工业控制系统架构

工控系统信息安全（ICS）产品选型手册说明书

前言随着企业信息化应用的逐渐深入以及两化深度融合的持续推进，我国工业自动化水平得到了很大提高，信息、网络以及物联网技术在智能化生产设备和信息系统中的应用也日趋广泛。

企业为实现系统间的协同和信息共享，工业控制系统逐渐打破了以往的封闭性：采用标准、通用的通信协议及硬软件系统，从而使工业控制系统面临病毒、木马、黑客入侵、拒绝服务等信息安全威胁。

由于工业控制系统多被应用在电力、交通、石油化工、核工业等国家重要的行业中，其安全事故造成的社会影响和经济损失会更为严重。

工业控制系统安全是工业进行信息化和智能化改造的重要因素，因此，只有在保证工控系统安全的前提下，才能够促进企业生产制造安全，从而保障工业智能化带来的生产效率的提高和附加效益的实现。

如何解决工控安全问题已成为企业面临的严峻挑战。

当前，市场上工控安全类产品众多，如何选择一款合适的产品来帮助企业提升工控系统安全防御能力至关重要。

面对企业选型时的种种困惑，e-works本着客观、中立、公正的原则，发布《工控系统信息安全（ICS）产品选型手册》。

旨在通过对工控系统安全领域厂商的产品及技术的全面分析和梳理，为制造企业工控系统安全解决方案的实施与选型提供参考。

选型手册涵盖了威努特、中国网安、力控华康、匡恩网络、海天炜业、绿盟科技、中科网威、谷神星、安点科技等业内主流厂商。

在此，非常感谢厂商市场人员积极配合本次选型工作，主动提供与产品相关的资料和介绍，给选型手册的编撰工作给予的大力支持。

目录前言 (2)一、工业控制系统概述 (4)1．工业控制系统体系架构 (4)2．工业控制系统功能组件 (5)3．工业控制系统安全现状 (7)4．工业控制系统安全问题分析 (8)4.1. 通信协议漏洞 (8)4.2. 操作系统漏洞 (9)4.3. 杀毒软件漏洞 (9)4.4. 应用软件漏洞 (9)4.5. 安全策略和管理流程漏洞 (9)5．工业控制系统安全保障策略 (10)二、产品选型 (11)1．资质评估 (11)2．需求评估 (13)3．功能评估 (16)4．成本评估 (13)5．合同签订 (17)三、案例分析 (20)1．工控系统安全在汽车行业的应用 (19)2．工控系统安全在数控机床行业的应用 (23)3．工控系统安全在石化行业的应用 (25)四、主流厂商及产品 (27)1．威努特 (27)2．中国网安 (28)3．力控华康 (30)4．匡恩网络 (31)5．海天炜业 (32)6．立思辰 (34)7．绿盟科技 (35)8．中科网威 (37)9．谷神星 (38)10．安点科技 (39)e-works研究院介绍 (42)一、工业控制系统概述工业控制系统（Industrial Control Systems, ICS），是由各种自动化控制组件以及对实时数据进行采集、监测的过程控制组件，共同构成的确保工业基础设施自动化运行、过程控制与监控的业务流程管控系统。

工业控制系统网络架构介绍.ppt

工业控制网络最底层的是现场总线控制网络，包含现场控制层和现场设备层，是自动化系统与现场设备相连的唯一网络，是整个控制系统的关键环节。
过程控制与监控网络
现场总线控制网络的上一层是过程控制与监控网络层，这一层包含生产管理层和过程监控层。
企业办公网络
最上面一层是企业网络层，即图中的企业资源层，负责公司日常的商业计划和物流管理、工程系统等，主要涉及企业应用资源，如企业资源配置ERP、生产制造执行系统MES和办公自动化OA等与企业运营息息相关的系统，通常由各种功能的计算机构成。谢谢工业控制系统网络架构介绍
通常将工业控制网络定义为以具有通信能力的传感器、执行器、测控仪表作为网络节点、以现场总线或以太网等作为通信介质，连接成开放式、数字化、多节点通信，从而完成测量控制任务的网络。
工业控制系统网络架构介绍
工业控制系统网络架构介绍
工业控制系统网络架构介绍
现场总线控制网络

2016年工业自动化控制系统企业组织架构和部门职能

2016年工业自动化控制系统企业组织架构和部门职能一、公司组织架构 (2)二、部门主要职职能 (2)1、生产部 (2)2、智能化部、自动化部 (3)3、服务部 (4)4、质检部 (4)5、物流部 (5)6、研发部 (5)7、营销中心 (6)8、财务中心 (6)9、管理中心 (6)10、企划部 (7)一、公司组织架构二、部门主要职职能1、生产部（1）全面负责公司的生产管理工作；（2）根据管理部下达的销售计划编制月、旬的生产计划；（3）按照生产订单，负责生产现场的人力、设备的调度工作；（4）负责公司的安全生产及员工安全作业，并对生产现场的各种消防设施进行定期检查；（5）对工厂的设备仪器的维修、保养计划进行审核并监督执行，对不正常的设备进行及时检修；（6）对公司的原材料、配件的损耗进行严格控制，并制定相关的制度；（7）对各岗位上的员工进行定期的技能培训。

2、智能化部、自动化部（1）负责设计的输入、验证、输出、确认的评审工作，控制设计的质量；（2）负责协调设计过程中各相关部门及内部的组织与协调工作，配合营业部招投标和材料选择、定样；（3）参与技术谈判和对外技术交流；（4）及时了解本部门设计工作情况及相关数据，做出相应合理的安排；（5）根据公司的经营目标和任务，统筹本部门的工作安排，制定工作计划，组织技术力量解决工艺技术问题、技术管理问题，建立技术管理制度，就重大技术事项向公司领导提出决策建议；（6）负责设计文件资料的收集、整理、保管、使用和归档管理；（7）负责各项产品调试及质量验收工作，提供技术支持及图纸解答工作；（8）负责及时指导、处理、协调和解决产品出现的技术问题；（9）积极关注行业的技术发展动向，组织员工参与新技术新应用的学习；（10）对各部门提出技术、品质问题以及产品改进升级需求作出快速反应。

3、服务部（1）建立完善售后服务网络，制定销售服务管理制度；（2）合理调配技术服务人员分工，负责用户的设备安装调试工作；（3）积极响应配合营业部及其他部门提出的售后服务申请，并做好与用户和营业部的交流工作；（4）做好安装调试记录，包括产品标识性信息、用户的详细信息及相关人员信息；（5）服务过程中的信息要及时反馈给营业及相关人员，并做好记录；（6）填写《技术服务报告单》，所涉及的文件文档资料要及时存档备份；（7）负责公司产品在运行过程中质量信息的搜集、汇总、分析，定期向设计部门反馈；（8）负责售后服务文件资料的收集、整理、保管、使用和归档管理。

面向工业智能化时代的新一代工业控制体系架构

现今，随着科技的不断进步和工业智能化的发展，新一代工业控制体系架构已经成为工业界的热门话题。

面向工业智能化时代的新一代工业控制体系架构，将是推动工业生产方式转型升级，提升工业生产效率和质量的关键。

本文将从深度和广度两方面对这一主题展开全面评估，并针对该主题撰写有价值的文章。

我们来简单了解一下工业智能化时代的背景与意义。

当前，全球范围内工业生产正朝着智能化、自动化、数字化发展的方向迈进。

在这个背景下，新一代工业控制体系架构尤为重要。

这种架构不仅需要满足工业生产的实时性、稳定性和可靠性要求，还需要能够更好地适应工业智能化的发展趋势，为工业生产提供更多样化、高效化的解决方案。

接下来，我们将从硬件架构、软件架构以及通信网络三个方面来探讨新一代工业控制体系架构。

在硬件架构方面，新一代工业控制体系架构需要具备更高的计算能力、更可靠的性能以及更智能的控制单元，以应对工业生产中复杂多变的场景。

在软件架构方面，新一代工业控制体系需要具备更灵活、更便捷的编程方式，更智能、更高效的控制算法，以满足工业智能化时代对软件的更高要求。

在通信网络方面，新一代工业控制体系需要拥有更快速、更稳定的数据传输通道，以实现工业生产中各个环节的实时监控和数据传输。

在本文的后半部分，我们将对新一代工业控制体系架构进行总结和回顾，并共享一些个人观点和理解。

新一代工业控制体系架构在面向工业智能化时代的发展中扮演着举足轻重的角色。

它的出现将为工业生产提供更全面、更智能的解决方案，推动工业制造业在智能化时代的跨越式发展。

在总结回顾中，我们可以清晰地看到，新一代工业控制体系架构的发展将不断推动工业制造业的升级，提升其竞争力，在全球范围内发挥着重要作用。

在未来的发展中，我们需要更加注重技术创新、工程实践以及跨界合作，共同推动新一代工业控制体系架构的进一步发展，为工业智能化时代的到来做好充分准备。

通过本文的全面评估和深度探讨，相信读者对面向工业智能化时代的新一代工业控制体系架构已经有了更加清晰的认识。

工业自动化中的自动化控制系统架构

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04
传感器是自动化控制系统中用于检测被控对象状态和参数的
设备。
传感器的种类繁多，包括温度传感器、压力传感器、流量传
感器、位移传感器等。
传感器的精度和可靠性直接影响到控制系统的性能，因此选择合适的传感器非常重要。
传感器通常需要与控制器进行通信，将检测到的数据传输给
控制器进行处理。
提升企业竞争力
自动化控制系统能够提升企业的生产能力和管理效率，增强企业的市场竞争力。
自动化控制系统的发展历程
模拟控制阶段
早期的自动化控制系统采用模拟信号传输方式，控制精度和
稳定性较低。
数字控制阶段
随着计算机技术的发展，数字控制技术逐渐取代模拟控制，提高了控制精度和稳定性。
计算机集成制造阶段
特点
自动化控制系统具有高精度、高可靠性、快速响应等特点，能够满足现代工业生产对高效、安全、环保等方面的要求。
自动化控制系统的重要性
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提高生产效率
自动化控制系统能够实现生产过程的自动化和智能化，提高生产效率，降低生产成本。
保证产品质量
自动化控制系统能够实现精准控制和实时监测，保证产品质量和稳定性。
的设备。
通讯设备包括各种通讯电缆、通讯接口模块、通讯转换器等
。
通讯设备的性能和稳定性对于整个自动化控制系统的信息传输至关重要。
常见的通讯协议包括Modbus 、Profibus、EtherNet/IP等，通讯设备的选择应与控制系统的通讯协议相匹配。
04
自动化控制系统软件
操作系统
实时操作系统
工业自动化中的自动化控制系统架构

工业控制系统架构课件

缺点
随着系统规模扩大，集中式架构可能面临性能瓶颈和安全风险，中央控制器容易成为攻击的目标。
分散式架构
优点
分散式架构将系统划分为多个独立的子系统，每个子系统具有一定的自治能力，能够减轻中央控制器的负担。
缺点
分散式架构增加了系统的复杂性，可能面临通信延迟和协同问题。
分布式架构
优点
分布式架构将系统划分为多个独立的节点，每个节点具有完整的自治能力，能够实现并行处理和负载均衡。
密性。
案例四：智能制造的工业控制应用场景
总结词
智能制造是当前工业控制领域的重要发展方向，其应用场景非常广泛，包括机器人、智能生产线、智能仓储等。
详细描述
智能制造的工业控制应用场景非常广泛，包括机器人、智能生产线、智能仓储等。其中，机器人的应用非常普遍，其控制方式主要是通过PLC或嵌入式系统进行控制，实现自动化操作和精确控制。智能生产线则是由多个机器人和其他设备组成的生产线，实现生产过程的自动化和信息化。智能仓储则是利用物联网技术和传感器技术对仓库进行智能化的管理和控制，提高仓库的管理效率和物流效率。
案例二：汽车制造厂的分布式控制架构
总结词
汽车制造厂的分布式控制架构是一种基于PLC和工业以太网的架构，实现生产过程的自动化和信息化。
详细描述
汽车制造厂的分布式控制架构主要由现场控制层、监控层和信息管理层三个层次组成。现场控制层主要负责生产现场的自动化控制，包括生产设备的控制和生产过程的监测等。监控层则负责对生产过程进行监控和管理，包括生产计划、生产进度、质量检测等。信息管理层则负责对整个制造过程进行信息化管理，包括生产管理、库存管理、人员管理等。
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基于可信计算的工业控制安全体系架构研究_张向宏

（一）可信计算的原理和功能
可信计算的核心思想，就是构造“信任链”和
4
｜保密科学技术｜２０１４年８月
Expert Opinion �
专家之声
PCR 的所有软件度量的列表，然后用只有 TPM 知道
的私钥进行签名，这样，一个可信的客户端就ห้องสมุดไป่ตู้以向第三方证明其软件没有危险。
固产品。同方公司研制了支持完整 TCM 信任链校验的 EFI 固件，提供对系统配置的完整性验证。另外，同方公司还研制出了基于 TCM 安全芯片的安全技术平台 TST 2 . 0 ，对系统进行安全加固。联想公司也推出了基于 TCM 的安全加固服务器，即 T 168 G 7 塔式服务器，可以系统化地解决平台恶意代码防护、可信身份标识及敏感数据保护等关键问题。可信云服务应用。基于可信计算技术构建可信云，主要是利用信任链构建、完整性度量、远程证明及可信网络接入等可信计算机制，为云服务端提供可信运行环境。可信云既能为云服务用户提供云环境的可信证明，也可以验证使用云服务的用户平台可信性。马里兰大学提出的构建云设施信任环境方案，是通过让云用户参与可信云环境的构建过程，建立起云用户与云服务之间的信任。 Santos 等人提出了可信云计算平台（ TCCP ），利用嵌入 TPM 安全芯片的云服务平台提供的可信服务，确保云环境中用户数据和应用的安全性。云安全联盟正在实施可信云计划（ TCI ），期望利用基于硬件安全芯片的可信计算技术，增强对云中设备的身份认证和访问控制。中电网际公司联合可信华泰公司正在开展可信云服务相关研究，期望通过可信计算技术和硬件虚拟化技术，使云用户能够对云应用的隔离执行和行为安全进行验证，保证中央企业的云安全服务。可信移动设备应用。基于可信移动平台（ MTM ）构建的可信移动应用，基于安全启动和可度量等机制保障自身运行环境的可信，有效防范恶意软件对用户端系统的破坏。同时，基于远程证明机制向应用服务端证明本地平台所具备的安全属性，建立服务商对移动用户平台的信任。可信移动应用在手机银行、移动医疗、手机软件下载等方面已经有了广泛应用。可信工业控制设备应用。基于可信计算技术构建的可信工业控制设备，能够对工控设备的运行状态实施基于可信芯片的安全监控，保障工控设备中运行信息的真实性、机密性和完整性，满足工控设备的安全性需求。

工业控制系统逻辑层架构

工业控制系统逻辑层架构工业控制系统逻辑层架构是工业自动化领域中的重要概念，它涉及到了企业内部的生产管理、数据采集与处理、设备控制等方面。

在本文中，将深入探讨工业控制系统逻辑层架构的要素、作用以及未来的发展趋势。

通过这篇文章，您将对工业控制系统逻辑层架构有更全面、深刻和灵活的理解。

在讨论工业控制系统逻辑层架构之前，首先需要明确什么是工业控制系统。

工业控制系统是指用于监控、控制和优化工业过程的自动化系统。

它由硬件设备、软件程序和通信网络等组成，以实现对工业生产过程进行自动化控制。

逻辑层是工业控制系统的一个重要组成部分，它负责处理和管理工业生产过程中的各种信息和数据。

工业控制系统逻辑层架构通常包括以下几个要素：SCADA系统、PLC/DCS控制器、工艺控制算法和数据库。

SCADA系统（Supervisory Control and Data Acquisition）是逻辑层的核心组件，它负责对工业生产过程中各个设备和设施进行监控和数据采集。

PLC （Programmable Logic Controller）/DCS（Distributed Control System）控制器是逻辑层的执行器，它负责根据控制策略对工业设备进行控制。

工艺控制算法是逻辑层的智能核心，它负责根据采集到的实时数据进行运算和决策，以实现生产过程的优化。

数据库是逻辑层的存储和管理中心，它负责存储和处理工业生产过程中的各种数据和信息。

工业控制系统逻辑层架构的作用主要体现在以下几个方面：1. 监控和数据采集：逻辑层负责对工业生产过程中的各个设备和设施进行监控和数据采集。

通过对实时数据的采集和监测，可以及时发现生产过程中的异常情况，并进行相应的处理和调整。

2. 控制和优化：逻辑层负责对工业设备进行控制，根据设定的控制策略对生产过程进行优化。

通过对实时数据的运算和决策，可以实现对工业生产过程的自动化控制，提高生产效率和质量。

3. 数据存储和管理：逻辑层负责对工业生产过程中采集到的各种数据和信息进行存储和管理。

工业控制系统课件

逻辑控制是通过逻辑运算对输入信号进行加工处理，产生输出信号来控制生产过程。
常见的逻辑运算
逻辑运算包括与运算、或运算、非运算等，根据实际需求选择合适的逻辑运算进行组合。
逻辑控制器
逻辑控制器是实现逻辑运算的设备，其种类繁多，常见的有继电器、固态继电器、可编程逻辑控制器等。
逻辑控制在工业中的应用
逻辑控制在工业中广泛应用于开关控制、顺序控制等方面，例如电机启停控制、灯光控制等。
及时处置和总结
对发生的安全事件进行及时处置，并总结经验教训，完善应急预案。
05
工业控制系统发展趋势
随着人工智能和机器学习技术的快速发展，工业控制系统正朝着智能化方向迈进。
智能化工业控制系统能够通过机器学习和人工智能技术，实现自主决策、优化控制和预测性维护等功能，提高生产效率和降低运营成本。
详细描述
工业控制系统课件
contents
目录
工业控制系统概述工业控制系统组成工业控制系统原理工业控制系统安全工业控制系统发展趋势工业控制系统案例分析
01
工业控制系统概述
工业控制系统是一种用于自动化和监控工业过程的系统，它通过收集、处理和传输数据，实现对生产过程的控制、优化和管理。
定义
工业控制系统具有实时性、可靠性和安全性等特点，能够提高生产效率、降低能耗和减少人力成本。
运动控制的组成
运动控制系统通常由运动控制器、伺服驱动器、电机等组成。
运动控制在工业中的应用
运动控制在工业中广泛应用于数控机床、机器人等领域，对于提高生产效率和加工精度具有重要意义。
运动控制的算法
运动控制的算法包括PID控制、模糊控制等，根据实际需求选择合适的算法进行调节。
运动控制的概念
运动控制是指对机械设备的运动部件进行精确控制，使其按照预定的轨迹和参数进行运动。

工业控制系统基本结构

工业控制系统基本结构
工业控制系统是由传感器、控制元件、控制单元和输出设施四部分组成的。

1. 传感器：传感器是工业控制系统中最重要的部分，它主要负责采集实际运行状态及参数，把这些实际运行状态及参数转换成控制系统可识别的电信号输出。

2. 控制元件：控制元件是系统的核心部分，它包括微处理器、数据采集板等元件，根据设定的控制策略，对由传感器采集的参数进行处理，然后发出控制信号，控制相应的设备。

3. 控制单元：控制单元是一种可把控制信号转换成设备可接受的物理形式的设备，它具有信号转换，接收控制信号、反馈信号和工作信号，用于控制某一设备，以达到设定的控制要求。

4. 输出设备：输出设备是工业控制系统的最终动力部分，其主要任务是将控制单元转换的电能转换成机械能，如气动阀、电磁阀、电动机等，从而控制设备的实际运行。

工业控制网络的体系结构及标准

工业控制网络的体系结构及标准1.0 工业控制网络的发展历程机械式/液动式仪表缺点：仪表体积较大，只能实现就地检测、记录和简单的控制，适合单机控制年代：20世纪30年代气动式仪表使用统一的压力信号，带远程发送器，能在远距离外的二次仪表上重现读数，从而能集中在中心控制室进行检测、记录和控制年代：20世纪30年代末和40年代初电动仪表使用4-20mA电流环模拟信号缺点：线缆较多年代：20世纪50年代CCS（ComputerControl System）中央控制计算机系统包括2种类型：SCADA（SupervisoryControl and Data Acquisition）监视控制与计算机采集系统?DDL（Direct Digital Control）直接数字控制系统年代：约1962年特点：控制集中，危险集中，对中央控制计算机要求高DCS（DistributedControl System）集散控制系统/分散控制系统/分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的年代：约1976年FCS（FieldbusControl System）现场总线控制系统年代：约1972年总结（FCS产生的原因）：?生产力水平的发展所要求；?由简到繁、再由繁到简的螺旋式上升发展过程。

1.1 现场总线的概念国际电工委员会制定的国际标准IEC61158对现场总线（fieldbus）的定义是：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。

第2版（Ed2.0）IEC61158-2用于工业控制系统中的现场总线标准——第2部分：物理层规范（Physical Layer Specification）与服务定义（Server definition）又进一步指出：现场总线是一种用于底层工业控制和测量设备，如变送器（transducers）、执行器（actuators）和本地控制器（local controllers）之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。

工业控制系统逻辑层架构

工业控制系统逻辑层架构一、引言工业控制系统是现代工业生产中的重要组成部分，它主要用于对生产过程进行控制和监测。

在工业控制系统中，逻辑层是其架构中的重要组成部分。

本文将从以下几个方面介绍工业控制系统逻辑层架构。

二、工业控制系统概述工业控制系统是指用于对生产过程进行自动化控制和监测的电气、电子设备及相关软件系统。

它可以实现对生产流程、设备运行状态等进行实时监测和数据采集，并通过自动化控制实现对生产过程的优化调整。

三、工业控制系统架构工业控制系统通常由三个层次组成：感知层、逻辑层和执行层。

其中感知层主要用于对生产现场进行数据采集和信号转换；逻辑层则负责处理数据、分析决策并下发指令；执行层则根据指令对设备进行操作。

四、逻辑层架构1. 逻辑层功能逻辑层是整个工业控制系统中最核心的部分，它主要负责处理来自感知层的数据，根据预设规则进行分析决策，并下发指令给执行层。

逻辑层的主要功能包括数据处理、控制策略设计、系统监测和诊断等。

2. 逻辑层组成逻辑层通常由以下几个部分组成：（1）数据采集模块：用于从感知层获取数据，包括模拟量信号和数字信号等。

（2）数据处理模块：用于对采集到的数据进行处理，包括滤波、去噪、校正等。

（3）控制策略设计模块：用于根据生产需求设计控制策略，并生成相应的控制算法。

（4）系统监测模块：用于对整个工业控制系统进行实时监测，包括设备状态、运行情况等。

（5）诊断模块：用于对系统故障进行诊断和排除。

3. 逻辑层架构逻辑层架构通常分为三个部分：上位机、PLC和DCS。

其中上位机主要负责人机交互和数据管理；PLC负责对设备进行实时控制；DCS则主要用于对生产过程进行在线监测和控制。

五、总结工业控制系统是现代工业生产中不可或缺的一部分，逻辑层是其架构中的重要组成部分。

逻辑层的主要功能包括数据处理、控制策略设计、系统监测和诊断等。

逻辑层通常由上位机、PLC和DCS三个部分组成，它们各自负责不同的功能，在整个工业控制系统中起着不可替代的作用。

第2章工业控制系统架构与漏洞分析

操作系统
数据交换协议
专用的通信协议或规约（ OPC 、 Modbus TCP 、 DNP3 等），一般直接使用或作为TCP/IP的应用层兼容性差、软硬件升级困难
TCP/IP协议
系统升级
兼容性好、软件升级频繁
-15-
2.2.2
工业控制系统与信息技术系统比较
工业控制系统信息技术系统实时性要求高，不能停机或重启，实时性要求不高，允许传输延迟，可停机适度的吞吐量或重启，需要高吞吐量要求24h/7d/365d模式的可用性允许短时间/周期性的间断或维护要求实时响应允许一定延时 5～20年 3～5年
系统性能要求
可用性需求时间敏感性系统生命周期信息安全意识及准备
架构安保
没有基础
较好
主要保护服务器、工作站、过程控主要保护 IT 资产和存储或传输的信息。中制器和现场设备央服务器需要更多保护人员安全至关重要，其次是过数据的机密性和完整性至关重要。程的保护。容错是必要的，不能接受暂时停机。容错不那么重要，暂时停机不是主要风险。主要风险影响是不合规、环境、生主要风险的影响是业务操作的延时命、设备和产品的损失系统是按照预期的工业工程设计，系统具有足够的资源支持，可增加第三方可能没有足够的存储和计算资源支应用，如安保解决方案等持增加的安保功能由各系统供应商提供服务支持较多刚刚起步允许多元化的支持风格较少很多
（2）现今流行的先进控制技术：模型预测控制（MPC）、统计质量控制（SQC）、内模控制（IM C）、自适控制、专家控制、神经控制器、模糊控制、最优控制等。（3）发展中的先进控制：非线性控制及鲁棒控制等。
-5-
2.1.3
过程监控层
过程监控层包括数据采集与监控系统（SCADA），分散型控制系统（DCS），安全仪表控制系统（SIS），可编程逻辑控制系统（PLC）的工程师站、操作站、OPC服务器、实时数据库、监控中心等。 1．数据采集与监控系统（SCADA）

工业控制系统架构与漏洞分析课件

安全仪表系统的普及和应用
安全仪表系统能够实时监测和记录工控系统的运行状态和安全事件，提高工控系统的可追溯性和可靠性。
安全产业生态建设
安全产业生态的完善
随着工控系统安全市场的不断发展，工控安全产业链不断完善，形成了一批具有国际竞争力的工控安全企业。
跨行业合作与交流的加强
各行业之间的合作与交流不断加强，共同推动工控系统安全技术的发展和应用。
06 工业控制系统安全发展趋势与展望
CHAPTER
安全发展趋势
工业控制系统安全威胁持续增长
01
随着工业控制系统的广泛应用，针对工控系统的攻击事件不断
增加，安全威胁呈现上升趋势。
工业控制系统安全法规和标准不断完善
02
各国政府和国际组织正在加强工业控制系统安全法规和标准的
制定和实施，以保障工控系统的安全。
工业控制系统架构与漏洞分析课件
目录
CONTENTS
• 工业控制系统概述 • 工业控制系统架构 • 工业控制系统漏洞分析 • 工业控制系统安全防护 • 工业控制系统漏洞修复与应对措施 • 工业控制系统安全发展趋势与展望
01 工业控制系统概述
CHAPTER
定义与特点
定义
工业控制系统（ICS）是一种用于监控、控制和优化工业过程的计算机系统。
访问控制与权限管
理
实施严格的访问控制和权限管理，对不同用户设定不同的权限级别，限制对工业控制系统的非法访问和操作。
安全防护技术
防火墙与入侵检测
部署防火墙和入侵检测系统，实时监测和阻断恶意流量和攻击行为。
数据加密与通信保护
采用数据加密技术和安全通信协议，保护数据传输和存储的安全性。
安全审计与监控

机房专用空调
照明
其他负荷
MES 终端
MES 终端
MES 终端
MES 服务器
工控系统行为检测
准入侵控制/方位控制/身份认证终端监控中心终端安全策略分发中心恶意代码过滤准入侵控制/方位控制/身份认证
工控系统行为审计
MES 终端
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
MES 终端
MES 终端
MES 终端
MES 服务器
10KV市电电源1#
10KV市电电源2#
MIS 终端
MIS 终端
MIS 终端
MIS 终端
MIS 服务器
管理系统
准入侵控制/方位控制/身份认证
入侵检测
终端监控中心终端安全策略分发中心恶意代码过滤准入侵控制/方位控制/身份认证
网络审计
第一防护层制造执行系统第二防护层工业控制系统
MES 终端
10KV配电装置
变压器
变压器
0.4KV配电装置机房专用空调照明其他负荷
UPS UPS电源配电装置列头柜列头柜
双电源IT设备
单电源IT设备
0.4KV 市电电源1#
0.4KV 市电电源2#
ATS （PC级，带旁路） 0.4KV
UPS1 主电源
UPS1 旁路电源
……
UPSn+1 主电源
UPSn+1 旁路电源

工业控制系统安全体系架构与管理平台.doc

工业控制系统安全体系架构与管理平台一、工业控制系统安全分析工业控制系统(IndustrialControlSystems,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。

工业控制方案

-可扩展性：预留系统扩展空间，满足未来生产需求；
-易用性：界面友好，便于操作维护；
-合规性：遵循国家相关法律法规及行业标准。
三、工业控制系统架构
本方案采用分层分布式控制系统架构，包括以下四个层次：
1.现场设备层
现场设备层主要包括各类传感器、执行器、驱动器等，负责实时采集生产过程数据，并根据控制指令执行相应操作。
-现场设备层：包括各种传感器、执行器等现场设备；
-控制器层：包括可编程逻辑控制器（PLC）、远程终端单元（RTU）等；
-数据处理与监控层：包括数据采集与监控系统（SCADA）、历史数据库等；
-管理与决策层：包括生产管理系统、企业资源计划（ERP）等。
2.设备选型与配置
根据生产需求，合理选型配置以下设备：
-对操作人员进行系统操作、维护保养、故障排除等方面的培训；
-对管理人员进行系统管理、优化调整、决策分析等方面的培训；
-设立专门的售后服务团队，提供24小时在线技术支持，确保系统运行无忧。
三、预期效果
本方案实施后，将实现以下预期效果：
-提高生产效率，缩短生产周期；
-降低生产成本，提高企业经济效益；
-提高生产安全性，降低事故风险；
设立专门的售后服务团队，提供24小时在线技术支持，确保系统运行无忧。
八、预期效果
本方案实施后，将实现以下预期效果：
-提高生产自动化水平，缩短生产周期；
-提高生产过程安全性和产品质量；
-降低生产成本，提高企业经济效益；
-提升企业管理水平，增强企业核心竞争力。
九、总结
本方案针对某工业生产企业的需求，制定了一套详细的工业控制方案。通过优化系统架构、设备选型、控制策略等方面，确保生产过程的优化控制。同时，注重人员培训与售后服务，为系统的顺利投运与高效运行提供保障。本方案的实施将为企业可持续发展奠定坚实基础。

现代工业控制系统的基本结构

第1章微型计算机基础
第1章微型计算机基础
0.3 单片机的应用范围
（1）测控系统。
（2）智能仪表。
（3）机电一体化产品。
（4）智能接口。
（5）智能民用产品。（衣、食、住、行）
第1章微型计算机基础
从应用的角度讲，单片机具有如下优点：
集成度高：许多不太复杂的应用场合，只要一片单片机就可以了。系统结构简单：方便使用，方便升级。芯片内部采样模块化结构，增加或者更换一个模块，就得到一个指令系统和引脚兼容的新的单片机产品。扩展方便：存储器、IO扩展方便，可选的外围芯片众多。可靠性高：总线在片内，不易受到干扰。体积小，易于屏蔽。可在各种恶劣条件下工作。运算功能强：有加、减、乘、除、逻辑运算、跳转指令、位操作指令等。容易产品化：很容易形成产品，装入各种仪器，仪表，控制装置中。
第五代计算机（可能）应用生物技术、纳米技术和量子技术
第1章微型计算机基础
三．计算机的分类计算机可分为模拟计算机和数字计算机两大类。
数字计算机按用途又可分为专用计算机和通用计算机。
专用计算机针对某类问题能显示出最有效、最快速和最经济的特性，但它的通用性较差，不适于其它方面的应用。通用计算机按其规模、速度和功能等又可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机及单片机。单片计算机则只由一片集成电路制成，其体积小，重量轻，结构十分简单。
第1章微型计算机基础
二、计算机的发展按照组成计算机的元器件的技术发展水平作为分类的依据，计算机技术的发展已经走过了4代。第一代计算机是电子管计算机（1945~1954年）。第二代计算机是晶体管计算机（1955~1964年）。第三代计算机是集成电路计算机（1965~1971年）。第四代计算机是大规模集成电路计算机。

工业控制平台的架构

工业控制平台的架构一、现有的一些系统架构1．Wonderware的ArchestrA结构图如下：说明：使用统一的配置信息（在Configeration工具中），动态部署，动态加载，可以灵活扩展，所有底层数据都在同一个命名空间中，所以无论数据从何处获取，都可以通过统一的方法获取，如有必要，数据可以存入实时数据库InSQL。

特点：此架构技术性很强，完全面向对象，需要强大的技术才能实现。

此系统只能架构在windows平台上。

2．Citect的Plant2Business说明：所有的数据由底层的数据收集程序收集，然后传送到Plant2Business Server统一集中存放到数据库。

然后通过单独的Web服务和Pocket服务程序对外提供数据。

特点：传统的结构，建立在原有的SCADA基础上，而对原有SCADA系统没有特别的影响。

其实是一个变相的C/S结构。

Plant2Business Server负担过重，扩展性较差。

3．GE的Proficy Real-Time Information Portal说明：所有数据都收集到统一的WebServer的数据库中，任何子系统都通过浏览器获取数据，是典型的B/S结构。

特点：结构简单，但是性能可能需要考虑。

二、863系统架构建议1．系统架构图2．说明⏹所有的数据点的配置都统一保存在DB中，可以通过统一的接口进行访问。

⏹数据点的配置可以分别部署到不同的数据采集程序中，不同的数据采集程序在数据传送总线有统一的对外访问接口。

⏹根据配置数据采集程序收集到的数据可以存放到数据库中。

⏹不同的模块通过TagCore提供的统一的数据访问接口，可以通过DB的配置，由数据传送总线访问到具体的数据采集程序提供的实时数据，也可以访问到DB中的历史数据。

3．特点⏹本框架结构简单，清晰。

⏹扩展性较强。

⏹兼顾到实时性和历史数据两部分的性能。

⏹如果选择数据传输总线合适，那么开发工作可能会降低开发难度。

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