江苏斯尔邦石化有限公司
摘要：在新时期，我国经济有了飞跃的发展，促使DCS控制系统涌现出来，该系统是将计算机与很多项计算相结合形成的产物，在进行企业生产管控的设备，其保障机组运行的安全性和可靠性。可是在实际的运行中受到一些因素的影响，依然出现了故障，因此，必须采取相应措施进行维护，从而确保其在工业自动化应用道路上越走越远。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对基于DCS系统的信息安全自动化控制设计与研究提出了一些建议，仅供参考。
关键词：基于DCS系统；信息安全自动化控制；设计与研究
引言
关于DCS控制系统，因为其具有自动化、安全程度高的特点，所以在工业生产工程中应用范围非常广泛，可是容易受到一些因素的影响，造成系统在运行时出现各种故障，这样就需要采取相应措施加强维护工作，保证故障发生范围不断减少，降低损失，推动工业的可持续发展。
1、DCS系统的构成简述
DCS控制系统主要是由上位及下位系统等两个部分构成。其中，上位系统与总系统控制计算机相连，负责收集、存储、处理系统数据。上位系统由控制计算机全面控制，在其自身组态软件功能的运用下能够设置并调整控制参数，监控系统运行状态，一旦系统出现异常会即刻进行警告。上位系统运行中，监控是最为关键的内容，能为系统的正常运行提供保障。而下位系统则是由PLC控制系统构成，与现场相关设备实现连接的PLC系统，能将DCS控制系统与现场设备通讯实现。连接上、下位系统之后，能够动态化监控整个系统运行。DCS控制系统的基本理论。DCS控制系统又被称作集散控制以及分散控制系统，这种DCS控制系统采用了先进的“4C技术”，其中就有计算机、控制、通信以及显示技术，借助微机来对生产活动进行控制，可以对生产的多个环节进行控制、操作以及管理，可以说是一个综合性较强的系统。同时又可以借助计算机系统实现对生产回路的有效控制，收集更多的生产数据，并且实现对数据的集中管理和控制，从而完成自动控制的整个过程。
2、信息安全威胁
信息安全防护的三大目标是保密性、完整性和可用性。在工控行业信息系统其优先级顺序与IT行业不同，应该首先按照可用性、完整性和保密性的顺序开展防护工作。针对这三大防护目标，工控行业的信息系统面临的主要威胁有：（1）操作系统的安全漏洞，尤其是Windows操作系统，持续发布漏洞补丁且补丁的可靠性未经充分的验证测试。（2）病毒与恶意代码，主要是U盘等移动存储设备的滥用，导致病毒传播。（3）拒绝服务攻击和网络风暴，通过病毒或人为操作，消耗系统资源，导致系统通信中断或控制器死机。（4）黑客入侵与应用软件安全漏洞，该威胁主要是针对开放了远程工控系统的应用，如VPN。（5）高级持续性威胁，该威胁的目的性非常强，攻击目标明确，一般经过有组织有预谋的策划，在检测和控制上难度很大。（6）工控设备的安全威胁，指工控设备的设计缺陷，未考虑授权，验证与访问限制等手段，或者原设计已过时，对新的攻击手段失效。（7）人员管理的威胁，参与工控设备管理和使用人员，有意或无意的行为传播恶意软件，破坏工控系统，如钓鱼攻击，邮件扫描攻击等。（8）工艺数据的安全备份，控制工艺数据，电站管理数据等信息的安全问题。首先，在DCS控制系统中，要求自动输出或是输入的一端必须处在高压环境中，只有这样，才能减少电磁干扰引发的矛盾，才能控制线路工作中的强电回路，带来较小的干扰，为就是说，在自动装置中的屏蔽做法应采用两端接地的形式。然而，这种做法难免会产生，接地占地面积广、成本投入大以及网钢材料消耗快的问题，不但会造成严重的经济损失，而且在出现问题时也很难处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，这种电流的屏蔽还会对芯线产生严重的干扰信号，这也就给DCS控制系统开展的管理、维护工作带来了一定的影响，对系统的运行产生不利影响。最后，在DCS控制系统中往往会忽视防雷接地工作，大多数情况下都把这一工作和公用防雷设施混淆，这也就不能保证整个控制系统的平稳运行
3、信息安全自动化控制设计与研究方法
3.1根据具体情况合理融入DCS系统
通常情况下，电气控制系统往往利用原有的专业微机数字化装置满足其功能使用要求，例如：以发电机磁力调节、故障录波等装置、系统自身工作状态及动作结果为例，经装置处理后输入数字化信息，充分发挥通讯方式的作用，实现信息输入DCS系统的目标。同时，以保证控制系统功能安全性及独立性为前提条件，脱离DCS系统后且不具备其他外部干预的条件下消除影响电气控制系统运行安全性的风险因素。此外，电气控制系统运行情况及其他运行过程中信息输入、信息记录及报警均于DCS系统中运行，其信息处理方式与热工相似，基本实现画面显示、打印输出及声光提示，甚至远程操作也可进入DCS系统。
3.2加强对干扰信号的屏蔽工作
在对DCS控制系统各种各样的接地模式有了一定的了解之后，还要对接地系统的规范性进行严格的检查，要认真测量接地的电阻，让信号屏蔽层都能接受接地的处理。除此之外，还要定期更换陈旧的电缆，保证电缆的抗干扰能力，从而保证整个系统的抗干扰性能。
3.3DCS系统通用化和标准化
DCS热控自动化系统属于一种自成体系的系统，系统间的独立性比较强。所以操作人员在使用DCS热控自动化系统时需要加强和电厂之间的信息交流，实现系统的通用化。此外，在电厂未来使用DCS热控自动化系统的过程中，需要将操作流程趋于标准化，并针对此系统建立相关的操作制度，以此充分发挥出DCS热控自动化系统的作用。
3.4防雷装置和接地系统
在日常工作中，要想提高系统的防雷能力，在控制系统上应该安装一个防雷装置或者安装一个屏蔽装置，这样就可以充分发挥风雷电袭击能力。在工业自动化中，运用DCS不仅可以起到保护系统接地功效，还可以严格按照一点接地的要求，在保证控制功能得到有效发挥的同时，增强系统的抗扰力，保证其在传输信号是通信畅顺。同时，还要严格按照工业企业自动化的生产要求对进行系统和参数设置，避免不安全隐患的出现，从而更好地发挥系统的控制功能。
3.5中央处理器
通常情况下，工业企业都采用DCS实施生产安全和管理，所以要充分考虑安全问题，在整个系统运行中，中央处理器占据重要位置，在安全生产方面发挥着重要作用。此时，如果DCS抗扰力不够强烈和完善，就非常容易引发中央处理器出现安全问题，因此必须加强中央处理器的监督管理，做好检查、维修以及维护工作，主要是定期安排技术和维修人员进行检查、维修以及维护，保证中央处理器运行的安全性和稳定性，从而促使工业自动化安全。
结束语
在我国经济步入新常态的大背景下，电力需求缺口持续扩大，促使电力市场间竞争日益激烈。因此，相关火力发电厂秉持具体问题具体分析的工作原则，加大对于融入DCS系统的重视程度，持续优化简化运行维护流程，不断增强电气系统监控水平，消除影响机组运行安全性及可靠性的风险因素，严格控制总体运营成本投入，为火电厂谋取更多的经济效益。
参考文献
[1]宗文瑞.基于DCS系统的油气集中处理联合作业站控制系统设计与实现[D].湖北工业大学，2018.
[2]袁捷，张民磊.基于DCS系统的信息安全自动化控制设计与研究[J].自动化与仪器仪表，2018（07）：109-112.
[3]李少冬.基于循环流化床锅炉DCS系统方案研究[J].山东工业技术，2018（16）：22.
[4]赵锦辉.基于DCS的造纸厂白水回收系统设计与实现[D].河北大学，2018.
[5]耿茜茜.火力发电厂热工DCS系统的设计与实现[D].西安建筑科技大学，2017.
论文作者:崔贺强,陈亚兴
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年16期
论文发表时间:2019/11/7
标签：系统论文; 控制系统论文; 信息安全论文; 中央处理器论文; 工作论文; 工控论文; 防雷论文; 《建筑学研究前沿》2019年16期论文;