[发明专利]用于工业控制系统的不同仿真步长网络安全半实物仿真系统

说明书

本发明公开了一种用于工业控制系统的不同仿真步长网络安全半实物仿真系统，本发明涉及工业控制半实物仿真测试技术领域，包括被模拟的工业控制系统中的工业分散控制系统，以及用于对工业控制系统中的执行机构进行仿真的执行机构仿真系统，是一种针对同一工业控制系统控制的不同仿真步长的设备，装置创造性提出的将快时变执行机构和慢时变执行机构仿真进行解耦的不同仿真步长网络安全半实物仿真系统。

技术领域

本发明涉及工业控制半实物仿真测试技术领域，尤其涉及一种用于工业控制系统的不同仿真步长网络安全半实物仿真系统。

背景技术

网络是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的。网络通信是通过网络将各个孤立的设备进行连接，通过信息交换实现人与人、人与计算机、计算机与计算机之间的通信。

网络通信安全是指通过各种计算机、网络、密码技术和信息安全技术，确保在通信网络中传输、交换和存储的信息完整、真实和保密，并对信息的传播及内容具有控制能力，网络通信安全性粗略地分为四个相互交织的部分：保密、鉴别、反拒认以及完整性控制。

随着控制技术和通信技术的进步，分散控制在当今工业控制中普遍应用，控制系统中关联的不同特性的执行机构越来越多，网络安全问题日益凸显。研究和验证工业控制系统中的网络安全问题需要用仿真方法替换工业控制系统的控制对象即执行机构，这些被控对象往往会有不同的控制特性，比如发电厂中锅炉是慢时变系统，汽轮机和电机都可以看作快时变系统，而他们共同被电厂甚至电网控制系统调控，作为一个整体完成发电这一工业过程。

现在的技术中，采用半实物仿真的技术可以有效的进行网络安全仿真，半实物仿真是一种仿真技术半实物仿真技术的出现彻底改变了传统的开发方法，在系统开发的初期阶段就引入可靠性高的实时软/硬件环境做技术保障，并贯穿于整个系统研发过程中，满足现代控制系统和电子系统高效、精确、快速的设计要求，从而最大限度减少样机系统试制次数，提高设计和开发效率。

然而现在，半实物仿真技术中仿真器对程序仿真步长的设置是固定的。现有基于物理信息融合系统思想搭建的半实物仿真平台中着重信息安全设备与物理设备仿真系统的连接，对发电设备等执行机构的仿真往往采用尽可能简单的处理方式。如现有技术中，公开号为CN104570768A，公开时间为2015年4月29日，名称为“基于Rt-Lab和OPNET的信息物理半实物仿真系统”的中国发明专利申请文献，公开了一种技术方案，重在自制通信模块和仿真系统的数据交换方式，而发电设备半实物仿真采用多台RT-LAB仿真器分别接不同一次设备。现有电力仿真技术中基于仿真器搭建的实时测试平台一般认为仿真模型在一个单独的高速板卡上运行即实现了实时性，解算器设置定步长；再比如公开号为CN110083076A，公开时间为2019年8月2日，名称为“一种燃气轮机气动执行器故障半实物仿真平台及仿真方法”的中国发明专利申请文献，公开了一种技术方案，包括dSPACE控制模块、MATLAB/Simulink仿真模块与实物部分；MATLAB/Simulink仿真模块包括故障信号采集子模块、故障诊断子模块和控制指令子模块，且还包含无故障的燃气轮机气动执行器模型，通过其生成的状态矢量可与采集到的气动执行器故障状态矢量的进行对比，产生带有故障信息的残差，但是这种方案中对需要针对不同仿真步长设备仿真的问题没有解决办法，也没有将设备模型完全独立开，并且，现有技术中采用带时间标识的实时数据库方式存储设备数据实现一次设备和二次设备的数据在一个仿真器里面完成，没有解决因为仿真解算器步长不同的慢时变系统和快时变系统在一个工业控制系统中的半实物仿真问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提出一种针对同一工业控制系统控制的不同仿真步长的设备，装置创造性提出的将快时变执行机构和慢时变执行机构仿真进行解耦的不同仿真步长网络安全半实物仿真系统。