DCS自动化系统网络稳定与安全性讨论

摘要：DCS自动化系统网络是以集散控制系统（Distributed Control System，DCS）为基础所构建的，它是一个由过程控制级和过程监控级共同组成的围绕通信网络展开的多级别计算机系统。本文中探讨了DCS自动化系统网络中可能存在的不安全因素，并提出了相应的安全解决方案，希望全面提升DCS自动化系统的网络稳定性与安全性。

关键词：DCS自动化系统网络;稳定性;安全新;不安全因素;对策

DCS自动化系统网络能够配合通信网络构建多级计算机系统，将计算机、通信、显示以及控制这4C技术联系起来，实现分散控制与集中操作，而在分级管理、组态合作等方面也相当便利，具有着简易灵活的系统内容配置。当然，在如此复杂的的系统体系建设中，其系统网络的稳定性与安全性也是备受考验的。

一、DCS自动化系统网络的不安全因素分析

DCS自动化系统网络中是存在诸多不安全因素的，这些不安全因素主要指由DCS系统网络自身特点所构成的各种意外或危险因素。在整个系统中，不安全因素主要体现在物理层面领域与外界干扰层面领域两大方面。

（一）物理层面不安全因素分析

DCS自动化系统网络的不安全因素主要体现在网络周边环境中，这些危险因素都是由网络环境与物理特性所引发的，其中就包括了网络设备与线路故障。比如说频繁启停的大功率电器设备、电阻耦合干扰所造成的设备信号及数据传输不稳定等等。这些内部物理冲击直接导致了网络故障问题出现，所以要在保证网络通信线路安全的基础之上保证物理设备免受破坏，尽量避免包括通讯中断、通信延迟、通信掉线等等问题。

而像电阻耦合干扰则由企业工厂对某些老化线路忽视所造成的线路传输数据信号失稳。举个例子，某些大功率电路如产热电路就可能会遭遇电阻耦合问题，在220V供电过程中线路发生短路问题，导致传输信号被严重影响。在针对信号展开接地使用过程中，如果接地位置不正确或不合理，也会造成电路两端较大的电位差共同形成电路环流，对信号传输过程形成严重干扰。

（二）外界干扰层面不安全因素分析

外界干扰DCS自动化系统网络稳定性与安全性的因素较多，例如雷击干扰、也包括DCS自身的供电线路干扰。首先是DCS供电线路干扰，由于电厂中大型设备的启停关闭非常频繁，所以它必然会对大型元件造成一定消耗，同时产生瞬时的大型交变磁场，交变磁场导致信号线上出现严重的高频干扰。为了解决这一问题，目前许多建筑中都会在电路中加入变压器，通过变压器控制设备开关机过程中不会出现电压变化过大而造成的交变磁场情况[1]。

二、DCS自动化系统网络稳定性与安全性保障措施

结合上述不安全因素问题论述，下文提出了能够保障DCS自动化系统网络稳定性与安全性的两点保障措施，分别希望从物理层安全保障、网络层安全保障、系统层安全保障三大方面思考问题，确保DCS自动化系统网络稳定性与安全性控制保障做到内外兼修。

（一）物理层安全性保障措施

在物理层首先要做好环境安全保障，针对系统所在环境的安全保护应该基于区域和灾难保护两项展开。具体来讲就是维持好环境温度与湿度，因为温湿度过高会导致控制系统电子元件加速老化，缩短寿命。另外不要在计算机系统网络附近摆设较大动力的电气设备，例如大功率对讲机、手机等通讯设备都会对DCS系统造成电磁干扰，严重影响仪表信号的正常传输，导致出现现场信息数据误显示、误传递等效果，严重影响DCS自动化系统网络设备的物理层安全稳定运行。再一点就是要建立DCS自动化系统站外的防雷体系，进一步提高系统对外部环境的适应性。

（二）网络层安全性保障措施

网络层安全性问题主要体现在网络信息的安全性方面，它就包括了网络层身份认证问题、网络资源的共享访问控制问题、数据传输保密与完整性问题、远程入侵检测技术控制问题等等，结合这些问题可展开对网络层安全性的有效保障，提出一系列网络层运行稳定性与安全性优化方案。

具体来讲，当DCS系统与上位系统实时传输数据，实现数据库互联过程中，由于采用了开放式网络，因此DCS系统就完全暴露在网络上，没有任何防护手段，极易遭受黑客与病毒攻击。在如此状态下可加装病毒防火墙，或者通过数据采集设备采集DCS数据，再通过以太网将数据传输到最上层，通过浏览器对现场生产数据进行调查分析，最终为系统高层决策提供有价值参考[2]。

（三）系统层安全性保障措施

系统层安全保障针对DCS自动化系统网络展开安全防护，全面提高网络稳定性与安全性，它主要包含了身份认证、访问控制、系统漏洞安全防护功能，主要针对操作系统中的安全配置问题展开分析，提出系统层安全解决方案。

考虑到当前的DCS自动化系统网络均使用微软WindowsNT4.0操作系统，系统整体表现脆弱且漏洞偏多。因此需要专门设置用户访问权限，并打好网络安全补丁。另外就是展开DCS系统日常操作管理工作，注意数据记录和存档管理，并对对外拷贝数据进行定期重新整理，通过备份维护系统。在系统错误清除过程中也要加强对系统的巡检操作，解决可能存在的各种问题，避免问题进一步恶化，影响系统常规操作，进而导致生产平衡性受损。

另外，由于DCS自动化系统网络中软件兼容性并不高，所以必须围绕DCS系统的操作员站、服务器、组态以及工程师等各种涉及系统建设维护与安全保护的软件进行分析。主要分析它們之间所形成的相互冲突，并提出处理对策。即在软件应用之前就了解它们的兼容性，并制定一套完善的软件管理体系，有效规范软件使用进程[3]。

总结：

目前DCS自动化系统网络在信息化工业生产中已经成为了最重要的神经网络。但由于它的技术操作复杂性，系统中的安全性与稳定性备受质疑，本文中分析了DCS系统安全的相应调整措施，希望稳定系统运行，提高其运行效率，体现更强大的智能化水平，为信息化工业生产提供巨大支持。

参考文献：

[1]许立环.如何确保DCS系统在电力行业应用中的安全性和抗扰性[J].数字化用户，2018，24（20）：231.

[2]齐文军，张栋.运用DCS系统组态软件提高装置操作安全性的分析[J].仪器仪表用户，2015（2）：26-27，17.

[3]齐文军，张栋.运用DCS系统组态软件提高装置操作安全性的分析[C].//2015中国石油石化仪表与自动化技术及管理交流会论文集.2015：553-556.