工業控制系統的案例
如何減少對工業控制系統網絡的威脅？
工業控制系統(ICS)網絡基礎結構面臨的威脅持續增加，復雜程度也比以往任何時候都大。這些攻擊的數量及復雜性的增加，使得ICS成為網絡犯罪者容易得手的目標。主要原因就是它的基礎設施老化，缺乏安全規劃和設計，以及長期以來對ICS網絡的保護不夠重視。對企業的基礎設施和運營方面進行詳細分析，可以深入了解風險水平，并找出保護關鍵資產的潛在對策。應該采取這種整體方法來確保考慮所有方面，以充分了解對生產系統造成的實際風險水平。 這包括網絡和物理安全，以及系統生命周期的狀態。 為了幫助識別確切的風險水平，應對每個因素進行徹底評估，以了解設計、運營和維護差異，并保持生產系統的正常運行。
工業控制系統的演化
過去，工業控制系統提供商使用與外部連接物理隔離的專有硬件和軟件。而現在，工業控制系統使用商用現貨（COTS）組件、標準操作系統和通用的通信協議。從專有系統向開放技術的轉變，允許使用第三方硬件和軟件組件，這有助于推動ICS整體生命周期成本的下降。
此外，采用標準的通用組件和通信協議，有助于和IT或業務系統的連接。將生產系統中的數據共享到業務系統中，只需要極少的努力就可以收集和分析數據，從而為企業帶來寶貴的洞察力。
這些功能提高了生命周期并使連接性更好，但也將ICS應用程序的漏洞暴露出來，因為這些程序設計的第一要務并不是安全性。ICS提供商通常會發布推薦的安全實踐，這些實踐定義了允許連接到外部系統的特定方法，但最終部署和維護ICS網絡安全的責任完全在最終用戶身上。保護這些網絡，以確保生產可用性和保護不受安全方面的困擾，應該是管理層制定和支持的綜合業務目標。
管理IT和ICS基礎架構
無論是IT還是ICS基礎設施，都使用常見的網絡部件，但在維護、運行和安全管理方面，它們之間非常不同。
展開 如何減少對工業控制系統網絡的威脅？
工業控制系統(ICS)網絡基礎結構面臨的威脅持續增加，復雜程度也比以往任何時候都大。這些攻擊的數量及復雜性的增加，使得ICS成為網絡犯罪者容易得手的目標。主要原因就是它的基礎設施老化，缺乏安全規劃和設計，以及長期以來對ICS網絡的保護不夠重視。對企業的基礎設施和運營方面進行詳細分析，可以深入了解風險水平，并找出保護關鍵資產的潛在對策。應該采取這種整體方法來確?？紤]所有方面，以充分了解對生產系統造成的實際風險水平。 這包括網絡和物理安全，以及系統生命周期的狀態。 為了幫助識別確切的風險水平，應對每個因素進行徹底評估，以了解設計、運營和維護差異，并保持生產系統的正常運行。
工業控制系統的演化
過去，工業控制系統提供商使用與外部連接物理隔離的專有硬件和軟件。而現在，工業控制系統使用商用現貨（COTS）組件、標準操作系統和通用的通信協議。從專有系統向開放技術的轉變，允許使用第三方硬件和軟件組件，這有助于推動ICS整體生命周期成本的下降。
此外，采用標準的通用組件和通信協議，有助于和IT或業務系統的連接。將生產系統中的數據共享到業務系統中，只需要極少的努力就可以收集和分析數據，從而為企業帶來寶貴的洞察力。
這些功能提高了生命周期并使連接性更好，但也將ICS應用程序的漏洞暴露出來，因為這些程序設計的第一要務并不是安全性。ICS提供商通常會發布推薦的安全實踐，這些實踐定義了允許連接到外部系統的特定方法，但最終部署和維護ICS網絡安全的責任完全在最終用戶身上。保護這些網絡，以確保生產可用性和保護不受安全方面的困擾，應該是管理層制定和支持的綜合業務目標。
管理IT和ICS基礎架構
無論是IT還是ICS基礎設施，都使用常見的網絡部件，但在維護、運行和安全管理方面，它們之間非常不同。
展開 PLC與單片機控制系統，本質區別在哪?
我們也能發現不用型號的PLC會選用不同的CPU，其實也說明PLC就是一套已經做好的單片機系統。
既然如此，當然也可以用單片機直接開發控制系統，但是對開發者要求相當高(不是一般水平可以勝任的)，開發周期長，成本高(對于一些大型一點的體統你需要做實驗，印刷電路板就需要一筆相當的費用，你可以說你用仿真器，用實驗板來開發，但是我要告訴你，那樣做你只是驗證了硬件與軟件的可行性，并不代表可以用在工業控制系統，因為工業控制系對抗干擾的要求非常高，穩定第一，而不是性能第一，所以你的電路板設計必須不斷實驗，改進)。當你解決了上述問題，你就發現你已經做了一臺PLC了，當然如果需要別人能容易使用你還需要一套使用軟件，這樣你可以不需要把你的電路告訴別人。你也不可能告訴別人。
這樣一看PLC其實并不神秘，不少PLC是很簡單的，其內部的CPU除了速度快之外，其他功能還不如普通的單片機。通常PLC采用16位或32位的CPU，帶1或2個的串行通道與外界通訊，內部有一個定時器即可，若要提高可靠性再加一個看家狗定時器問題就解決了。
另外，PLC的關鍵技術在于其內部固化了一個能解釋梯形圖語言的程序及輔助通訊程序，梯形圖語言的解釋程序的效率決定了PLC的性能，通訊程序決定了PLC與外界交換信息的難易。對于簡單的應用，通常以獨立控制器的方式運作，不需與外界交換信息，只需內部固化有能解釋梯形圖語言的程序即可。實際上，設計PLC的主要工作就是開發解釋梯形圖語言的程序?，F在的單片機完全可以取代PLC。
展開 原創 | 工業測控設備安全技術發展趨勢分析
摘要：工業測控設備是工業控制系統的神經中樞，其安全問題日趨嚴峻，內生安全技術是抵御內外部信息安全威脅攻擊的根本。本文從內生安全視角闡述了工業測控設備功能安全、信息安全技術的發展過程，以及目前國內外安全型工業測控設備的產品化業態，介紹了相關工業測控設備安全標準研究進展，最后結合現狀分析了未來發展的趨勢，為工業測控設備安全技術的研究及發展提供參考。
關鍵詞：工業測控設備；內生安全；功能安全；信息安全
1 前言
工業測控設備的范圍包括變送器、執行器等過程傳感與執行設備，以及PLC、DCS等各類控制器，同時包括涉及的上位機系統。測控設備是工業控制系統的神經中樞，隨著工業控制系統數字化、網絡化、智能化發展，面臨著安全威脅加劇滲透、攻擊手段復雜多樣等新挑戰。
工業控制系統信息安全已經上升到國家戰略安全層面。美國、歐盟、中國等高度重視工業信息安全發展，發布了工業信息安全的國家戰略和政策法規，以構建工業信息安全保障體系。
2017年美國總統簽署《增強聯邦政府網絡與關鍵性基礎設施網絡安全》行政令。美國工業控制系統應急響應組（Industrial Control System Cyber Emergency Response Team，ICS-CERT）對關鍵基礎設施的測控設備廠商、集成商、用戶提出了縱深防御實施要求，按年發布漏洞報告；歐盟應急響應組承擔“歐洲關鍵基礎設施保護項目”，分析工業安全事件響應，指導各成員國的信息安全措施。2017年黨的十九大報告強調“開展關鍵信息基礎設施保護”、中國工信部印發《工業控制系統信息安全行動計劃（2018-2020年）》等，初步形成“政府引導，企業主體，自主制造，共同推進”的基本方針。
展開 
實地調研DCS控制系統，百聞不如一貼
控制室一般也是大人物或者新員工參觀的必經之地，自然光鮮度也較高。但是，要知道控制室是工作的地方，工作效率第一，職業健康第二，氣派、舒適是遙遠的第三。
傳統控制臺，除非很老的工廠，現在這樣的已經很少了。
這樣的控制室只有科幻電影里有，工業上沒人會用這樣的控制室，一點也不實用。
這樣巨長的控制臺只有在每個操作員都是獨立操作、平行操作的時候才好，需要緊密配合的話，距離太遠了。這是空管控制臺，正好符合獨立、平行的條件。
鎮海煉化監控8000個控制點只需7名員工
燕山石化煉油二廠中控室實現黑屏操作
茂名石化控制室大廳
工業生產控制系統的發展
系統基礎控制構架
下面我們來了解一下工業生產控制系統是如何一步步發展的。
1、原始的人工控制階段
最原始的控制方法，加多了就多放一點，加少了就少放一點……
為了代替人的勞動，減輕勞動強度，提高工作效率，保證大型、復雜工業的安全生產，向自動化方向改進。
2、常規儀表控制
單元組合儀表
使用常規儀表的中央控制室
生產過程規模不斷擴大，中控儀表越來越多，操作人員對過程的監控和操作的要求也越來越高，模擬儀表難以勝任。
3、計算機集中控制
如何把因計算機的故障造成的危害減少，使危險分散，成為應用計算機控制系統首要解決的問題。
集中和綜合的操作和監督要求對全廠、各車間和工段級的控制和操作有相應的數據通信聯系，不僅要求有大量的數據傳送，而且要求有高速的數據傳輸速率。
展開 工業自動化系統設備維護方案
在工業自動化領域，傳統的控制系統經歷了繼基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統和集散式控制系統DCS的發展歷程。
隨著控制技術、計算機、通信、網絡等技術的發展，信息交互溝通的領域正迅速覆蓋從工廠的現場設備層到控制、管理各個層次。工業控制機系統一般是指對工業生產過程及其機電設備、工藝裝備進行測量與控制的自動化技術工具(包括自動測量儀表、控制裝置)的總稱。
在控制回路的整個過程中，其中有一個環節出現問題，就會造成整個回路的故障；一般情況下會采取排除法，逐個排查。
在工廠內部署DCS控制系統的時候，一般先從布線開始，每完成一次布線，就要確保布線的質量，才能進行下一步的工作。
第一步是需要串聯萬用表或mA鉗表測量回路的電流值，如果測量值為0，則進一步診斷，電源、布線和接線問題、I/O 輸入輸出故障。
串聯或使用 mA 鉗表測量 4 至 20 mA 信號
? 檢驗電源
? 布線問題
? I/O 問題
? 接線故障
故障診斷步驟：
測量回路中的 mA 值。如果測量值為 0mA，則繼續進行診斷。
展開 基于PLC的閥門生產線控制系統設計與仿真分析
圖3 階躍響應曲線
根據上圖可知，未施加PID控制的響應曲線從系統開始運行到穩態需要3.3 s；而施加了PID控制的響應曲線從開始運行到穩態則需要2.6 s，表現出更快的動態響應特性。當然，在實際生產中伺服電機運行還會受到一些非線性因素的影響，因此仿真結果與實際情況之間還有細微的差別，但是基本上符合了閥門生產線上伺服電機的響應特性，說明使用PID控制有助于提高系統的響應速度和運行穩定性。
5 結束語
在工業自動化、智能化發展背景下，實現閥門生產線的動態監控和實時控制對提高產品生產質量有顯著作用。文章基于三菱公司的FX2系列PLC設計閥門生產線控制系統，同時使用GX Developer 8.0軟件編寫運行程序，保證了系統遠程監視、實時控制、可視化生產等功能的實現。從仿真結果來看，在PLC控制下系統響應速度加快，運行穩定性更好，對改進閥門生產與提高控制效果有積極幫助。今后還要在控制系統的故障自動識別與智能處理等方面展開深入研究，從而進一步提高閥門生產線控制系統的實用價值。
參考文獻
[1] 楊靜宜,崔建弘,宿敬肖.基于PLC的食品飲料生產線在線清洗系統的改進[J].食品與機械,2016,32(7):96-98,151.
[2] 鄭國良,馬千里,牛建濤,等.工業控制柜智能裝配生產線控制系統研制[J].制造業自動化,2022(1):32-37.
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[4] 徐文祥,李金良,楊焱,等.計算機控制技術在工業自動化控制系統中的應用[J].新型工業化,2018(7):47-48.
[5] 孫云飛.工業自動化控制DCS系統維護技術分析[J].新型工業化,2022(8):12-13.
展開 空調制冷系統的控制邏輯和常用控制系統
控制系統對于很多設備來講就相當于一個大腦，指揮著設備系統各個部件的協作運行。因此，今天我們就來講一講空調控制系統的邏輯和幾大類常用控制系統。
空調控制系統的邏輯
制冷空調系統的控制簡單來說，就是通過人機界面將我們希望機組每一個部件如何動作，通過軟件語言編寫， 再通過硬件來實現出來。
1、控制系統和信號的分類
自動控制系統按照原理，一般可以分為開環控制系統和閉環控制系統。
制冷空調系統一般采用閉環控制，也叫反饋控制系統，利用輸出量同目標值的偏差對系統進行控制，可以獲得比較好的修正和穩定的控制。定時檢測輸出量的實際值，將輸出量的實際值與目標值進行比較得出偏差， 用偏差值產生控制調節作用去消除偏差， 使得輸出量維持目標值。
控制系統的基本要求有三個方面， 穩定性，快速性， 準確性；當前的制冷空調系統中使用的控制板以單片機和PLC為主，標準化的小型批量設備一般采用單片機居多，工程項目類設備和非標準化產品以PLC居多。
制冷空調控制系統的信號包括輸入側和輸出側，簡單的可以分為數字信號和模擬信號。比如一般我們常說的各種保護開關接入控制板，給出的輸入信號就是數字信號，定速壓縮機和定速風扇電機的控制線路接入控制板，輸出信號就是數字信號，溫度傳感器和壓力傳感器等轉成為電壓電流電阻信息接入控制板，這個輸入信號就是模擬信號，對外部輸出的標準信號，比如0～10V， 4～20mA等信號用來驅動電子膨脹閥的信號就屬于模擬信號，制冷空調系統的控制板就是定時獲得輸入信號，通過邏輯計算，決定輸出量大小，然后通過輸出來改變系統每一個零部件的狀態。
2、制冷空調系統的常用控制方法
1） 開關型控制
開關控制的方法廣泛應用在大量的家用制冷空調設備和中小型的簡單制冷設備中。
展開 西門子PLC控制系統和繼電器控制系統的聯系與區別
天拓四方作為
西門子
長期戰略合作伙伴和數字化增值合作伙伴，常年推進
西門子
工業軟、硬件產品的解決方案及應用，包括設計仿真、PLM、MOM、MINDSPHERE、工業工程設計等工業軟件；FA自動化產品、MC變頻驅動產品、CP控制產品、PA產品、LD產品、中低壓配電產品、高壓配電產品、能源自動化等系列
西門子
工業產品，形成了集銷售、維修、服務及OEM客戶和生產流程型客戶解決方案為一體的綜合性業務和服務，并連續多年獲得
西門子
各項大獎。天拓四方基于
西門子
產品和自主研發產品，為工業企業提供自動化系統、數字化工廠、工業互聯網等等項目的方案設計、項目實施與服務等智能制造整體解決方案。更多內容歡迎與我們交流。
展開 永磁同步電機控制系統仿真 附電力電子、電機控制系統的建模和仿真下載
因此確定實際的控制周期為83.3μs，在PWM比較器的三角波的地點和頂點各對永磁電機進行一次控制。
因此確定整個系統仿真模型的仿真參數：
1 . 被控對象的仿真步長為100ns；
2 . PWM比較器的仿真步長為100ns；
3 . 控制器的仿真步長為83.3μs；
控制器仿真模型通過PWM比較器通過異步中斷的方式觸發運行。
永磁同步電機控制系統模型概述
為保證每個控制時刻電流采樣與PWM信號的同步，在模型搭建時可以采用Function Call子系統或者Enable子系統，如下圖所示，此時PMSM Controller的運行不與時間同步，而與PWM比較器輸出的trigger同步（圖中的from模塊的INT標識）
基于Function Call的PMSM控制器模型
PWM比較器產生控制器模型觸發信號
整個系統仿真模型建模完成后，點擊Simulink的左側模型的圖標，選擇Colors，查看Simulink模型中不同模塊的仿真速率。如下圖所示，其中紅色表示仿真步長為0.1μs。
展開 耐特生產國產PLC可替代西門子軟件的結構特點及干擾途徑
一、工控（或PLC）軟件的結構特點及干擾途徑
在不同的工業控制系統中，工控軟件雖然完成的功能不同，但就其結構來說，一般
具有如下特點：
＊ 實時性：工業控制系統中有些事件的發生具有隨機性，要求工控軟件能夠及時地
處理隨機事件。
＊ 周期性：工控軟件在完成系統的初始化工作后，隨之進入主程序循環。在執行主
程序過程中，如有中斷申請，則在執行完相應的中斷服務程序后，繼續主程序循
環。
＊ 相關性：工控軟件由多個任務模塊組成，各模塊配合工作，相互關聯，相互依
存。
＊ 人為性：工控軟件允許操作人員干預系統的運行，調整系統的工作參數。
在理想情況下，工控軟件可以正常執行。但在工業現場環境的干擾下，工控軟件的
周期性、相關性及實時性受到破壞，程序無法正常執行，導致工業控制系統的失
控，其表現是：
＊ 程序計數器PC值發生變化，破壞了程序的正常運行。PC值被干擾后的數據是隨機
的，因此引起程序執行混亂，在PC值的錯誤引導下，程序執行一系列毫無意義的指
令，最后常常進入一個毫無意義的“死循環”中，使系統失去控制。
＊ 輸入/輸出接口狀態受到干擾，破壞了工控軟件的相關性和周期性，造成系統資源
被某個任務模塊獨占，使系統發生“死鎖”。
＊ 數據采集誤差加大。干擾侵入系統的前向通道，疊加在信號上，導致數據采集誤
差加大。特別是當前向通道的傳感器接口是小電壓信號輸入時，此現象更加嚴重。
＊ RAM數據區受到干擾發生變化。根據干擾竄入渠道、受干擾數據性質的不同，系統
受損壞的狀況不同，有的造成數值誤差，有的使控制失靈，有的改變程序狀態，有
的改變某些部件（如定時器／計數器、串行口等）的工作狀態等。
展開 
【自動化工廠由哪些電氣零件組成】- 米思米機械設備知識分享
9.自動化軟件
自動化軟件在工業系統https://www.misumi.com.cn/vona2/maker/misumi/mech/中起著重要作用，其主要作用是對生產過程進行調度自動化控制，工業控制系統在技術、產業、應用上的高速發展，已逐步具備高度集成化、智能化、網絡化的發展趨勢和特點。由于工業控制系統的管控一體化趨勢控制工程網版權所有，使得工業控制系統與傳統IT管理系統以及互聯網相連通，內部也越來越多地采用了通用軟件、通用硬件和通用協議。比較常見的是SCADA自動化軟件。
SCADA自動化系統，就是我們所說的數據采集與監控系統。它主要是受計算機技術得支撐，對各種生產過程進行調度自動化控制的系統。目前，SCADA軟件不僅在石油、化工等行業的數據信息采集和監督控制中起到很大的作用，而且廣泛的運用于水利和電力事業的監管之中。SCADA自動化軟件，可以在無人看管的情況下，自動化的對生產進行長時間的精準監椌，并且從中獲取有效的信息數據，為監管的管理者提供有力的評價參考。
10.控制柜
控制柜又包括許多種，有電氣控制柜、變頻控制柜、低壓控制柜、高壓控制柜、水泵控制柜、電源控制柜、防爆控制柜、電梯控制柜、PLC控制柜、消防控制柜、磚機控制柜等等。
自動化工廠中涉及到電氣、變頻、電源、水泵等等控制柜，根據不同的需求選擇不同的控制柜，實現不同的控制功能。瀏覽米思米官網https://www.misumi.com.cn/學習更多電工知識
展開 托盤貨架系統 - 存儲貨架 - 貨架系統 - 工業貨架 3D 模型
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淺析純電動汽車驅動電機控制系統的控制過程
驅動電機控制器主要功能有：
①驅動時：逆變器將蓄電池提供的直流電逆變為電壓頻率可調的三相交流電，供電動機使用，驅動汽車運行。
②制動時：電動機做發電機運行將動能變為電能產生三相交流電，經逆變器變為直流電反饋回蓄電池，進行再生制動。
③運行速度控制：采用脈寬調制控制改變逆變器輸出的三相交流電的電壓和頻率就可以改變電機的轉速，從而對汽車進行調速。
④運行方向控制：通過改變逆變器中控制模塊的導通順序就可以改變輸出三相交流電的相序，即改變了三相異步電動機定子三相繞組所接交流電的相序，三相異步電動機反轉，從而改變汽車的運行方向。
⑤驅動與制動控制：通過改變逆變器輸出三相交流電的頻率，改變三相異步電動機的轉差頻率的正負，控制三相異步電動機是處于電動機狀態還是發電機狀態，從而控制汽車的驅動和制動。
驅動電機控制系統的所有傳感器將信號反饋給驅動電機控制模塊，控制模塊對采集到的信號進行分析處理后，將電機運行狀況信息通過數據 CAN 線反饋到整車的控制模塊。整車控制模塊根據電機的運行狀況及相關傳感器信號分析處理后發出指令給驅動電機控制模塊，對驅動電機的工作進行實時控制，從而完成驅動電機的各種功能。驅動電機控制模塊和汽車其它系統控制模塊一樣，含有故障診斷功能，當電機工作出現異常時，電機控制模塊會將故障代碼信息發送給整車控制模塊進行存儲。
參考文獻：
[1]何憶斌.新能源汽車驅動電機技術[M].機械工業出版社，2017.
[2]劉強.淺析純電動汽車驅動電機及控制系統[J].南方農機，2019.
[3]焦建剛.純電動汽車結構與原理介紹[J].汽車維修與保養，2017.
免責聲明：以上觀點僅代表作者個人看法，與本平臺無關。
展開 實測了20+嵌入式IDE后，我們發現「全架構+AI」的真正解決方案
AI 浪潮下，嵌入式開發正陷入“工具混戰”：ARM 架構用 Keil、RISC-V 架構用 Eclipse， AI 功能還要手動拼腳本，調試多核系統時需開著三四個 IDE 來回切換…… 作為在工業嵌入式領域深耕 10 年的團隊，我們曾和眾多開發者一樣困惑：有沒有一款能搞定所有架構、還能安全駕馭 AI 的 IDE？
為此，我們團隊耗時3個月完成了一次“全網嵌入式 IDE 摸底”—— 覆蓋主流廠商工具與開源平臺，實測20+產品后發現：多數 IDE 要么困在單一架構，要么AI功能無法適配工業需求。而森木磊石的 PPEC Workbench 開發平臺，恰好破解這一困境。
一、傳統嵌入式 IDE 為何扛不住 AI 時代？
大家都在演示用 IDE 寫簡單控制程序，但很少有人提怎么用同一款 IDE 去開發搭載不同芯片的工業設備，更沒人提 AI 生成的代碼在工業控制系統里崩潰怎么辦。我們實測后，發現傳統 IDE 繞不開三個“工程死穴”。
1、兼容適配比開發更難
多數嵌入式開發 IDE 只支持單一架構，即便宣稱多架構支持，也需手動配置插件，兼容性故障率極高。如果每換一款芯片就要換一套工具，項目周期被迫延長。
2、AI 拼接比手寫代碼更麻煩
現在很多 IDE 宣傳支持 AI 功能，但實際操作是：先用 AI 生成代碼片段，再手動復制到 IDE 里，還要自己補全硬件接口邏輯。此外，還需要注意“Token 成本”，要讓 AI 理解多核系統的邏輯，需要把整個模塊的代碼發給 AI，一個大型項目的 AI 調用費比 IDE 年費還高。
3、AI 幻覺比 bug 更致命
AI 生成的代碼缺乏專業校驗，容易生成看似合理、實則錯誤的內容。
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