工业控制

首先介绍了泛在电力物联网系统的网络安全，重点探讨了基于人工智能的工业控制系统入侵检测算法，最后总结分析工控网络安全现状，并对基于协议行为分析和人工智能的电力物联网入侵检测技术的未来进行了展望。

工业是综合国力的根基、经济增长的主引擎、技术创新的主战场，也是建设制造强国、质量强国、数字中国等的重要支撑。加快推进新型工业化，是党中央着眼全面建成社会主义现代化强国作出的重要战略部署。中国电信全面响应党中央战略，面向新型工业化依托云网融合优势和科技创新能力，与工业界紧密协作，打造新型工业化高性能连接与计算底座，为做强做优做大新型工业化提供核心助力。在智能网络方面，中国电信推出全云化5G工业定制网，首创工业PON确定性技术体系、IP网络3.0体系架构等，打造满足工业场景要求的高性能确定性网络，形成了全要素的泛在连接能力，满足工厂内外工业场景数据传输对网络的需要；在智能制造方面，中国电信以工业应用为牵引，打通工业数据采集、汇聚、治理及应用的闭环，推出了具备海量协议适配、超高处理性能的标准化、通用化数采网关，研发了首个基于5G云边协同的云化PLC工业控制系统，实现工控软硬件、异构设备、端边云等多维数据采集的统一控制，助力企业柔性生产、智能制造升级。作为工业互联网领域的积极践行者，在中国工业互联网研究院的指导下，中国电信联合产业链各方，积极探索和实践基于新型工业网络架构的数采和云控应用，在煤矿、钢铁、化工、家电、装备等行业效果显著。本白皮书基于中国电信的实践经验，介绍了中国电信在工业网络、数据采集、云化控制方面的研究成果，推出翼云采、翼云控产品方案，并通过实际案例进行了深度剖析，可为产业界新型工业化的快速开展提供参考。展望未来，中国电信愿与产业链合作伙伴们聚力共赢，在工业网络、数据采集、云化控制领域持续技术创新、应用深化，推动数字技术与实体经济融合发展，赋能工业领域的数字化、网络化、智能化转型升级，共建新型工业化美好明天！

IEC TS 61970-555 CIM based efficient model exchange format（CIM/E）和IEC TS 61970-556 CIM based graphic exchange format（CIM/G）是中国首次主导制定的电网调度控制领域国际标准，解决了电网模型、图形的实时交换与共享这一世界性技术难题，完善了IEC TC57标准体系。标准成果创新性地提出了电网调控机构间以及与各类变电站和发电厂之间的模型和图形实时交换与共享技术，推动了中国标准走向世界，并带动了我国电网调度控制产品走向国际市场；首次提出了电网模型实时交换技术规范，实现了模型描述的规范性和高效性的统一；首次提出了高效电网图形实时交换技术规范，实现了电网图形描述的规范性和互补性的统一。 作为IECTC57标准体系中的核心标准，标准成果已被其它国际标准所引用：两项标准已成为相关国际市场招投标的技术标准；相关产品已应用到巴西、菲律宾、老挝、新加坡、印度尼西亚等多个国家。标准成果已在全国43个省级及以上电网调控机构和403个（占比78%）地级调控机构部署应用，并逐步推广到县调、配调、变电站和发电厂。同时，在轨道交通、石化石油、水利框纽、新能源控制等工业控制领域得到广泛应用。

作为工业4.0的核心，工业领域的智能化变革却面临诸多挑战。一方面，在企业内，生产运营仍然存在诸多问题，例如：1、如何进一步将AI技术、大数据技术等应用到生产过程中，从而大幅度地提高生产效率、降低生产和建设成本；2、如何应对老龄化，确保老一代工人所掌握的控制、运营和维护方面的知识得以传承，以及如何适应新一代工人知识结构体系变化；3、如何快速响应外部环境变化，实现柔性化生产制造；4、如何摆脱传统控制器厂家的制约，保障生产者的Know-how知识产权得以保护。另一方面，针对生产现场的智能化改造，1、如何打通信息孤岛，实现不同厂家专有系统之间的互联、互通、互操作；2、如何将智能融入到工业生产的过程控制中，实现生产效率质的提升。这些问题仍处于探索当中。工业生产企业的管理者们希望新的技术能够帮助他们应对这些挑战，传统工业控制架构也需要与时俱进，拥抱AI、大数据分析、物联网等新技术，面向工业智能时代建立新的工业控制体系架构，充分发挥新一代信息技术的赋能效应，提升制造业高端化、智能化、绿色化发展水平，实现企业的业务增长和发展。

随着经济全球化的发展，矿山企业需通过矿山信息化、智慧化建设缓解日趋激烈的市场竞争压力。自2007年提出“两化融合、走新型工业化道路”至2020年《煤炭工业“十四五”发展意见》，可以看到国家的政策正致力推动我国智慧矿山建设和发展进程。矿山用带式输送机存在距离长设备多、耗电量大、运输皮带容易纵向撕裂等问题，且皮带机组管理操作复杂，人员管理不易到位，导致经常需要停产换带，井下人员安全事故频发进而造成的煤炭资源流失，损失较大。宁夏广天夏电子科技有限公司开发的基于视觉分析的矿山智能综合管理平台，将物联网、机器视觉与工业控制技术相结合，利用智能机器视觉分析设备、PLC设备，通过变频器、电机等可执行调速机构构建一个智能化、多功能、全天候的动态综合安全管理平台，可助力实现矿山智能高效安全生产。

目前配电一体化系统处于大范围的规划、研究与建设阶段，随着人工智能、边缘计算、5G等先进信息通信技术的大范围应用，智能配电网一体化建设持续推进，其终端也更加深入用户侧。随着网络攻击组织化、国家化的趋势日益明显，重要信息系统、工业控制领域面临的安全风险居高不下。智能配电网一体化建设在提高电网运行效率的同时，也存在网络安全风险的引入。本次演讲主题主要聚焦电力配电终端的安全隐患发现研究和防护方法的探索。

随着PLC软件标准化和5G网络的发展,PLC从专用控制设备向软件功能服务转变,工业控制从现场向泛在、从软硬一体向软件定义方向演进。首先,通过分析工业控制系统演进趋势,提出以5G虚拟化PLC为技术底座的新型5G工控系统。其次,分别从架构、关键技术等方面阐述了5G虚拟化PLC的技术特点,并介绍了以5G工业网关为载体开展的5G虚拟化PLC技术实践。最后,展望虚拟化PLC的发展趋势,分析5G虚拟化PLC技术发展面临的挑战。

IEC TS 61970-555 CIM based efficient model exchange format（CIM/E）和 IEC TS 61970-556 CIMbased graphic exchange format（CIM/G）是中国首次主导制定的电网调度控制领域国际标准，解决了电网模型、图形的实时交换与共享这一世界性技术难题，完善了 IEC TC57 标准体系。标准成果创新性地提出了电网调控机构间以及与各类变电站和发电厂之间的模型和图形实时交换与共享技术，推动了中国标准走向世界，并带动了我国电网调度控制产品走向国际市场；首次提出了电网模型实时交换技术规范，实现了模型描述的规范性和高效性的统一；首次提出了高效电网图形实时交换技术规范，实现了电网图形描述的规范性和互补性的统一。 在国家质检总局质检公益性行业科研专项、核高基和国家 863 等项目的支持下，联合 20 多家单位开展攻关，项目取得了一系列具有自主知识产权的创新成果：获授权欧亚专利 1 项、国家发明专利 10 项；软件著作权 4 项；发表论文 18 篇；相关成果经中国电机工程学会鉴定为整体国际领先水平。标准成果与国际同类标准相比，CIM/E 模型处理效率提高近百倍，CIM/G 图形解析效率提高约 20 倍，为欧洲和北美等世界各地调度机构之间实现大电网实时在线协调控制提供了新的技术路径。标准成果与国际同类标准相比，适用范围更广、应用规模更大、实时性更好。 作为 IEC TC57 标准体系中的核心标准，标准成果已被其它国际标准所引用；两项标准已成为相关国际市场招投标的技术标准；相关产品已应用到巴西、菲律宾、老挝、新加坡、印度尼西亚等多个国家。标准成果已在全国 43 个省级及以上电网调控机构和 403 个（占比 78%）地级调控机构部署应用，并逐步推广到县调、配调、变电站和发电厂。同时，在轨道交通、石化石油、水利枢纽、新能源控制等工业控制领域得到广泛应用。

MIE-2424M网管型工业以太网交换机具有高性能的交换引擎，采用存储转发交换方式，符合IEEE802.3 / IEEE802. 3u/ IEEE802.3ab/ IEEE802.3z标准，可提供全线速无阻塞转发，提供20个10/100/1000M自适应网口，4个1000M SFP扩展槽。该交换机可以组建一个快速恢复的自愈环网，自愈时间小于20ms，支持对环路的自动检测和倒换。MIE-2424M提供丰富的网管功能，支持MR-ring快速环网，兼容STP/RSTP/MSTP，基于端口的VLAN、基于802.1Q的VLAN、QOS、IGMP Snooping、广播风暴抑制、端口聚合、端口镜像、端口状态管理、SNMP、NTP对时等。特别适用于组建视频监控，智能交通，工业自动化等领域中有视频，音频等高带宽业务传输需求的千兆网络。目前该产品已广泛应用于智能交通，轨道交通，风电，城市管廊，新能源，国家电网，工业控制等工业领域。

本项目针对国家电网公司智能电网信息安全防护的总体需求，在电力系统领域首次构建了一套基于“双网双机、分区分域、安全接入、动态感知、精益管理、全面防护”策略的智能电网信息安全主动防御体系，详细制定了面向智能电网各环节的信息安全防护总体方案，并在面向智能电网异构终端的可信接入认证和隔离交换技术、针对电网工业控制系统的软件代码安全复合分析技术等多项关键技术实现了自主创新，填补了智能电网信息安全主动防御技术的空白，有效指导智能电网信息安全防护建设，解决了智能电网信息安全主动防御面临的若干重大问题。项目已通过由国家电网公司组织的院士和知名专家评审和鉴定，并获得9项发明专利申请，1项授权。 目前该项目已在天津及江苏等电力公司成功实施，成功抵御了万余次来自境内外的恶意攻击，有效保障了智能电网各环节业务系统的安全稳定运。天津和江苏电力公司智能电网信息安全防护的目标都是结合自身智能电网信息安全防护需求，建设具有示范作用的智能电网信息安全防护体系。其中天津电力公司主要在智能电网设备状态监测、用户用电信息采集等系统信息安全防护中集成应用了本项目多项关键技术手段和管理措施，并依据各系统特性和防护需求编制了独立的防护方案和总体防护方案，实现了智能电网业务系统安全风险的可控、能控、在控，为天津电力智能电网系统安全稳定运行提供关键指导和保障。江苏电力公司在进行需求调研、资产归类、风险管理、策略分析、专家评审等环节后，形成了智能电网信息安全防护方案。该方案广泛作用于调度技术支持业务系统、配电自动化系统、输变电设备状态在线监测系统等系统的安全保障中，有效保障了江苏电力智能电网业务系统的安全稳定运行。