工业控制系统安全一体化技术
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《工业互联网网络控制系统安装与调试》一体化课程标准工业网络系统装调是系统生产线交付或系统维护的重要工作,是保证整个系统正常运转重要环节。
系统产线或设备的由于长期运行或使用不当导致系统故障,安装调试人员从组长处接收到系统装调工作任务单后,查阅设备图纸、手册、技术协议等相关技术文件,明确工业网络系统装调流程及相关条件;与现场工作人员进行有效沟通,准确掌握现场情况;通过独立或合作方式,在规定时间内,按作业流程及规范要求完成硬件安装、线路连接、通讯设置与测试、设备与系统平台互联集成、程序调试、数据采集与分析、填写调试报告等工作;作业过程中要有安全意识,在检查合格后交付组长验收,并对本次工业互联网网络控制系统装调进行总结和交流,整理相关技术资料及存档。
作业过程中,安装调试人员要及时做好过程记录,要严格遵守《GB5226.1-2008机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件》等技术标准、行业企业规范、安全生产制度、环境保护制度及“6S”管理要求。
课程目标学习完本课程后,学生应当能胜任工业互联网网络控制系统安装与调试工作,并能与各方人员进行有效沟通,按照企业工作制度和管理规范要求,按时按质完成工作任务,具备良好的沟通能力和团队精神,包括:1.能读懂任务单,接受工作任务,明确作业项目及工期要求。
2.能与现场相关人员进行有效沟通,准确获取现场情况信息。
3.能准确查阅设备图纸、手册、技术协议等相关技术文件,确定工业互联网网络控制系统安装与调试的内容、流程与规范,记录相关技术要求,并综合考虑质量、经济、时间等要求制定调试工作计划。
4.能按规范要求正确使用工作所需的各种工具和仪器仪表。
5.能按照调试工作作业流程及规范要求完成硬件、线路、通讯设置与测试、设备与系统平台互联集成、程序编程与调试、数据采集与分析等工作,并严格执行安全生产制度、环境保护制度。
6.能按照企业内部检验标准进行相应作业项目的自检,并在任务单上正确填写完成时间、自检结果(测试数据),签字确认后交付组长进行验收。
工业控制系统安全及对策摘要:21世纪,随着两个行业的一体化发展,工业控制系统中普遍采用了互联网和信息技术,它的存在已经打破了传统的闭锁状态,造成了木马病毒、信息泄露、数据被破坏等一系列的安全问题。
本文针对目前我国工业控制系统的安全性状况,分析了其存在的主要问题,并从多层次、多层次的角度构建了多层次的综合防护体系,并采用了各种技术手段,并制定了相应的安全标准。
关键词:工业控制系统;网络安全1 引言工业控制体系的安全性是国家政府十分关注的问题。
为加强对行业的安全保护,工信部发布了《工业控制系统信息安全防护指南》;从2016年7月1日起实施的《网络安全法》中,明确指出了加强对我国重大产业基础建设的保护。
这一切都说明了保证工业控制体系的安全性是当务之急。
2工业控制体系中存在的重大安全隐患该系统主要由 SCADA 、 DCS、 PLC、控制系统等组成。
SCADA是工业控制的基本和核心,它的任务是实时、精确地监控和控制远程的生产操作,它包含数据采集、分析处理、控制测量、参数调整、过程计划等,保证了系统的安全、有效地工作;DCS技术是一种较为成熟、结构紧凑的工艺控制体系,其特征可以简单地归纳为“分散式控制,集中管理”,能够适应多种工艺控制的需要。
PLC是能够进行数据采集、运算和分析的独立机器。
因为 SCADA、 DCS、 PLC等不同的系统,其运行方式也不同,其运行方式也不同,因此,针对这些缺陷和弱点,进行针对性的打击,需要针对这些缺陷和弱点进行针对性的打击。
ICS的过程由三个部分组成:受控过程、人机交互界面、远距离的故障检测与维修。
其中,控制流程模块用于对系统的逻辑操作进行控制,接口部分完成了对系统的数据传输,而远程的故障诊断与维修则是保证 ICS系统的稳定、高效率的工作。
由于技术发展的限制,工业控制是一个具有专用软件和专用的通信协议的、相对独立的网络化的、封闭式的、具有专用软件和专用的通信协定,仅注重系统的可利用性,而忽视了对安全的关注。
近年来,随着工业自动化技术的飞速发展,双32位微机及一体化控制技术在工业控制领域逐渐崭露头角。
本文将从深度和广度的角度,对双32位微机及一体化控制技术进行全面评估,并探讨其在工业控制领域的应用前景。
一、双32位微机及一体化控制技术概述双32位微机指的是采用两个32位微处理器的系统,通过双机冗余技术实现对控制系统的双重保护,提高了系统的可靠性和稳定性。
一体化控制技术则是将传统的分散式控制系统集成到一个统一的控制评台中,实现控制系统的集成化和智能化。
二、双32位微机及一体化控制技术的深度评估1. 双32位微机技术的优势与应用双32位微机技术采用双机冗余架构,实现了对控制系统的双重备份,能够在一台主机发生故障时自动切换到备用机,保证系统的连续运行。
在高可靠性和高稳定性的工业控制领域,双32位微机技术无疑具有重要的应用前景。
2. 一体化控制技术的特点与发展趋势一体化控制技术实现了控制系统的集成化,整合了传统的控制单元、人机界面、通信模块等功能,使得控制系统更加简洁高效。
未来,随着工业智能化的发展,一体化控制技术将会成为工业控制的主流趋势。
三、双32位微机及一体化控制技术的广度评估1. 工业控制领域中的应用案例分析在汽车制造、航空航天、石油化工等行业,双32位微机及一体化控制技术已经得到了广泛的应用。
在航空航天领域,双32位微机技术可以实现对飞行控制系统的高可靠性要求;在汽车制造领域,一体化控制技术可以实现整个生产线的集成化管理。
2. 双32位微机及一体化控制技术对工业控制的影响双32位微机及一体化控制技术的出现,标志着工业控制系统正朝着更加智能化、可靠化的方向发展。
它们为工业控制领域带来了新的机遇和挑战,推动了工业自动化技术的不断创新与进步。
四、总结与展望通过对双32位微机及一体化控制技术的深度和广度评估,我们可以看到它们在工业控制领域的重要作用和广阔前景。
未来,随着工业智能化的不断深入,双32位微机及一体化控制技术将会在工业控制领域发挥越来越重要的作用。
工业控制系统信息安全4工业控制系统信息安全一、工业控制系统安全分析工业控制系统(Industrial Control Systems, ICS),是由各种自动化控制组件和实时数据采集、监测的过程控制组件共同构成。
其组件包括数据采集与监控系统(SCADA)、分布式控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)、远程终端(RTU)、智能电子设备(IED),以及确保各组件通信的接口技术。
典型的ICS 控制过程通常由控制回路、HMI、远程诊断与维护工具三部分组件共同完成,控制回路用以控制逻辑运算,HMI 执行信息交互,远程诊断与维护工具确保ICS能够稳定持续运行。
1.1工业控制系统潜在的风险1.操作系统的安全漏洞问题由于考虑到工控软件与操作系统补丁兼容性的问题,系统开车后一般不会对Windows平台打补丁,导致系统带着风险运行。
2. 杀毒软件安装及升级更新问题用于生产控制系统的Windows操作系统基于工控软件与杀毒软件的兼容性的考虑,通常不安装杀毒软件,给病毒与恶意代码传染与扩散留下了空间。
3. 使用U盘、光盘导致的病毒传播问题。
由于在工控系统中的管理终端一般没有技术措施对U盘和光盘使用进行有效的管理,导致外设的无序使用而引发的安全事件时有发生。
4. 设备维修时笔记本电脑的随便接入问题工业控制系统的管理维护,没有到达一定安全基线的笔记本电脑接入工业控制系统,会对工业控制系统的安全造成很大的威胁。
5. 存在工业控制系统被有意或无意控制的风险问题如果对工业控制系统的操作行为没有监控和响应措施,工业控制系统中的异常行为或人为行为会给工业控制系统带来很大的风险。
6. 工业控制系统控制终端、服务器、网络设备故障没有及时发现而响应延迟的问题对工业控制系统中IT基础设施的运行状态进行监控,是工业工控系统稳定运行的基础。
1.2 “两化融合”给工控系统带来的风险工业控制系统最早和企业管理系统是隔离的,但近年来为了实现实时的数据采集与生产控制,满足“两化融合”的需求和管理的方便,通过逻辑隔离的方式,使工业控制系统和企业管理系统可以直接进行通信,而企业管理系统一般直接连接Internet,在这种情况下,工业控制系统接入的范围不仅扩展到了企业网,而且面临着来自Internet的威胁。
工业控制系统是工业装备的灵魂和核心工业控制系统滞后是中国工业大而不强的关键原因。
国外工控系统几乎占领我国大型企业应用高端市场,国内工控企业规模小,竞争力弱,长期以来跟在国外企业后面跑,国产控制系统也难以进入重大工程的关键、核心、主体装备。
唯有加速工控软件的技术标准化进程,尤其是控制组态和执行环境的标准化,才能使得工控软件技术资源得到充分的利用,提高国产工控软件的技术成熟度和竞争力。
工业控制系统主要用于控制工业生产的日常运转,可实现控制指令与现场生产状态信息的交互反馈,是工业装备的灵魂和核心,工业生产装备的价值大部分体现在工业控制系统上。
在机械领域,高端数控机床的伺服数控系统是数控机床的核心,在数控系统控制下,数控机床才具备了强大的运算和处理能力,能够完成更为复杂和精细的加工。
在现在冶金领域,随着信息化建设的深入,企业的合同管理、物资料管理、供应链等管理都依赖于生产控制系统的支持,而企业生产过程完全依靠工业控制系统,已经无法用传统的人工进行控制,工业控制系统已成为企业运行的中枢。
要助力制造业的转型升级,工控软件应该朝着标准化、一体化、智能化和信息化的方向发展。
当前,工控软件与执行环境高度耦合的特性,严重制约着工控软件技术的发展。
唯有加速工控软件的技术标准化进程,尤其是控制组态和执行环境的标准化,才能使工控软件技术资源得到充分利用。
而由于大型制造业环境中生产环节多、工艺特性各异等情况,对控制系统(尤其是工控软件)的一体化需求将显得特别迫切。
尽管工控软件技术一直都在创新发展,但是作为信息产业的一个门类,工控软件业尚处于发展的初级阶段。
马翔表示,现阶段各主要有代表性的工控软件生产商,绝大部分还不是独立的软件产品供应商。
所以,工控软件产业未来的发展趋势是软硬分离,工控技术标准从形式统一提升为执行兼容,最终会形成与事务性处理软件产业殊途同归的局面。
机电控制系统自动控制技术与一体化设计
机电控制系统自动控制技术与一体化设计是一种集机械、电气、传动、控制等多种技
术于一体的综合技术。
其核心是将机械与电气等控制系统集成在一起,实现自动化控制。
通过这种技术手段,可以达到提高生产效率、降低成本和提升产品质量等目的。
机电一体化设计的主要组成部分包括机械构件、控制装置和传感器等。
其中,机械构
件是机电控制系统的物理载体,控制装置则是机电控制系统的主控制单元,负责对系统进
行控制和调节。
传感器则是机电控制系统的感受器,用于感知外界信息并将其转化为电信号。
通过传
感器对机电控制系统进行实时监测和反馈,可以及时调整系统的运行状态,从而有效地提
高系统的控制精度和运行效率。
机电控制系统自动控制技术的应用范围非常广泛,涵盖了制造、交通、医疗、航空等
多个领域。
在高速列车、机器人、CNC数控机床等领域中,机电控制系统已经成为其中的
核心技术。
同时,随着人工智能、物联网等技术的发展,机电控制系统将进一步推动工业
自动化和信息化的发展。
机电控制系统自动控制技术的实现离不开软件技术的支持。
在实际训练中,学生应学
习现代软件工具的使用,如PLC编程、SCADA监控、仿真软件等,以完成自动化控制系统
的设计和仿真。
其中,PLC编程是机电自动化控制技术的核心,涉及到PLC的硬件、软件、控制原理、程序设计等多个方面。
总之,机电控制系统自动控制技术与一体化设计是目前工业自动化的发展趋势,是实
现智能制造的关键技术之一。
通过学习和掌握这种技术,可以为未来的工作和学习提供重
要支持和依据。
汇报人:机械工业仪器仪表综合技术经济研究所史学玲教授
汇报日期:2019年5月9日
演讲者介绍
●史学玲
●国家安全生产专家组成员
●机械工业仪器仪表综合技术经济研究所(ITEI)副总工程师
●IEC TC65 中国专家
●SAC/TC124/SC10 系统及功能安全标准化技术委员会副主任委员
●全国机械安全标准化技术委员会委员
●全国电气安全标准化技术委员会委员
●全国电工电子可靠性与维修性标准化技术委员会委员
2019/5/16
主要内容
一、工业安全与安全一体化
二、工业控制系统安全一体化技术
三、标准体系规划
四、成果验证
3
工业安全(safety)
工业:石油、化工、冶金、电力、机械、运输......
工业是一类特殊的关键基础设施:
关键基础设施是指那些对国家来说非常重要的系统和资产,其遇到的任何
瘫痪或损毁将对国家安全、国家经济安全和/或国家公众健康和安全产生巨
大的破坏性影响
工业安全(Safety):工业设施与系统没有不可接受的风险•风险:
•人身伤害
•财产损失
•环境破坏
•声誉影响
过去安全-责任
现在安全-
技术
未来
安全-协同
已有安全
•消防
•机械安全
•电气安全
•爆炸
•辐射
•……
正被重视的安全
•功能安全
•信息安全
•伦理安全
•……
将被关注的安全
•安全一体化
工业安全(Safety)技术发展历程
工业安全技术随着工业化进程不断更新,但安全问题极为复杂,导致安全生产事故防不胜防。
工业安全与安全一体化通过人的注意力和判断力通过装置和系统采取的安全措施通过人-物-环境协同
人
(人文科学)
组织
(社会科学)
技术
(自然科学)
工业安全与安全一体化
管理
用户
机器
设备
法律
法规
用户在轻松愉悦的环境中获得本质安全
什么是工业的安全一体化?
基于人、物、环境有效协同获得的安全
能自动检测、智能识别工业生产过程中机器装备、环境的危
险状态,随时掌握人的动作和能力,综合使用多个领域、多
门学科技术,建立人、物和环境的协同关系,把风险控制在
可容忍水平
工业安全与安全一体化
●智能安全
●法律法规自符合
●环境自适应
●动态安全距离监测
●人员能力分级
●设备能力分级
●工作职责分配到每天和每个人
●识别并控制了所有风险
●动态的风险评估与控制
工
业
的
安
全
一
体
化
前
景
14
主要内容
一、工业安全与安全一体化
二、工业控制系统安全一体化技术
三、标准体系规划
四、成果验证
8
Thanks
社会应急响应紧急广播工厂应急响应撤离规程减轻
机械减轻系统仪表安全控制系统仪表安全减轻系统操作员监督
预防机械保护系统
操作员校正动作时的过程报警
仪表安全控制系统仪表安全预防系统基本过程控制系统(BPCS)控制与监视系统(过程报警)
操作员监督
工业过程
工业安全(safety )与工业控制系统:
工业中使用两类不同的控制系统:1.工业过程控制BPCS 2.功能安全防护系统
•预防系统•减轻系统•撤离系统
综合使用,实现工业生产过程本质安全
固有安全
本质安全
功能安全
信息安全
•工业控制系统的功能失效可能导致灾难
•安全保护系统功能失效
–形成第二类危险源
–实际风险超过可接受风险,出现“不安全”状态–出现事故概率很高
–事故案例1
•
安全控制系统功能失效–危险立即产生事故案例2
•工业控制系统功能失控•失控,导致破坏、危险
•事故案例3
要让技术在安全的框架内发展,必须实现功能安全
信息安全不但依赖技术,还依赖-适
当的国家战略、健全的政策、全面
的法律框架等。
事件1:2005年3月23日,BP公司在美国
德州的炼油厂在开车过程中发生了多起
爆炸事故,造成15人死亡,170多人受伤。
分析:事故直接原因是液位计失灵。
事件2:2017年5月17日,美国加利福尼
亚州一名特斯拉Model S车主在开启了自动驾驶状态下撞上前方转弯的卡车不幸
身亡。
分析:由于卡车涂装为纯白色,在强烈
反光下,Tesla车载摄像头未能将这辆开车从天空背景中识别出来。
可信性
Dependability 可用性
availability
可靠性reliability
维修性
maintainability
信任性
Credibility
忠实性
fidelity
防护性
Security
关键技术:
•信息安全
•新技术引入后的风险识别与控制
•大数据、大系统
•互联互通
•人工智能
•新产品的失效模式与MTBF数据
•复杂系统的使用维护
•第三方监管
•标准与检测认证
证明安全的技术•审核•评估•验证•确认组成安全的技术•智能设备•子系统
•系统产业链
产业提升和技术进步变更管理试运行和安全确认
SIL
(safety integrity level 安全完整性等级)SL
(security level 信息安全等级)
系统方案制定(IEC61882,IEC61508(GB/T20438),IEC61511(GB/T21109),GT/T30976,
IEC62443
变更管理系统要求规格书产品产业链
和工程服务操作和维护整体技术概况
标准与检测认证
主要内容
一、工业安全与安全一体化
二、工业控制系统安全一体化技术
三、标准体系规划
四、成果验证
13
Thanks
安全一体化技术标准体系规划
需求设计工程运行
变更
生命周期维监视防护控制减轻应急业务维网络协同层
经营管理层
生产管理层
生产过程层基础设施层
层级维
《数字化车间功能安全要求》《数字化车间信息安全要求》
......《智能工厂安全一体化第1部分:一般要求》《智能工厂安全一体化第2部分:风险评估要求》《智能工厂安全一体化第3部分:系统协同设计要求》《智能工厂安全一体化第4部分:系统评测要求》......
Thanks 安全一体化标准系列
工艺设计※
制造运行管理
计划调度
质量管理
工艺执行
生产物流管理
设备管理
执行层
基础层车间信
息交互
车间信
息交互
管理层
企业信息交互
企业信
息交互
设
备
/
系
统
车
间
工
厂
或
企
业企业运营管理
产品生命周期管理
企业资源计划......
工厂级安全一体化管理
应急响应管理
安全计划
信息
安全
安环健
车间级安全一体化管理
危险源管理安全完整性管理
人员安全管理保护层管理一体化风险管理系统信
息交互
系统信
息交互
信息安全管理系统级安全一体化控制/一体化安全设备
制造设备生产资源
安全相关系统/设备安全相关生产资源
动设备静设备机床DCS PLC 人员物料
维修
工具
网络
设施
安全栅安防系统
安全阀SIS FGS
人员安全备件
维修
工具
网络安全设施
信息
交互
安全信
息交互
安全信
息交互
安全信
息交互
安全信
息交互
智能工厂安全一体化管控
——第1部分:一般要求
旨在定义和规范智能工厂安全一体
化架构和一体化安全要素,为智能
工厂一体化安全设计、实施、运行
和维护提供指导。
——第2部分:风险评估要求
建立并规范智能工厂安全一体
化风险评估的内容和流程。
——第3部分:系统协同设计要求
规范安全相关控制系统的信息安
全设计集成应遵循的原则和具体要
求。
——第4部分:系统评测要求
建立和规范安全一体化完善度指
标的评测方法和流程。
提出具体评
测要求。
主要内容
一、工业安全与安全一体化
二、工业控制系统安全一体化技术
三、标准体系规划
四、成果验证
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Thanks 基于风险建模,将物联网的泛在感知、计算机信息技术的数据挖掘和智能分析等有机融合,构建实时、可视、可预测、可追溯、精准控制、精细管理的安全风险管控系统,实现风险管控智能化提升。
安全一体化智能管控系统机械工业仪器仪表综合技术经济研究所
安全一体化智能管控系统
Thanks
试验验证平台
安全一体化标准研究成果在机械工业仪器仪表综合技术经济研究所智能制造综合标准化试验验证平台上开展了试验验证
将信息安全态势感知与功
能安全风险动态趋势结合。