解决方案介绍

一、工控领域的仿真测试需求及现状

近年来，工业控制领域的技术正逐步和IT和CT技术融合，底层通信技术从传统的串口大规模转向以太网和工业以太网技术，无线技术从WiFi演进到和5G融合。工控系统或PLC开发逐步通过采用IT行业主流的技术实现，包括类似于MQTT这些标准协议栈，OPCUA这种IT框架技术都得到了广泛的应用。

随之而来的是，工控领域的测试需求出现了井喷式的爆发。因为IT网络技术的引进，需要对PLC、DCS的网络接口通信能力进行功能、性能和安全性测试，以确保入网工控设备能够符合运行标准要求。5G技术的引进，需要对融合5G模组的工业控制系统的功能、性能以及稳定性也进行验证，看5G技术是否能够有效替代传统的有线通信技术。另外，工控安全行业的蓬勃发展，又带来了大量对工控安全设备本身的功能、性能以及攻击防护能力的测试需求。

然而，目前市场上并没有一款成熟的工控测试产品，能够帮助甲方或者工控设备研发人员进行高效、易用的设备测试。大量的工控产品测试还是采用人工方式，用PC端模拟工具加上PCAP数据比对的方式进行验证。这种初级的测试方法，已经不能适应当前工控技术IT化、CT化带来的要求，无论从测试准确度，测试效率，新技术适配上面都已经远远不能适应现在的现状。国外的高端进口工控测试工具，价格又极其昂贵，很多客户无法承受。
 

二、触点互动工控测试方案

2.1 测试工具优势

触点互动的XproNetworkSimulator系列网络仿真测试工具(简称XproNS或者NS)，可以在标准X86平台上仿真主流的工控协议栈和工控PLC/DC等设备，以非常简单易用的方式实现对工控设备的功能、性能、安全性测试，也可以对工控安全设备进行功能、性能和安全防护能力测试。完美地解决了目前工控行业的测试工具匮乏，测试效率不高的痛点。

2.2 测试PLC设备

XproNS仪表模拟工业互联网管理平台，将指令或数据发送到工业互联网网关设备，转发给PLC，或者直连PLC设备，通过XproNS发送工控指令直接控制PLC设备。通过这一拓扑可以验证PLC设备的协议栈的协议一致性，包括常见的Modbus，Coap，MQTT, IEC 104，IEC61850等协议。

XproNS支持主流的工控协议，同时允许管理员按照标准工控协议进行具体指令的定义来模拟和真实工控环境一模一样的指令动作。

XproNS支持的性能测试指标：

•     PLC设备注册成功率
•     PLC设备注册平均延时
•     PLC设备注册最大延时
•     PLC设备注册最小延时

2.3 测试工业互联网平台

XproNS仪表模拟海量PLC设备对接工控网关设备，网关设备再通过公网接入工业互联网平台。XproNS仪表模拟PLC设备采集数据，并把采集到的数据按照规定模型上报给工业互联网平台。在工业互联网平台上可以看到海量的仿真PLC设备和这些海量PLC生成的海量仿真数据。

通过这一测试，可以在不需要真实PLC设备的情况下，迅速验证工控网关和工业互联网平台的工控PLC接入性能和扩展性。支持的对接协议包括MQTT、 LWM2M、 OPCUA等流行工业互联网接入协议。

支持的性能测试指标：

•     控制指令成功率
•     控制指令重传次数
•     控制指令平均延时
•     控制指令最大延时
•     控制指令最小延时
•     控制指令往返平均延时
•     控制指令往返最大延时
•     控制指令往返最小延时
•     控制指令返回设备数量成功比例

2.4 测试工控安全网关型设备

XproNS仪表模拟海量的PLC/DCS和上位机，用于复现一个真实的工厂或者电网的工控环境。同时串接或者并接工控安全设备，来测试工控安全设备的相关安全防护能力、功能、性能和稳定性。XproNS最多可以支持数万个PLC的模拟，同时可以混合多种工控协议来模拟真实的多协议流量场景。可以测试的设备包括：工控防火墙、工控IDS、工控网闸、工控态势感知系统等。

支持的测试指标：

•     协议识别成功率
•     协议指令解析成功率
•     MODBUS新建/并发性能测试
•     OPCUA新建与并发性能测试
•     MQTT性能测试
•     COAP新建/并发性能测试
•     HANDLE新建/并发性能测试
•     …………

三、XproNS支持的工控协议列表