典型工业领域的工业控制网络
发布时间 :2021-02-12 13:02:07 浏览: 128次 来源:网络整理 作者:佚名
典型工业领域的工业控制网络

工业控制系统是工业控制网络的服务对象。通过信息技术对工业控制系统的某些攻击都通过工业控制网络来完成。因此,保护​​工业控制网络的安全性可以防止工业控制系统的非法入侵和其他攻击。因此,有必要了解某些特定行业的工业控制网络

钢铁行业的工业控制网络

钢铁行业的工业以太网通常采用环形网络结构,这是一种实时控制网络,负责控制器,操作员站和工程师站之间过程控制数据的实时通信。网络上的所有操作员站,数据挖掘机器和PLC均使用以太网接口并将其设置为相同的网段IP地址,网络中的长途传输介质为光缆,本地传输介质为网线(例如PLC与操作员站之间)。生产监视主机使用双网卡结构连接到管理网络。下图是典型钢铁厂的网络拓扑图。

1)垂直分为Internet层,办公网络层,监视层,控制层和现场层(仪器)。

2)水平划分为不同的功能区域(烧结,炼铁,炼钢,轧钢等)。

钢铁行业的工业控制网络

在石化行业工业控制网络的典型情况下,现有炼油厂生产控制系统的网络拓扑图如图所示。大型石化行业具有庞大的控制系统和很高的安全要求。多个控制系统可在现场完成控制功能。大型石化工程厂DCS采用大型局域网结构,网络结构较为复杂。场景的主要控制功能全部由DCS完成,其他系统的集中控制可以在一定程度上完全由DCS监视。 DCS包含大量数据接口,它们是构建企业信息化的数据源和执行机构。除了DCS之外,其他系统通常没有外部数据接口(没有生产数据),并且相对独立并且具有简单的网络结构。

典型炼油厂的网络拓扑图

主控制系统的功能如下。

([1)分布式控制系统(DCS)

DCS完成了生产设备的基本过程控制,操作,监视,管理,顺序控制和过程互锁,并且在DCS中还完成了一些高级过程控制。大型石化工程厂DCS采用大型局域网结构。根据生产要求,系统规模和总体布局,将其划分为几个独立的局域网,以确保每套生产设备独立启动和停止并正常运行。

([2)安全仪表系统(SIS)

SIS是在现场机柜室(FAR)中设置的,并且独立于DCS设置,以确保人员和生产设备,重要单元和关键设备的安全。 SIS是根据故障安全类型设计的,并与DCS进行实时数据通信,并在DCS操作员站上显示。大型石化厂SIS采用局域网结构。根据生产要求,系统规模和总体布局,它分为几个独立的局域网,以确保使用SIS进行生产设备的独立启动和关闭以及安全操作。

([3)可燃/有毒气体检测系统(GDS)

生产装置,公共工程和辅助设施中有易燃和有毒气体探测器,易燃和有毒气体可能泄漏或聚集,并且信号已连接到GDS。

([4)压缩机控制系统(CCS)

压缩机控制系统完成压缩机单元的调速控制,防喘振控制,负载控制和安全互锁保护功能,并与设备的DCS通信。操作员可以在DCS操作员站“监视和操作”上执行对设备的控制。

([5)旋转设备监控系统(MMS)

MMS用于在线监视旋转设备(例如主涡轮机,压缩机和泵)的参数。同时,它对旋转设备的性能进行分析和诊断,为旋转设备的故障预测和维护提供了有力的支持。

([6)可编程逻辑控制系统(PLC)

原则上,相对独立的操作控制或专用设备的控制,监视和安全保护功能采用独立的PLC控制系统。通过与DCS进行数据通信亚博登录网页版 ,操作员可以在DCS操作员站上监视和操作设备的操作。

([7)在线分析仪系统(PAS)

在线分析仪(工业色谱仪,红外分析仪等)应包括采样单元,采样预处理单元,分析器单元,回收或排气单元,微处理器单元,通信接口(网络和串行)以及显示(LCD)单元和打印机等。

电力行业的工业控制网络

大型发电厂的整个DCS采用大型LAN架构,网络架构更加复杂。以下是DCS网络的体系结构描述。

([1) L1基本控制层

该网络层完成了控制生产过程的功能,主要由工业控制器,数据采集卡和各种过程控制输入和输出仪器组成,还包括所有现场系统间通信。它可以在本地实现连续控制调整和顺序控制,设备检测,系统测试和自诊断,过程数据采集,信号转换亚博app下载安卓版 ,协议转换等功能。

([2) L2监控层

此层包含每个子设备的工程师站和操作员站,它们可以监视生产过程,维护系统配置并管理现场智能仪器。实际上,产品的正常生产可以通过L1和L2层来进行,但是在大型电厂中工业控制网络,为了实现智能的生产管理和信息化,通常会建立L3及以上的网络。

网络层。

([3) L3操作管理层(集中控制CCR)

DCS管理层网络通过L3交换机将每个区域的L2层的LAN融合在一起。设置全球工程师站可以维护区域中所有设备的配置,并查看网络中每个设备的监视图片,趋势和警报。设置在第3层的中央OPC服务器可以实现从每个设备收集实时数据。

([4) L4调度管理级别(工厂级SIS)

SIS是一个实时管理和监视系统,可为生产过程提供全面的优化服务。它汇集了整个工厂的DCS,PLC和其他计算机过程控制系统(过程控制系统,PCS),并与管理信息系统(Management Information System)集成。系统,MIS)有机地结合在一起,实现了整个电厂的资源共享和信息共享,实现了一体化的管理和控制。

在典型情况下,现有火力发电厂生产控制系统的网络拓扑图如图所示。

火力发电厂生产控制系统的网络拓扑图。

市政运输行业的工业控制网络

地铁综合监控系统的整体结构如图所示。它由中央综合监控系统工业控制网络,车站综合监控系统(包括仓库综合监控系统)和连接它们的综合监控系统骨干网组成。

([1)中央综合监控系统

中央综合监控系统安装在线路监控中心,以监控整个线路上每个站(包括仓库)的每个子系统的运行状态,并完成中央级的运行控制功能。中央集成监控系统由中央监控网络,OCC(运营控制中心,运营控制中心)实时服务器,历史和事件服务器,磁盘阵列,磁带记录设备,各种操作员工作站,中央互连系统,UPS,打印机组成,机柜和它由配件和其他零件组成。此外,还有系统范围的网络管理系统(NMS)和大屏幕系统(OPS)。

([2)综合站监测系统

站级监控网络是双冗余高速交换以太网,其数据传输速率为100 Mbit / s或1000 Mbit / s,遵循IEEE 80 2. 3标准欧宝体育官方网站 ,使用TCP / IP协议,并且网络交换机是冗余配置。

([3)综合监控系统骨干网

集成监控系统骨干网(MBN)可以使用地铁工程通信骨干网的传输通道,也可以单独形成骨干网。地铁综合监控系统是一个分散的大型SCADA系统。它基于分布在数十公里半径内的广域网。

综合监控系统骨干网拓扑图

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