工业控制网络和信息网络的集成技术

控制网络和信息网络是工业企业网络的2个部分,控制网络和信息网络的集成可实现网络间信息与资源的共享,是企业实现信息化和综合自动化的关键。文章介绍了工业控制网络和信息网络的不同,分析了控制网络和信息网络集成的必要性,阐述了工业控制网络和信息网络集成的几种方式及若干关键问题。     

控制网络技术的发展

本介绍了分布式控制网络,嵌入式控制网络及交换式控制网络等控制网络技术,阐述控制网络技术的发展。     

基于网络核心体的复杂网络控制分析

针对无向网络实际控制问题,提出了一种有效设置控制输入矩阵,从而完成网络控制的方法.该方法表明,在一定条件下,对网络控制核心体实施控制即可控制整个网络.实例检验了理论分析的结果,表明该理论的正确性和可行性.该项研究揭示了无向网络中重要结构对整个网络的支配作用,为控制大型复杂网络提供了一个有效的方法.     

基于HLA的指挥控制网络模型研究

建立指挥控制网络模型足指挥自动化系统仿真的一个重要环节,在基于HLA的指挥控制网络仿真中,结合其仿真体系结构,建立了针对指挥控制网络仿真的模型,描述了指挥控制网络的各种要素以及要素间的关系,给出了计算链路可达性的一种算法.对指挥控制网络仿真成员进行了设计,通过模型在基于HLA指挥控制仿真系统中的应用,满足了指挥控制网络仿真的实时性需求,同时具备较强的适应性和可扩展性.     

网络控制中基于DR模型的预估算法

针对网络控制中的延迟问题,提出了一种基于DR模型进行预估的新的网络控制设计 方法,并深入分析了以实际模型作为DR模型的预估算法的稳定性.该方法通过对状态进行基 于DR模型的预估,克服了传输延迟对网络控制的影响,使得不考虑网络延迟的控制律能够应 用于具有网络延迟的网络控制系统中,同时该方案能够有效地解决网络控制过程中数据包超时 到达或者数据包丢失的问题.     

一种网络拥塞控制体系的设计

网络技术的不断发展,传统的网络拥塞控制体系已经不能适用于当前的高性能网络拥塞控制的需求。本文在总结现有拥塞控制机制的基础上提出了一种基于当前高性能网络的拥塞控制体系,通过对已有研究成果的分析,验证了本文所提出的网络拥塞控制体系的有效性。     

计算机网络拥塞的高效控制方法研究

研究计算机网络的拥塞问题,由于网络拥塞,造成数据包丢失、资源分配效率低,使网络服务质量(Qos)低。针对计算机网络中传输的报文过多出现拥塞时,传统的TCP拥塞控制机制只是模仿交通指挥的原则,对网络拥塞实行正常控制机制处理,不能保证网络服务质量的问题。为了高效解决网络拥塞的问题,提出了一种改进的拥塞控制方法。以传输控制层的网络拥塞控制机制为基础,结合网络层的网络资源队列管理策略共同解决网络拥塞问题。仿真结果表明,这种改进的方法不仅及时解决了网络拥塞的问题,而且保证了计算机网络通信的服务质量,是一种高效地控制网络拥塞问题的方法,为网络性能优化设计提供了依据。     

P2P网络中避免集散节点形成的控制模型

P2P网络中集散节点的存在会导致整个系统的抗协同攻击能力大大降低,增加网络的脆弱性.对目前P2P网络中集散节点现象进行了研究,阐述了对集散节点进行层次化处理的控制思想,提出了一种全新的通过控制P2P网络的逻辑拓扑结构来避免集散节点形成的思路,给出了控制模型以及实现控制模型的具体算法,并对算法进行了复杂度分析,最后通过仿真证明了本控制模型能有效控制网络中集散节点的形成,所以本控制模型能提高P2P网络抗协同攻击的能力,增强网络的健壮性,从而达到保障P2P网络可持续健康发展的目的.     

P2P网络中集散节点分布式处理控制模型*

对目前P2P网络中集散节点现象进行了研究,阐述了对集散节点进行基于超立方体结构的分布式处理控制思想,提出了一种全新的通过控制P2P网络的逻辑拓扑结构来避免集散节点形成的思路,给出了控制模型以及实现控制模型的具体算法,并对算法进行了复杂度分析,最后通过仿真证明了本控制模型能有效控制网络中集散节点的形成。所以本控制模型能提高P2P网络抗协同攻击的能力,增强网络的健壮性,从而达到保障P2P网络可持续健康发展的目的。     

多值逻辑网络的输出跟踪牵制控制

本文利用代数状态空间方法,研究了多值逻辑控制网络的输出跟踪牵制控制.首先利用矩阵的半张量积给出了带牵制控制的多值逻辑控制网络的代数表示.其次基于该代数表示,定义了一组合适的能达集,并建立了多值逻辑控制网络输出跟踪牵制控制器的设计方法.再次,利用多值逻辑哑算子的性质,给出了多值逻辑控制网络分布式输出跟踪控制问题可解的充要条件.最后将所得的理论结果应用于网络演化博弈的演化行为分析.     

基于区块链的ICS数据安全策略研究

随着“中国制造2025”规划的推进,工业控制系统(industrial control system,ICS)日益增长,工控网络安全性和可靠性得到普遍关注。区块链思想和技术的出现,为数据安全性和可靠性提供了新的思路。针对工业控制网络中的数据安全问题,将区块链技术应用于工业控制网络中,再结合区块链的关键技术,以及区块链不可篡改、分布式记账和不可伪造的去中心化特点,提出了在工控区块链网络环境下的共识控制模型。在模型中记录一旦被输入就永远不会被更改或删除,想通过干预个别节点而篡改数据是不可能的,除非对全网信息进行干预,保证了模型中节点之间的数据的一致性。通过OPNET网络仿真软件对工控区块链网络进行仿真,其网络延时和吞吐量都说明了区块链技术能实现工业控制系统的网络安全、数据安全,使工业控制网络可靠、安全、高效、低成本。     

基于KDC的无线工业控制网络安全研究

无线通信在工业现场中的使用日益广泛,给无线工业控制网络带来了新的安全问题和挑战。面对无线工业控制网络的新形势,文中探讨了无线工业控制网络的安全风险。针对目前无线工控接人认证缺失的脆弱性,在分析无线工业控制网络的层次级安全架构的基础上,提出了一种适用于该架构的通信双方安全认证方案,构建基于密钥分配中心（KeyDisstibutionCenter,KDC）的无线工业控制网络密钥管理方法,保证无线工业控制网络通信双方的身份安全。     

工业远程监控设计方案探讨

针对工业远程监控面临的信息传输和共享问题，结合工业控制网络、局域网、远程网络、Intemet/Irtranet以及无线网络技术，采用TCP/IP、WAP、HTTP等通信协议，提出了基于专用工控软件、Web、wAP的远程监控方案以及基于Email，手机短信，寻呼的事件通知方案。详细分析了各种方案的硬件结构、软件功能设计等关键技术，并通过实际应用比较了各种方案的实时性、安全性和通用性，为工业远程监控提供了多种可供选择的设计方案。     

基于因特网的工业控制网络体系结构研究

在工业自动化领域，为进行远程制造、管理和市场运营，企业对高性能控制网 络的需求不断增加．为实现管控一体化，在控制网络上越来越多的设备维护和管理信息需要 传递，对控制网络的带宽提出了更高的要求．虽然现场总线技术发展迅速，但在传输速率和 实时性方面，现场总线仍旧存在很多不足．近期，随着以太网和TCP/IP越来越多地进入控制 领域，工业控制网络正面临着严峻挑战．鉴于此，本文认真分析了工业控制网络技术的现状 ，对现场总线技术和混合分布式控制网络技术做了详细的阐述，指出了以太网和TCP/IP对控 制网络的变革和推动．在此基础之上，通过对基于TCP/IP协议的网络化智能仪表和嵌入式In ternet技术的深入分析，本文提出了一种新型的网络体系结构——基于因特网的工业控制网 络．随着集成电路技术的快速发展，将以太网接口嵌入到现场仪表已成为可能，这使得本文 提出的新型控制网络具有巨大的发展前景．     

电网工控系统流量异常检测的应用与算法改进

“两化融合”的工业控制网络的安全问题不断突显.电力作为国家重要基础设施,其电网工控系统的安全防护工作极其重要.本文根据电网工控系统中控制网的内防水平低且其安全监测和防护缺乏内部网络流量异常检测的现状,分析了电网工控系统的组成结构、网络安全需求及面临的威胁.提出了将流量异常检测技术应用于针对电网工控系统控制网的安全防护中,形成针对电网工控系统控制网的两级安全防护.然后研究了流量异常检测方法的分类和特点以及电网工控系统的网络流量数据特点,提出了基于熵的动态半监督K-means算法并辅以单类支持向量机对半监督K-means算法进行改进,为提升电力系统内防水平奠定基础.     

基于协议解析的工控网络安全仿真平台设计

工业控制网络的安全防护通常采用防火墙技术和多种复杂的应用层协议协同完成,但是未涉及应用层协议的深入分析。为了更好地保障工控网络数据访问的安全,结合工控网络报文定制性的特点,详细分析了基于应用层协议解析的安全防护策略。该方案在工业防火墙的基础上,通过对工控网络通信协议的报文深入解析,直接在报文层面解析过滤,从而拦截与功能实现无关的报文,并发现隐藏较深的威胁。以OPC协议为例,搭建了基于应用层协议深度解析的工控网络安全仿真测试平台,并利用石化企业现场设备的通信数据对该平台进行了验证。所提出的安防策略为工控网络安全设备的设计和制造提供了一种基于应用层协议解析的方案,具备较高级别的安全性能。     

基于LonWorks技术的远程工业控制

针对实现工业过程控制系统的智能化和网络化的问题,探讨了基于LonWorks技术下的远程工业控制方法。该技术为用户方便实现网络环境下的通信控制、调度和I/O功能提供了有效的技术支持。通过阐述LonWorks控制网络系统,给出了该技术的远程工业控制的实施方案。     

工业生产蒸汽链条锅炉DCS控制系统

针对工业生产饱和蒸汽链条锅炉生产工艺和控制系统的实际要求。介绍了基于考虑PLC的DCS控制系统和网络选择。通过对控制网络和通讯方式的研究和比较．以及将来在工业生产中的推广前景,着重阐述了德国Siemens公司的Profibus现场总线技术和Industnial Ethernet工业以太网技术在现场的实际应用情况．证明了两种工业网络技成熟性、可靠性和先进性,特别适合于在具有大通讯量和较高的通讯速率要求的工业的使用,而且可以结合现场控制设备的实际分布采用集中或分布式灵活的布置方式．程度满足工艺生产和用户需求。事实证明,以PLC组成DCS技术为核心．结合工业网络和组态软件,采用Profibus现场总线技术和工业以太网通讯技术。能完全满足现业生产和管理的需要。     

工业网络系统的感知-传输-控制一体化:挑战和进展

工业网络系统是融合工业控制和信息通信的多维动态系统，具有维度高、动态性强、工业通信协议和网络配置嵌入等特性，如何在网络环境下实现信息感知分布性、控制适应性、整体协调性，已成为工业网络系统研究的新挑战.本文简述了工业网络系统的内涵和主要特征，分析了感知-传输-控制一体化面临的挑战和关键问题；综述了分布式状态感知、适变传输、协同控制等关键技术的研究进展；对工业网络系统的未来研究方向和潜在应用前景进行了总结和展望.