浙江大學(xué)研究員王文海

控制裝備及系統是現代工業(yè)裝備以及冶金、能源、石化、國防等領(lǐng)域重大工程的神經(jīng)中樞、運行中心和安全屏障，主要功能是監測、控制、優(yōu)化整個(gè)工藝流程和產(chǎn)品質(zhì)量，是確保重大工程和重大裝備安全可靠和高效優(yōu)化運行的不可或缺的關(guān)鍵通用硬軟件平臺與系統，是實(shí)現重大工程和重大裝備節能、降耗、減排的有效途徑。在智能制造的背景下，其發(fā)展趨勢

主要體現在以下四個(gè)方面：

（1）控制裝置與系統的智能化

結合現代控制理論，應用人工智能技術(shù)，以微處理器為基礎的智能化設備紛紛涌現；先進(jìn)控制策略、故障診斷、過(guò)程優(yōu)化、計算機輔助設計、仿真培訓和在線(xiàn)維修技術(shù)等日益得到廣泛應用；隨著(zhù)數據庫系統、推理機能的發(fā)展，尤其是知識庫系統和專(zhuān)家系統的應用，如自學(xué)習控制、遠距離診斷、自尋優(yōu)等，人工智能將在控制系統各級實(shí)現；控制系統架構扁平化趨勢下，分散控制向分散智能發(fā)展；具體包括：自診斷、自修復、自校正、自適應、自學(xué)習、自協(xié)調、自組織、自決策等。

（2）控制裝置與系統的泛在化及協(xié)同化

嵌入式計算隨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)）而無(wú)所不在；打破電氣控制(包括傳動(dòng)控制、邏輯和順序控制)、過(guò)程控制、運動(dòng)控制等多專(zhuān)業(yè)的桎梏，模糊SCADA、RTU、PLC、DCS、IPC等控制裝置的產(chǎn)品邊界，取消控制域、管理域、企業(yè)域等的應用范圍邊界，構建規?？纱罂尚。╯calable）、具有高可用性（availability），性能穩?。╮obust），通信、控制、優(yōu)化等數據能力極強，且無(wú)邊界的平臺——協(xié)同過(guò)程自動(dòng)化系統；實(shí)現企業(yè)全部變量參數的實(shí)時(shí)可測可控；實(shí)現企業(yè)運行流程的全閉環(huán)控制，保證企業(yè)綜合指標最優(yōu)化。

（3）工藝流程、工業(yè)裝備及控制優(yōu)化一體化智能設計

結合相應行業(yè)裝備、工藝設計和工程應用要求，進(jìn)行一體化智能設計，開(kāi)發(fā)集成基于重大工程的行業(yè)模型庫、算法庫與知識庫，以逐步形成核電控制系統、電力控制系統、石化控制系統、水泥控制系統等行業(yè)專(zhuān)業(yè)控制系統產(chǎn)品。

（4）控制裝置與控制系統的信息安全與安全防范

工控系統的重要性、脆弱的安全狀況以及日益嚴重的攻擊威脅，引起世界各國的高度重視，并在政策、標準、技術(shù)等方面展開(kāi)積極應對。

控制系統縱深防御：從工業(yè)防火墻、入侵檢測到態(tài)勢感知等系列產(chǎn)品；

控制系統內建安全：自身安全的設計、開(kāi)發(fā)和認證，包括通信健壯性CRT認證、嵌入式設備安全保障認證EDSA和SSA、安全開(kāi)發(fā)生命周期保障認證SDLA；

新一代主動(dòng)防御技術(shù)：改變游戲規則的網(wǎng)絡(luò )安全防御技術(shù)，移動(dòng)目標防御MTD，自主智能攻防等。國內推出工控安全防護產(chǎn)品和大規模漏洞挖掘平臺等，提出控制裝備內建安全、擬態(tài)防御、自重構可信賴(lài)、使命確保，可信計算等創(chuàng )新性主動(dòng)防御技術(shù)。

工控系統安全不是工控系統與信息安全的簡(jiǎn)單疊加，需要與內生安全主動(dòng)防御技術(shù)深度融合、基因重構和伴生演進(jìn)。優(yōu)穩公司研究構建結合功能安全、信息安全、操作安全，覆蓋工控系統管理層、監控層、控制層、器件（部件）層，貫穿控制工程的設計、運行、服務(wù)等全生命周期，全面保障工控系統的安全性、可靠性、實(shí)時(shí)性以及可用性的主動(dòng)防御內生安全的工控系統安全防范核心技術(shù)體系。并與浙江大學(xué)工業(yè)自動(dòng)化國家工程研究中心聯(lián)合攻關(guān)，基于安全增強、動(dòng)態(tài)重構、工程模型檢測，構建自主可控融合增強的內生安全防御體系；結合可編程電子控制模塊、安全協(xié)議棧與控制核心網(wǎng)絡(luò )、編程開(kāi)發(fā)與運行操作軟件環(huán)境，進(jìn)行內生安全設計；保障工控系統在“有毒帶菌”環(huán)境下的運行安全。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年10月刊