护码后重复步骤7至步骤9，若截止日期未过，则执行器正常运行工程文件，并在运行过程中通过校验模块不断将工程运行截止日期与当前日期比较，若截止日期已过，执行器停止运行并输出报警信号，提醒使用者输入正确的分期维护码，使用者输入正确的分期维护码后重复步骤7至步骤9，若截止日期未过，则执行器正常运行工程文件。
2.根据权利要求1所述的一种基于分期维护的PLC加密方法，其特征在于步骤8与步骤9中当前时间通过以下三种方式中的任意一种或几种获得：从执行器获得，从与PLC执行器相连的人机界面获得或从其他支持本PLC通讯协议的设备中获得。
3.根据权利要求1所述的一种基于分期维护的PLC加密方法，其特征在于步骤7中执行器中存储的PLC序列号为执行器在出厂前固化到执行器内的信息，不会因执行器格式化或更新程序而变化。
4.根据权利要求1所述的一种基于分期维护的PLC加密方法，其特征在于步骤9中，如果当前日期被更改为小于更改之前的时间，能够产生报警标志以提醒用户查看是否恶意更改，用户可根据此标志进行相应的控制。
5.根据权利要求1所述的一种基于分期维护的PLC加密方法，其特征在于步骤6中生成的分期维护码为随机码，同一组工程运行起始日期、工程运行截止日期以及PLC控制器的序列号所生成的工程分期维护码随机变化。
6.根据权利要求1所述的一种基于分期维护的PLC加密方法，其特征在于步骤7中向执行器中的校验模块输入分期维护码通过触摸屏或者其他人机界面设备向执行器中的特殊寄存器中写入分期维护码当天日期对应的工程分期维护码；或通过配套的上位软件向PLC执行器中写入工程起始日期对应的工程分期维护码；或通过支持本PLC通讯协议的设备写入分期维护码当天日期对应的工程分期维护码。
7.一种基于分期维护的PLC系统，包括编译器、执行器，编译器与执行器相连接，编译器中设有用于编写PLC控制程序的编写模块、与编写模块相连接的存储模块、位于编写模块后端的与存储模块相连接的编译模块，执行器中设有用于存储PLC控制程序的存储器、与该存储器相连接的用于执行PLC控制程序的执行模块，其特征在于还设有上位密码生成器，上位密码生成器中设有维护授权码生成模块、PLC序列号关联模块、分期维护码生成模块，
编译器中还设有时间维护密匙设定模块、用于输入PLC序列号和维护授权码的授权信息输入模块，用于将时间维护密匙、维护授权码以及PLC序列号嵌入当前的工程文件中的授权信息嵌入模块，授权信息嵌入模块的前端分别与时间维护密匙设定模块、授权信息输入模块相连接，授权信息嵌入模块的后端与编写模块相连接，执行器中设有位于执行模块前端的校验模块。
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