工业控制系统是推动制造业数字化转型的重要基础，是实现新型工业化的重要动能。近年来，随着计算机技术、通信技术和控制技术的飞速发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，工业控制系统从封闭独立逐步走向开放互联，从软硬件深度捆绑到软硬解耦，边界不断扩大，面临的安全形势日益严峻。本文详细分析了工控安全面临的新形势、新变化、新问题、新挑战，提出了推进我国工业控制系统网络安全的相关建议。

随着工业控制系统数字化和智能化转型的推进，信息网络技术与物理控制系统传统业务之间的融合日益加深。在各类业务频繁交互的背景下，海量传感器及执行器设备泛在接入，系统边界网络呈现出分布广泛、无人值守、物理保护措施薄弱的特点，为攻击者提供了以非授权接入设备为侵入方式的物理入侵攻击途径。攻击者可利用静默性入侵设备长期潜伏在系统中实施信息窃取，对工业控制系统造成极大的安全威胁。本文通过分析工业控制系统安全威胁案例和演变趋势，提出了物理入侵攻击威胁及其模型，对比了物理入侵设备的检测方法，探讨了该领域面临的挑战难题和未来的研究方向。

随着工业控制系统（ICS）信息化和智能化的推进，信息安全问题日益凸显。本文全面分析了类脑智能技术在ICS信息安全领域的应用现状，并深入探讨了其在智能机器人定位、决策算法优化、异常检测等关键领域的实际应用，同时讨论了该技术在隐私保护、数据安全和系统稳定性方面所面临的挑战。本文旨在为ICS信息安全领域提供新的视角和解决方案，推动类脑智能技术的实际应用和产业发展。

根据运行数据反馈来实时动态优化产线是工业互联网与边缘计算的关键应用之一。然而，现有的工业控制系统软件并不具备实时在线动态重构的能力。本文通过在边缘计算中引入虚拟化技术与分布式工业控制软件标准IEC 61499，实现了模块化的工业控制代码实时构造，并在汽车焊接场景中取得了良好的效果，大幅度提升了补焊的效率。

本文探讨了基于云边自动化的工业控制系统的关键技术和未来发展前景。随着网络技术和人工智能的发展，工业控制系统正在从传统的分层、封闭架构向开放、平台化架构转变。云边自动化结合了云计算和边缘计算，优化了通信效率、系统灵活性和资源利用率。本文还讨论了虚拟化技术、网算控互动机制、新一代通信技术等方面的挑战和解决方案。最后，本文展望了云边自动化在设计制造一体化、IT/OT融合等领域的应用前景。

大型生产设施的安全与能效监控，迫切需要低功耗、高精度的泛在感知，高实时、高可靠的无线传输以及动态灵活的生产管控。为此，本文首先提出一种扁平架构的无线化工业控制系统。然后,围绕感知、传输和控制等核心功能需求，系统阐述了高实时高可靠的工业无线网络设计及其时−空−频三元联合调控方法，感知终端的变周期精益采样和高能效精准时间同步方法，以及管控平台的语义化互操作和赋时工作流模型等核心关键技术。最后，研发了面向石油高效采收和电网全域安全监测的无线化工业控制系统，介绍了应用效果和成效。

一方面，边缘计算所带来的性能提升给工业现场设备提供了巨大的潜力； 另一方面，工业现场应用软件的复杂程度也在不断提升，对自动化工程师提出了 巨大的挑战。因此，低代码开发已经受到工业界越来越多的关注与研发的投入。 本文介绍了适用于工业控制系统的低代码设计方法以及常用建模范式。低代码设 计已经在工业多个场景中取得了良好的效益，在提升了代码质量的同时，也为工 程开发节省了大量的成本。在边缘计算更加普及的未来，低代码设计方法将在工 业各个行业中拥有更加广阔的应用前景。

本文目的是给从事工业自动化控制领域技术人员，特别是控制软件工程师作为参考，以期能为其进行任务需求分析、设计选型、开发实践和调优的过程中，提供和建构一个共识基础和讨论框架。内容上主要对基于通用架构的工业控制器，所需要的实时控制技术进行抛砖引玉式的介绍。首先梳理了对基于实时计算的工业控制的相关概念理解，并试图理清主要术语的含义和范畴；然后，对实时操作系统（RTOS）的概念和主流实例进行简要说明；再者，还以英特尔边缘控制平台ECI中的实时解决方案为例，阐释了“软硬件一体化”方式进行实时任务开发和调试的理由。

为指导我国工业企业持续开展工业控制系统信息安全（以下简称：工控安全）领域综合防护能力提升，科学评价其安全防护能力水平，中国电子技术标准化研究院联合产学研用共41家组织机构，历时多年研制发布《信息安全技术工业控制系统信息安全防护能力成熟度模型》（GB/T41400-2022，以下简称：《成熟度模型》），从技术手段、管理制度、组织建设、人员能力等方面构建5级成熟度模型，支撑国家工控安全保障体系建设。

工业控制系统作为工业核心组成部分，其安全事关工业生产运行、国家经济安全和人民生命财产安全。随着工业体系由自动化向数字化、智能化发展，打破传统工业控制系统的封闭环境，传统信息安全风险加速向工业领域渗透，工业控制系统逐渐成为网络攻击的主战场，提升我国工业控制系统信息安全防护水平已成为实现制造业高质量发展的重要基础。