[发明专利]一种工业控制系统

说明书

本发明涉及一种工业控制系统，属于工业控制领域。本发明为了克服现有的网络防护技术难以满足工业控制对系统的简易性、低成本、易操作等要求，且设计的工业控制系统应当具备良好的网络安全防护功能的问题，采用分层设计的方法，将工业控制系统设计产品生产过程控制、信息采集传输和数据信息读取三层，且引入分流器分流产品生产过程中的模拟和数字信号，采用光电耦合隔离器对产品生产过程控制和数据信息对外链接过程进行隔离。本发明采用的分层设计方法以及引入的分流器和光电耦合隔离器，在有效保证信息传递的实时性的同时，能够隔离外界网络对产品生产过程控制过程的渗透攻击，因此能够极大的提高现代工业控制系统的安全防护性。

技术领域

本发明属于工业控制领域，具体涉及一种工业控制系统。

背景技术

随着工业化与信息化深度融合，工业控制系统的安全问题不断涌现，发生在工控领域的安全事件数量一直居高不下，涉及的行业主包括交通、能源、公共事业等各个领域。工业控制系统安全风险会带来设备、产品等物理资产的损失，对工业基础和经济命脉造成严重威胁。一旦工业控制系统被攻破，直接影响到真实物理世界中的产品生产控制过程，极易产生极其严重的事故。

目前对工业控制系统的渗透攻击已经转变成从信息空间的渗入开始，利用信息空间的病毒攻击达到对工业控制系统物理摧毁的目标。2010年爆发的震网病毒（Stuxnet）是第一个公开针对工业控制系统的病毒武器，该病毒通过篡改德国西门子PLC的底层代码，隐蔽控制用于制作核原料离心机的转速，达到损坏离心机的目的，成功地推迟伊朗核计划，并感染了全球超过45000个网络。2015年，乌克兰部分区域的电力系统受攻击并导致大规模停电，其原因是其国家电网被植入了Black Energy病毒，使多座变电站处于离线状态，从而导致大规模停电。因此，针对现代工业控制系统的信息渗入和攻击，其更隐秘，危害更持久。

现代工业控制系统针对其生产过程中易受网络攻击产生的安全问题，采用了一系列的防护策略和方法，包括信息网络纵深防御、入侵检测、工控蜜罐测试床、审计技术、可信计算可信防御、漏洞扫描、网络物理隔离等。这些防护策略和方法大都是将传统的计算机网络技术架构在工业控制系上并进行修补和改进，虽然能够在一定程度上增加工业控制系统的安全性，但由于计算机网络防护领域对系统保护遵循的是机密性——完整性——实用性的原则，而工业控制系统更希望遵循的是实用性——完整性——机密性的原则。因此，这些防护策略和方法在实现过程中，其复杂程度、防渗透攻击效果、工程施工可行性、经济建设成本、系统匹配性等性能指标往往难以满足实际工业控制系统的要求。

尤其是工业控制系统建设过程中，由于其受限的成本、人员素质、场地等因素，希望系统本身建设得越简易越好，而复杂的网络攻防技术和设备的引入，将导致工业控制系统本身复杂性极大增加，同时对于保障控制系统最基础的底层功能安全可靠运行弊端很大。

因此，当务之急不是对发射场工业控制系统的网络作加法，不断让其承担更多的功能，而是要作减法，保留必要的功能并予以强化，使控制系统的最底层成为一个少而精、运行高效、可靠、坚固的核心，这样才能够在此基础上建立一个功能强大的、完善的、规模庞大的完整系统。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种工业控制系统，以克服现有的计算机网络防护技术难以满足工业控制对系统的简易性、低成本、易操作等要求，且设计的工业控制系统应当具备良好的网络安全防护功能的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种工业控制系统，所述工业控制系统分为生产过程控制系统、信号采集传输系统和数据信息读取系统三大部分，所述生产过程控制系统至少包括CPU模块、信号采集传感器、执行机构、以及DI数字输入模块、DO数字输出模块、AO模拟输出模块和AI模拟输入模块；所述信号采集传输系统至少包括CPU模块、DI数字输入模块、AI模拟输入模块和通信模块；所述数据信息读取系统至少包括网络防火墙和计算机；