工業(yè)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字控制器設(shè)計(jì)

工業(yè)生產(chǎn)中最核心的一大環(huán)節(jié)是工業(yè)控制系統(tǒng),在工業(yè)化以及信息化合為一體后,其產(chǎn)生了一定的隱患,這對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的安全性是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),這篇文章主要說(shuō)明了工業(yè)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用場(chǎng)景以及工業(yè)控制系統(tǒng)的特點(diǎn),并對(duì)其自身所存在的各類問(wèn)題進(jìn)行剖釋,整理時(shí)下信息安全技術(shù),為其安全性的研究以及應(yīng)用提供了相應(yīng)的解決方案。

數(shù)字控制器和變頻器相結(jié)合對(duì)離心泵實(shí)施綜合控制,系統(tǒng)造價(jià)較低,離心泵的工作將更加安全、平穩(wěn)、效率更高。

ddc系統(tǒng)介紹 何謂ddc ddc(directdigitalcontrol)意指「直接數(shù)字控制」。近幾年來(lái)，它代替了傳統(tǒng)控 制組件，如溫度開關(guān)、接收控制器或其它電子機(jī)械組件等，成為各種建筑環(huán)境控制的通 用模式。ddc系統(tǒng)是利用微信號(hào)處理器來(lái)做執(zhí)行各種邏輯控制功能，它主要采用電子 驅(qū)動(dòng)，但也可用傳感器連接氣動(dòng)機(jī)構(gòu)。 所有的控制邏輯均由微信號(hào)處理器，并以各控制器為基礎(chǔ)完成，這些控制器接收傳 感器，常用融點(diǎn)或其它儀器傳送來(lái)的輸入信號(hào)，并根據(jù)軟件程序處理這些信號(hào)，再輸出 信號(hào)到外部設(shè)備，這些信號(hào)可用于啟動(dòng)或關(guān)閉機(jī)器，打開或關(guān)閉閥門或風(fēng)門，或按程序 執(zhí)行復(fù)雜的動(dòng)作。這些控制器可用手操作中央機(jī)器系統(tǒng)或終端系統(tǒng)。 何謂ddc終端系統(tǒng) 一個(gè)終端系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)中用于服務(wù)一單獨(dú)區(qū)域的組成部分，例如:一個(gè)單獨(dú)的風(fēng) 機(jī)盤管控制器、vav控制器、熱泵控制器?等。ddc終端是d

本文從水利工程工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全等方面進(jìn)行分析,對(duì)水利工程工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)工作進(jìn)行思考,提出以\"風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、安全防護(hù)、應(yīng)急響應(yīng)\"為核心的\"三位一體\"的工控安全防護(hù)理念、對(duì)防護(hù)工作流程和防護(hù)工作內(nèi)容做了簡(jiǎn)要介紹,強(qiáng)調(diào)目前水利工程工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)工作重點(diǎn),即風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和安全檢測(cè)、安全培訓(xùn)、防護(hù)技術(shù)(產(chǎn)品)標(biāo)準(zhǔn)研究等。

空調(diào)的用量愈大,消耗電力愈多,直接造成城市供電不足和限電問(wèn)題.文章介紹智能數(shù)字控制器及其在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用,保證提供舒適環(huán)境的前提下,讓空調(diào)系統(tǒng)有效率的運(yùn)轉(zhuǎn),達(dá)到節(jié)能的目的.

根據(jù)工業(yè)控制系統(tǒng)中傳輸信號(hào)的特點(diǎn),針對(duì)工業(yè)傳感器輸出4～20ma直流信號(hào),結(jié)合理論分析,提出一種帶有濾波功能信號(hào)的spd結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)以及ca-dence電路仿真,驗(yàn)證了該信號(hào)spd具有較好的濾波功能,且在電涌電流沖擊測(cè)試下能夠有效地將殘壓限制在設(shè)備耐受的范圍內(nèi)。該電涌保護(hù)器在改進(jìn)了退耦網(wǎng)絡(luò)部分后,不僅起到對(duì)雷電波的抑制,更能對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種高頻干擾信號(hào)進(jìn)行濾除,保證信號(hào)傳輸系統(tǒng)工作穩(wěn)定。

工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全應(yīng)急預(yù)案 為了切實(shí)做好市污水廠網(wǎng)絡(luò)與信息安全突發(fā)事件的防范 和應(yīng)急處理工作，提高污水廠中控系統(tǒng)預(yù)防和控制網(wǎng)絡(luò)與信 息安全突發(fā)事件的能力和水平，減輕或消除突發(fā)事件的危害 和影響，確保市污水廠中控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與信息安全，結(jié)合工作 實(shí)際，制定本預(yù)案。 一、總則 本預(yù)案適用于本預(yù)案定義的1級(jí)、2級(jí)網(wǎng)絡(luò)與信息安全 突發(fā)公共事件和可能導(dǎo)致1級(jí)、2級(jí)網(wǎng)絡(luò)與信息安全突發(fā)公 共事件的應(yīng)對(duì)處置工作。 本預(yù)案所指網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)的重要性是根據(jù)系統(tǒng)遭到 破壞后對(duì)國(guó)家安全、社會(huì)秩序、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、公共利益以及公 民、法人和其他組織的合法權(quán)益的危害程度來(lái)確定的。 （一）分類分級(jí)。 本預(yù)案所指的網(wǎng)絡(luò)與信息安全突發(fā)公共事件，是指重要 網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)突然遭受不可預(yù)知外力的破壞、毀損、故障， 發(fā)生對(duì)國(guó)家、社會(huì)、公眾造成或者可能造成重大危害，危及 公共安全的緊急事件。 1、事件分類。 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)與信息

目前,國(guó)內(nèi)大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)生企業(yè)的信息安全防護(hù)措施很落后,為此,本文提出針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)(ics)[1]的信息安全評(píng)估方法,介紹工業(yè)信息安全改造與傳統(tǒng)it信息安全改造的區(qū)別[2],列舉了工業(yè)控制系統(tǒng)常見的資產(chǎn)、脆弱性和威脅,并將控制系統(tǒng)典型的風(fēng)險(xiǎn)類型進(jìn)行分類、定級(jí).最后,以一個(gè)實(shí)際控制系統(tǒng)為例,推出了一套應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)的安全改造方案.

隨著我國(guó)兩化融合和\"互聯(lián)網(wǎng)+\"戰(zhàn)略的推進(jìn),信息技術(shù)在工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在大幅提升了生產(chǎn)效率的同時(shí),一定程度上也增加了企業(yè)安全生產(chǎn)管理的難度。由于原本相對(duì)獨(dú)立的工業(yè)控制系統(tǒng)越來(lái)越多地與企業(yè)管理網(wǎng)互聯(lián)互通,而企業(yè)的管理網(wǎng)絡(luò)本身又是一個(gè)開放的網(wǎng)絡(luò),這為信息系統(tǒng)的安全威脅向生產(chǎn)系統(tǒng)擴(kuò)散提供了便利條件。同傳統(tǒng)的企業(yè)信息系統(tǒng)不同,工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全直接影響到生產(chǎn)安全。本文對(duì)工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)所面臨的安全威脅進(jìn)行了分析,并對(duì)工控系統(tǒng)信息安全建設(shè)的思路進(jìn)行了探討。

可編程邏輯控制器（plc）是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的新型數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。本生產(chǎn)線控制系統(tǒng)采取了集散式控制結(jié)構(gòu)，將每個(gè)工位分散一臺(tái)plc，單獨(dú)對(duì)該工位的所有設(shè)備進(jìn)行控制。該文就整個(gè)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)硬件模塊和軟件模塊相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析。

工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全 一、工業(yè)控制系統(tǒng)安全分析 工業(yè)控制系統(tǒng)(industrialcontrolsystems,ics)，是由各種自動(dòng)化控制組件和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 采集、監(jiān)測(cè)的過(guò)程控制組件共同構(gòu)成。其組件包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(scada)、分布式 控制系統(tǒng)(dcs)、可編程邏輯控制器(plc)、遠(yuǎn)程終端(rtu)、智能電子設(shè)備(ied)，以及確 保各組件通信的接口技術(shù)。 典型的ics控制過(guò)程通常由控制回路、hmi、遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)工具三部分組件共同完 成，控制回路用以控制邏輯運(yùn)算，hmi執(zhí)行信息交互，遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)工具確保ics能夠 穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。 1.1工業(yè)控制系統(tǒng)潛在的風(fēng)險(xiǎn) 1.操作系統(tǒng)的安全漏洞問(wèn)題 由于考慮到工控軟件與操作系統(tǒng)補(bǔ)丁兼容性的問(wèn)題，系統(tǒng)開車后一般不會(huì)對(duì)windows 平臺(tái)打補(bǔ)丁，導(dǎo)致系統(tǒng)帶著風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行。 2.殺毒軟件安裝及升級(jí)更新問(wèn)

可編程邏輯控制器(plc)是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的新型數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。本生產(chǎn)線控制系統(tǒng)采取了集散式控制結(jié)構(gòu),將每個(gè)工位分散一臺(tái)plc,單獨(dú)對(duì)該工位的所有設(shè)備進(jìn)行控制。該文就整個(gè)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)硬件模塊和軟件模塊相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析。

目前,針對(duì)工控網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)手段主要是傳統(tǒng)it系統(tǒng)防御方法的移植,然而工控系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求和有限的計(jì)算與存儲(chǔ)資源均對(duì)這些防御手段提出了新的要求。入侵檢測(cè)技術(shù)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的通信行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、分析并發(fā)現(xiàn)可疑行為進(jìn)行報(bào)警,便于安全人員及時(shí)采取相應(yīng)措施。因此,近年來(lái)以旁路監(jiān)聽為基礎(chǔ)的工控網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測(cè)得到研究人員的廣泛認(rèn)可。本文將對(duì)工控系統(tǒng)入侵檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行深入分析。

面對(duì)日益嚴(yán)重的工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全威脅,本文從我國(guó)煙草工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全方面的需求及煙草工業(yè)信息安全管理存在的問(wèn)題、特點(diǎn)出發(fā),對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全的解決方案進(jìn)行研究,構(gòu)建一套適應(yīng)于煙草工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全系統(tǒng),保護(hù)煙草工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全,保障工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

針對(duì)常規(guī)模擬控制或單片機(jī)控制的電液比例閥控制器的不足,開發(fā)了一種基于可編程控制器(plc)的pwm控制技術(shù)的比例閥數(shù)字控制器。通過(guò)電液比例閥pwm控制的數(shù)學(xué)模型,分析了數(shù)字控制器中各控制參數(shù)的關(guān)系,進(jìn)行了數(shù)字控制器的硬件和軟件設(shè)計(jì),軟件設(shè)計(jì)中采用了數(shù)字pid算法,并給出了部分主要的plc程序。通過(guò)py-190型平路機(jī)鏟刀控制的實(shí)驗(yàn),表明該數(shù)字控制器重復(fù)精度高、滯后時(shí)間短、抗干擾能力強(qiáng)、性能可靠,并具備較大的通用性。

根據(jù)光伏水泵無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)際需要,提出一種數(shù)字控制器解決方案。為降低控制器續(xù)流損耗,基于同步整流技術(shù)采用mosfet代替體二極管續(xù)流,并可降低控制器溫升,提高系統(tǒng)可靠性。研究了改進(jìn)的無(wú)差拍控制策略,采用自適應(yīng)無(wú)軌跡卡爾曼濾波方法(adaptiveukf)在線辨識(shí)、修正系統(tǒng)參數(shù),以改善力矩電流控制效果。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方案易于數(shù)字實(shí)現(xiàn),參數(shù)辨識(shí)有效,電流控制精度高,提高了系統(tǒng)運(yùn)行性能。

!"#! ·上海建設(shè)科技$%%&年第"期·計(jì)算機(jī)應(yīng)用 !!"直接數(shù)字控制器用于空調(diào)節(jié)能 黃宏 上海得信佳通信設(shè)備有限公司 發(fā)展節(jié)能建筑已成為城市文明和可持續(xù)發(fā)展的 象征。如辦公大樓中空調(diào)的大能量耗電，已直接造成 城市供電不足和夏季限電等，為此，有必要盡快研究 有效的空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方法。本文主要介紹利用樓宇 自動(dòng)控制系統(tǒng)———’’(直接數(shù)字化控制器對(duì)空調(diào) 系統(tǒng)的自動(dòng)控制，達(dá)到既可提供舒適的環(huán)境，又可節(jié) 能的目的。 !概述 在智能建筑中，)*+(,采暖、通風(fēng)和空調(diào)-系統(tǒng) 在冬季或夏季所耗費(fèi)的能量要占到大樓消耗總能量 的"%./&%.。特別是冷凍機(jī)組、冷卻塔、循環(huán)水泵 和空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組等，都是耗能“大戶”?！?是 個(gè)構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作容易的控制設(shè)備，它可借接口轉(zhuǎn)接 設(shè)備，隨負(fù)荷變化作智能系統(tǒng)控制，如空調(diào)冷水循環(huán) 系統(tǒng)、空調(diào)箱變頻自動(dòng)風(fēng)量調(diào)整及冷卻水塔散熱風(fēng) 扇

針對(duì)存在不確定時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),將未知擾動(dòng)和建模誤差轉(zhuǎn)換為滿足給定約束的矩陣,建立具有參數(shù)不確定性的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模型?；趌yapunov穩(wěn)定性理論證明控制系統(tǒng)漸近穩(wěn)定,結(jié)合線性矩陣不等式完成h∞魯棒控制器設(shè)計(jì)。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),比較在不同時(shí)延條件下系統(tǒng)的狀態(tài)響應(yīng)曲線,結(jié)果證明所設(shè)計(jì)的h∞魯棒控制器可以解決系統(tǒng)中存在不確定建模誤差、干擾和時(shí)延等問(wèn)題,具有一定的魯棒性。

據(jù)權(quán)威工業(yè)安全事件信息庫(kù)risi統(tǒng)計(jì),截止到2011年10月,全球已發(fā)生200余起針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)(ics)的攻擊事件。2001年后,通用開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛使用,使針對(duì)ics系統(tǒng)的攻擊行為出現(xiàn)大幅度增長(zhǎng),ics系統(tǒng)對(duì)于信息安全的需求變得更加迫切。目前工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力、水利、污水處理、石油天然氣、化工、交通運(yùn)輸、制藥以及大型制造等行業(yè)中,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),超過(guò)80%涉及國(guó)計(jì)民生的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施依靠工業(yè)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè),工業(yè)控制系統(tǒng)已是國(guó)家安全戰(zhàn)略的重要組成部分。

提出將自組織模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(scfnn)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(ncs)中的遠(yuǎn)程控制器的設(shè)計(jì)。scfnn的學(xué)習(xí)過(guò)程包括結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)和參數(shù)學(xué)習(xí)兩個(gè)階段。結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的目的是對(duì)輸入空間進(jìn)行合理的模糊劃分并動(dòng)態(tài)地生成一組模糊邏輯控制規(guī)則,而參數(shù)學(xué)習(xí)是通過(guò)有監(jiān)督梯度下降法來(lái)調(diào)整隸屬度函數(shù)的參數(shù)以及模糊規(guī)則中結(jié)論部分的權(quán)值。最初的scfnn只有輸入節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn),而經(jīng)過(guò)在線學(xué)習(xí)后逐步生成隸屬度函數(shù)節(jié)點(diǎn)和規(guī)則節(jié)點(diǎn)。對(duì)基于profibus-dp網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試,并與采用修正ziegler-nichols法設(shè)計(jì)的控制器的控制效果進(jìn)行比較,結(jié)果表明基于scfnn思想設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程控制器在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中能夠獲得滿意的控制效果。

工業(yè)監(jiān)控協(xié)議面臨的安全威脅主要有完整性、新鮮性和機(jī)密性等方面的攻擊,而現(xiàn)有工業(yè)監(jiān)控協(xié)議在設(shè)計(jì)時(shí)通常將傳輸數(shù)據(jù)的可用性放在首位,對(duì)協(xié)議的安全性研究主要集中于對(duì)協(xié)議機(jī)密性的改進(jìn),對(duì)協(xié)議完整性認(rèn)證考慮不足。針對(duì)上述問(wèn)題,文章采用消息認(rèn)證碼技術(shù)增強(qiáng)監(jiān)控消息完整性,采用隨機(jī)數(shù)與diffie-hellman密鑰交換算法原理相結(jié)合的技術(shù)生成會(huì)話對(duì)稱密鑰,避免diffie-hellman密鑰交換過(guò)程的中間人攻擊。針對(duì)一些特殊工業(yè)控制系統(tǒng)資源受限等工作環(huán)境特點(diǎn),文章在確保完整性的前提下對(duì)設(shè)計(jì)的協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化,以提高監(jiān)控協(xié)議運(yùn)行效率。通過(guò)安全性與性能分析可知,整套協(xié)議方案可以有效地解決監(jiān)控消息完整性認(rèn)證、抵抗重放攻擊等安全問(wèn)題。

在建筑能耗中，空調(diào)能耗幾乎占到一半比重，所以研究空調(diào)的節(jié)能具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。直接數(shù)字控制器（ddc）是樓宇自控系統(tǒng)中的一部分，能對(duì)建筑物內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)及其設(shè)備進(jìn)行有效控制和管理，使系統(tǒng)在較佳的工況下運(yùn)行，從而達(dá)到提供舒適環(huán)境和節(jié)能的目的。