6ES7231-7PB22-0XA8原装代理

   硬件可以解决许多安全性问题。例如，Rabbit Semiconduct公司Rabbit 4000中的加密标准(AES)加密加速功能可以与SSL堆栈一起使用。它能加快处理过程，但它只能为于8位微控制器和另一个网络设备之间传送的数据提供安全性。它不能保证信息的正确性，或来自特定的源，只能保证从A点到B点传输的数据不会被篡改或浏览。SSL/TLS提供端点的认证和加密，但错误的配置很容易受到如中间人攻击(man-in-the-middle attack)之类的影响。由于会被不恰当的使用，所以开发人员不但需要了解怎样使用安全软件和硬件还要了解怎样不滥用或错用它们。简单的在硬件上做文章并不意味着这种方法在长期运行中也能一直管用。安全数字音乐协会(SDMI)是一个数字版权管理(DRM)机构，它使用基于硬件的密钥系统实现数字水印方案。SDMI被发现是有缺陷的，并因此在互联网档案中不见踪影。它与DVD电影中使用的内容加扰系统(CSS)非常相似。

表1：常用加密标准。

表2：常用加密协议。
        SDMI初是使用唯一的、不可更改的密钥。但通常情况下，这样做必须使用更多的硬件来防止篡改。对于物理安全不成问题的许多系统来说，诸如Trusted Computing Group公司的信任平台模块(TPM)这样的平台就可以为系统提供基本的安全性。

        早以独立安全芯片方式实现的许多TPM已被广泛用于IBM笔记本电脑等PC主板中。威盛科技(VIA)公司开发的Padlock版本则增加了像AES加密之类的性能。这类平台可以支持许多操作系统特性，比如Vista的加密文件系统BitLocker。

         Zilog公司开发的基于32位ARM922T的Zatara微控制器集成了保证微控制器安全所要求的大部分功能，包括安全启动ROM和篡改检测支持(图1)。更值得一提的是它带有40kB的安全RAM，如果篡改检测电路受到攻击，这部分RAM将归零。

图1：Zilog公司的32位Zatara安全事务微控制器采用了ARM922内核，与安全有关的特性包括安全启动ROM和电池支撑的SRAM。

       篡改检测早已有之。但它变得越来越普遍，并在向食物链上游的更大处理器转移。大多数64位处理器配备了外部硬件电路来解决这个问题，就像附加了一个TPM一样。诚然，从里到外保证系统的安全对整个安全系统来说至关重要。

        当然，极端安全的系统只有在某些特殊环境下才有要求，例如控制核反应堆或管理大量汇款。在这些情况下，为控制微处理器而增加成本和复杂性不是问题。

软件端的安全性

        不管从哪里开始，软件对系统安全性都至关重要。显然，一开始就运行安全代码是一个好用硬件方案解决的问题。但一旦运行，系统就需要额外的安全软件来管理系统安全性。

        General Software公司推出的带StrongFrame的嵌入式BIOS是解决系统基础软件问题的一种方法。它的启动安全程序(BSA)是一种固件应用程序，能在硬件和应用程序之间建立信任关系。它设计用于防止由于BIOS、操作系统或应用程序进行的未授权篡改而变得不再安全的系统操作。它使用数字签名跟踪受信任的对象。20kB模块可以在ROM中压缩50%。系统可以使用Firmbase Technology公司的信任运算库(TCB)进行扩展，而TCB支持允许定制认证和授权的插件式安全认证机制。

        General Software公司的方法可用于许多标准处理器架构和操作系统，而飞思卡尔公司的Mocana设备安全框架(DSF)则主要用于飞思卡尔的处理器，如PowerQUICC系列。PowerQUICC几乎从推出伊始就有了加密引擎，因为它的使用对象包括了提供虚拟专用网(VPN)支持的路由器和网关。硬件加密功能显著tigao了安全信息的吞吐量。

        Mocana公司有许多软件产品，如嵌入式安全套件(ESS)。Mocana针对飞思卡尔处理器开发的设备安全框架模块可以将这个软件与PowerQUICC安全引擎集成在一起，因此开发人员不必直接处理硬件。这些模块支持SSL服务器、SSL客户端、SSH服务器、SSH客户端、IPsec/IKEv1和IKEv2以及认证管理客户端(CMC)。基于开放标准设计的系统兼容RFC，并能很好地支持多核环境。

tigao安全性

       将安全加速和支持合并在硬件中有它的优势，但这并不是唯一的方式。将支持功能放在微控制器外面实现通常更容易，并且可能更适合某些特殊的应用场合。

        使用安全存储产品是在具有I2C接口的任何微控制器上增加基本安全支持的一种简单方法，比如使用Atmel公司的AT88SC25616C加密存储器(图2)。系统自身具有完备的安全要素，认证全部在芯片内部完成。

图2：Atmel的AT885C2561C有多个密码用来限制对EEPROM中区内数据的访问。在成功进行认证交换后才能访问数据。

        通常，主微控制器上的一个应用可用作进入安全存储器的网关，而该存储器使用外部源(如用户或远端程序)提供的密钥。这样就能访问芯片内部的存储器，而这个芯片通常是另外一个密钥，可被主机用来执行其它安全功能，如认证一个下载的更新或获得对远程系统的访问权。

        大多数安全存储器提供这一等级的支持。Atmel还提供具有多个密钥的更复杂的层次结构，可选择访问芯片内不同的存储区。不同的密钥可以访问重叠区域，从而允许对信息的共享式访问。

        正常情况下这些芯片只存储附加的加密密码或索引，不过也能存储少量的数据。存储密钥可以使附加的加密数据被存储在芯片外面。例如，密钥可以用来解密硬盘上的数据。

         Atmel的13.56MHz RFID CryptoRF采用同样的方式工作，不同的是芯片通过RFID阅读器进行访问。该芯片采用了具有双认证能力的64位加密引擎，存储容量可达64kbits。

        通过将数据存放在象希捷的Momentus 5400 PDE.2这样的硬盘上这种方式可以把大量存储数据链接到微控制器(图3)。安全硬盘提供了对庞大存储数据的访问能力，但在主机和硬盘之间转移的是明码(未加密)数据。

图3：希捷的Momentus 5400 FDE.2可以存储大量数据，同时提供基于硬件的全盘加密(FDE)。

         将加密引擎放在硬盘上的一大优点是它可以根据硬盘的传输速率进行调整。硬盘支持多用户和管理密码。Momentus 5400 FDE.2也兼容于信任平台模块(TPM)。

新的加密方法

         DES(数据加密标准)是一种不再被经常使用的加密标准，很早以前就被许多更强大的技术所代替。同样，3DES(三重DES)已经被更具鲁棒性的AES所替代。当然，AES也不是标准。这正是为什么片上加密系统要不断发展以适合新安全技术的原因。片上加速器通常支持多种加密标准。

         另外一种正在部署的流行加密系统采用的是椭圆形曲线加密法(ECC)。ECC是一种公钥加密系统，基于的是有限域上椭圆曲线的代数结构。对ZigBee等无线技术来说这是一项可选功能。使用它的原因是可扩展性。不管是理论上还是实践上，ECC的扩展性都要好于流行的加密标准AES。
 
        尽管从推出到被大众接受往往都需要很长时间，但加密技术一直在不断创新。挑战一种新方法通常要求更新的思路。来自SecureRF的lgebraic Eraser就是一个很好的例子。它使用线性的安全协议，适用于对称(秘钥)和不对称(公钥)加密算法。

DRM不提供安全性

        DRM对许多系统来说很重要，甚至是很多不安全因素的克星，但它倾向于固定链接基于硬件的安全和加密。它之所以要依赖于硬件支持，部分原因是它需要端到端的内容保护以及满足系统要求的吞吐量。例如，音频流或视频流的加密/解密必须以线速进行，否则回放质量将受到影响。

        消费者要求似乎在推动DRM退出音频领域，但它在视频领域仍很重要。高带宽数字内容保护(HDCP)技术可以保护当前的一些HDTV内容，并且它已被集成进包括蓝光和HDTV驱动设备在内的HDTV源和目标设备中。幸运的是，这些器件之间传送的数据一般被认为是明码数据，因此它不涉及任何加密或保护。一般来说，只有作为端点的设备需要满足这种类型的DRM。

         另一方面，保护应用程序的目标代码经常是需要的。当代码来自不安全的片外器件(如闪存芯片)时，就可能需要加密。在这种情况下，处理器必须在执行时进行数据jiema。这种情况并不常见，但有多种微控制器可以完成这个功能，比如美信公司基于8051的DS5250。

        另外一种方法是复用启动装载工具(boot loader)将片外代码解密到片上RAM，然后从RAM执行。当断电时解密代码会丢失。典型的替代方法是使用片上代码保护机制，它通常能防止闪存被常用的调试方法所读取。在没有附加密钥的情况下它通常会阻止对闪存进行编程。否则一个欺诈应用程序可能被装载进存储器的一小部分空间中，这段程序再将剩下的代码下载进攻击器。

多级安全

        控制代码和对代码的访问通常是微控制器的存储器和系统保护系统的一部分功能。高安全性系统一般会将这个功能与安全启动及安全存储等功能结合起来形成一个安全的操作系统，如来自美国国家安全署(NSA)的安全增强型Linux(SE Linux)。今后还将扩展支持虚拟机。

        除了安全启动和安全存储外，加密并不是系统安全的必要部分。相反，标准微控制器对虚拟存储器和虚拟机的支持能力足够用来实现多级安全(MLS)。系统中还可以集成更多的硬件特性，但在标准微控制器上很少见到。

         开发人员需要了解这些安全因素的理由是，他们不需要额外的硬件，但软件确实对系统的起点做了某种假设，如启动过程和操作系统。无法满足这些假设的系统如果不借助于任何加密手段的话通常会降低性能。遗憾的是，这些安全因素超出了本文讨论的范围，因此不要认为只要简单地包含了硬件加密或者甚至只是包含了安全启动特性就能够提供足够安全的系统。

  自动化立体仓库的出现是物流技术的一个划时代的革新。它大大拓展了仓库功能，从单纯的保管型发展到综合流通型，是未来物流自动化的一个重要发展方向。

        作为现代物流技术的典型代表，自动化立体仓库系统主要由货架、传输设备、存储设备、堆垛机、控制系统、通信系统、计算管理监控系统等辅助配套组成。自动化立体仓库系统能够按照指令自动完成货物的存取，并能对库存货物进行自动管理，完全实现自动化作业。

图1 - 西门子物流与装配（德马泰克）堆垛机、输送机和自走台车

        就其特点而言，自动化立体仓库货架长度大、排列数多、巷道窄，密度高。巷道机上装有各种定位的检测器和安全装置，保证巷道机和货叉能高速、jingque、安全地在货架中取货。立体仓库自动控制方式有集中控制、分离式控制和分布式控制3种。分布式控制是目前国际发展的主要方向，大型立体仓库通常采用三级计算机分布式控制系统。三级控制系统是由管理级、中间控制级和直接控制级组成的。管理级对仓库进行在线和离线管理；中间控制级对通信、流程进行控制，并进行实时图像显示；直接控制级是由可编程序控制器组成的控制系统对各设备进行单机自动操作，使仓库作业实现高度自动化。

        自动化立体仓库该系统具有tisheng物流管理水平与物流运作效率、操作简单、能与ERP系统进行信息集成、节省占地面积、维护方便快捷等诸多优点。对于一些生产型的企业，可以通过MES、ERP、WMS等系统的连接，完成对工厂生产入场喂料物流和成品出场物流，这在国内医药、qiche、烟草、高科技行业中使用较为普遍。整个自动化物流中心的解决方案中，通常有存储系统、输送系统、分拣系统、控制系统、监控系统等组成。巷道堆垛机（AS/RS）、穿梭车（自走台车）、自动导引小车（AGV、LGV）、机器人、分拣设备（比如电子标签）、输送设备等经常被集成在一起建立起一个自动化的解决方案。而对于每一个分系统，比如分拣系统，又经常通过现场总线（PROFIBUS）的方式将PLC、仪表、现场设备、通信线路等连系在一起。对于配送和分拣业务量要求非常大的配送中心，比如烟草、医药、食品行业经常还会用到塔式分拣机。

       与普通仓库相比，自动化立体仓库具有无可比拟的优越性。首先是节约空间、节约劳力。据资料显示：以库存11000托盘、月吞吐10000托盘的冷库为例，自动化立体仓库与普通仓库比较情况为：用地面积为13%、工作人员为21.9%、吞吐成本为55.7%、总投资为63.3%。立体仓库的单位面积储存量为普通仓库的4~7倍。其次是tigao了仓库管理水平和准确度，减少货损，优化、降低库存，缩短周转期，节约资金。

自动化立体仓库未来发展趋势

        普通标准货架的使用。自动化立体仓库的库架比其他的货架系统要昂贵许多，并且当物品尺寸改变时，而无法改变。通过新的旋转式叉（或者其他纸箱夹具）技术可以使巷道式堆垛机运用到普通货架。国际的物流自动化都在进行这方面的设计和研究。

        用于慢速移动物品的分拣。以订单拉动的自动化仓库在大型的分拣中心应用时，对于慢速移动的货品，为了节省拣选面积和拣选库位，一般把那些货品存放在高架库，通过堆垛机进行拣货。

         控制系统更易于维护和安装。目前很多的控制系统是采用现场总线的形式，并且支持远程控制，使得系统维护更加方便和快捷。此外系统的架构、设计、用户界面使得工程技术人员更易于维护，而不需要非常的控制系统或自动化立体仓库的专家进行现场维护。

        系统弹性和更大的工作能力。许多公司在研究如何tigao自动化立体化仓库的工作能力，同时也能tigao系统的弹性，并且随着弹性和工作能力的增加，对于巷道式堆垛机更换提供了更多的弹性空间。比如许多公司在研究同时用堆垛机拣三个周转箱（单位托盘）到三个货位上，这三个货位又可由运输车辆的路线和订单来决定等。

实施自动化立体仓库的注意事项

1、如何选型和确定集成方案
        在确定采用自动化立体仓库后，我们的企业、系统集成商坐在一起共同探讨自动化立体仓库的总体规划、订单分析、物liuliang的计算、仓库物品ABC分类、仓库格局设计、业务流程设计和WMS的功能实现。具体包括了仓库面积、库位、货架、区域划分、堆垛机、输送设备、分拣系统、托盘的设计、业务的流程、WMS的功能、控制系统、监控系统等。并且也要涉及具体设备的选型和报价，根据供应商设备的性能参数计算和评估设备能力平均和大能力能不能达到出入库的要求等。

         新系统的实施或升级，终是离不开管理和业务的需要，有了自动化立体仓库，必然少不了自动化仓库管理系统，只有使用强大的仓库管理系统才能使得仓库管理和业务流程上一个台阶，才能将先进的硬件设备发挥作用和产生效益。这也是仓库管理系统和许多ERP供应商提供的库存管理系统软件有很大不同的地方。仓库管理系统是的仓库管理，它对库内所有的操作、人员、区域、库位、设备进行管理，并能达到任务的优化和作业交叉等。 在做仓储管理系统的选型时，不但要考虑到仓储管理系统支持自动化立体仓库的支持度，而且要考虑仓库管理系统的功能、对当前业务流程的支持、与其他系统（ERP、MES、OM）等的对接，这样在仓库管理才能和企业或配送中心的业务流程、管理需要无缝结合起来。

        在这阶段的工作中，需要将自动化立体仓库及相关辅助系统和设备、控制系统、WMS等完整集成在一起。通常在做这几方面的系统集成要考虑的因素非常多，下面列举两个经常会遇到的问题：

        如果是针对配送中心：WMS如何下达分拣指令、分拣如何实现？比如是按批次、还是波次，指令时按照区域来拣，还是按订单？系统必须保持一定的弹性和灵活性来实现所有的功能。

        如果是针对生产入场物流并要喂料：假如是通过全自动设备提供喂料功能，而不是通过人工、或者生产车间很大的中间库存提供原料的话，那么对系统的性能要求非常高。如果在涉及到原材料（配件）的分拣、组装等操作，那么整个仓库管理系统非常复杂，如何准确、均匀地喂料是一个很重要的考虑。在qiche、高科技和烟草行业经常遇到这样的要求。
       许多自动化立体仓库的集成商自己也开发了一套仓库管理系统，比如西门子物流与装配和大福等世界的物流成套设备供应商，但总体而言，其功能和其他信息管理系统的集成性方面与一些化的第三方仓库管理系统软件还有一定的差距。这些系统集成商的WMS产品也呈现不同的技术特点和功能，但其功能在不同行业应用中也有不同的优点和缺点。对于客户而言，为了实施一个成功的WMS，需要考虑很多方面的因素。

WMS和系统集成商提供的WMS比较

2、WCS与WMS的集成风险
        传统意义上的WMS供应商都不是物流系统集成商，也不具备物流设备设计、制造、集成的能力。尤其在各个行业占有许多市场份额的WMS供应商如何将自己的WMS和那些自动化物流系统进行集成，这主要是WMS和仓库控制系统（Warehouse Control System）的合作了。WCS通常由系统集成商或者设备供应商提供，一般采用标准的TCP/IP协议、RS232或RS485协议等与计算机系统进行通信。而WMS供应商通过中间件技术或者SOCKET通信技术和仓库控制系统进行连接。WCS也可以通过数据包或者数据广播的形式将所有的设备状态信息等全部返回给WMS，与WMS实时通信。在实际对接时，WMS可能涉及到的有电子标签、AS/RS、塔式分拣系统、输送机、分拣机、AGV、机器人等。

图2 - SSA从生产到消费的端到端过程的供应链解决方案

        在实施WMS和WCS对接时，经常会遇到这样的一些问题：从技术上讲WMS和WCS必然要求是连接的，并能进行数据和控制指令的通信，所以在阶段必须确定接口的方案。在硬件上、协议上、通信频率上、数据量上进行确定等。然后针对业务流程和WMS系统功能来设计两者之间的通信和会话。然后建立各自的参数定义，比如设备编码、指令编码等。在做制造业生产入场物流的实时喂料时，系统通信就会变得复杂。接口通信程序必须通过严格的测试后才能在生产现场进行测试。许多WCS的供应商提供产品的模拟测试软件进行与第三方的仓库管理软件进行对接测试。

        图3为SSA EXCEED WMS（原EXE EXCEED WMS）和仓库控制系统的连接逻辑架构，WMS IDX MHE中间件提供了与控制系统和仓库管理系统的对接工具和手段；具体的数据形式可以是以通信数据包的方式或者数据库中间表的形式进行传递。

图3 – SSA IDX MHE多层架构和中间件技术

        在SSA的一个实施案例中，SSA成功地将一个半导体高科技企业客户的自动化立体仓库管理系统与日本大福的群组控制系统与EXCEED WMS成功对接，EXCEED WMS实现了WMS与自动化立体仓库控制系统的出入库指令、动作的实时通信。并满足了企业出入库业务流程和仓库业务流程运作的需要。

1、设计背景

从近几年的国际纺织机械展览会上可以看到：国外的织机制造商，如日本津田驹工业株式会社和丰田公司、意大利的SOMET公司、比利时的PICANOL公司、瑞土的SULZERTEXTIL公司和STAUBLI公司等，机电一体化技术经过几十年的发展，各自形成了具有很高自动化水平的电气控制系统，普遍采用新型高速可靠的微机群或计算机系统和人机界面，具有自诊断和数据采集管理功能，实现电子选纬、电子多臂等控制。而国内的无梭织机其技术水平与国外差距较大，国产剑杆织机的产量很大，但使用的技术普遍是从国外八十年代的机型改进而来，大多采用商用微机，并且档次不一。近两年，中纺机、经纬纺机、聊城纺机、龙力机械和杭州精工等厂家都把PLC应用于剑杆织机的电气控制。本文就使用台达EHPLC为核心而构成的剑杆织机主控电气系统作一介绍。

2、剑杆织机自动化系统分析

通常剑杆织机电控部分分为电子送经、收卷和主控三部分。可见主控部分主要实现织布的功能，其控制对象主要包括主电机、多臂电机、寻纬电机、离合器等。

2.1 点动

(1) 点动的作用

调整滚轮梳位置

断经后重新开车准备

(2) 点动流程：点动流程参见图1。

图1 点动流程图

2.2 盘车

(1) 盘车的作用：手动装布

(2) 盘车流程图：盘车流程参见图2。

图2 盘车流程图

2.3 正反寻纬

(1) 正反寻纬作用

手动调整综框位置

手动调整行程开关位置

(2) 正反寻纬流程：正反寻纬流程参见图3和图4。

图3 手动调整行程开关位置流程图 图4 手动调整综框位置流程图

2.4 开车

(1) 开车作用：织布

(2) 开车流程图：开车流程图参见图5。

图5 开车流程图

2.5 正常停车(手动停车)

正常停车(手动停车)流程参见图6。

图6 停车流程图

2.6 纬停测控

(1) 纬停原因：断纬

(2) 纬停测控流程图：参见图7。

图7 纬停流程图

2.7 经停测控

(1) 经停原因：断经

(2) 经停测控流程图：参见图8。

图8 断经流程图

3、剑杆织机自动化系统设计

3.1 系统组成和特点

(1) 为了tigao控制系统的可靠性，系统硬件以台达公司的DVPEH3200TPLC为核心，配置台达公司的TD220中文文本界面，参见图9。

图9 系统硬件

(2) I/O具体分配

(3) 电源部分：Y0~Y4 为12DCV 电源供电，Y5~Y17为24DCV电源供电。

3.2 人机界面

TD200中文人机界面是台达公司配置TD220。中文信息使操作工和维修工的工作变得方便快捷。各种织机工艺参数设定(见例1)、选纬参数设定(见例2)、生产管理数据(见例3)、

故障信息都在接口上自动显示(一当有故障时)。

例1：开车时间 盘车时间
点动时间 经停空纬否
手动/自动
盘车
纬密

例2：选纬序号(步数) 纬针 纬数(纱数)
1 1 10
2 2 4
3 4 4
4 1 2
5 8 10
6 7 6
7 5 l
………
(注:不同的PLC其可设定的工作选为序号量是不同的)

例3：当前序号(步数):5
当前纬针:8
当前纬数(纱数)：6
乙班(甲班，丙班，丁班可选)产量215m
效 率 99％
总产量1289m

4、系统软件

4.1 程序结构

结合该系统的特点对整个软件系统采用主程序、子程序、中断构成

4.2 诊断保护功能

织机的停车原因在接口上有中文信息提示，在软件上，系统自动监测电磁离合器、多臂机保护、热组件、断纬，断经、行裎开关等。并及时显示和启动保护，以确保产品的质量，避免人为因素。

4.3 参数设定功能

根据工艺要求和客户方便有针对性地画面制作这对操作人员带来极大的方便。

4.4 数据保存功能

设定的工艺参数和生产管理数据有长期保存功能。例如，选纬方式和状况需要掉电保存，织机断电时，PLC必须将织机的位置和当前投纬的序号、纬针、纱数保存起来。系统还具有甲乙丙丁四个班的产量、效率及总产量的数据保存，这对企业的管理有很大的好处。

4.5 选纬功能

软件实现电子选色替代传统的纹板选色，使可操作性大大tigao。然而为了确保选纬的正确，在软件的编制中，考虑必须周全，也包含了一定的技巧。选纬采用间接寻址的方式，利用指标变址E确定选纬器机构选纬序号(步骤)。PLC根据织机的正车或反车，相应的寄诸器加或减。加减及加减的多少由正车、反车、计数开关结合处理

5、系统设计特点

5.1 启动迅速

再次打纬时，织机车就应达到或接近正常运转速度为此要高压启动。

5.2 制动平稳快捷

停车位置准确，这样有利于重新开车启动，这里就体现出相应时间快，为此我们采用中断处理。

5.3 操作方便

即有正常启，制动功能，已有实现某些特殊操作，如选纬工艺设定，点动、停手动正反寻车等。

6、系统应用

本系统已在山东聊城剑杆织机试用，系统相当稳定可靠。系统进行监测。

具有结构简单，操作方便，接口简洁，稳定可靠，成本低廉等优点，是传统控制系统的佳替代产品，并可供应用其它PLC控制系统时参考。该系统具有大批量产品化潜力，具有广阔的市场前景。