★ 北京力控华康科技有限公司

1 项目概况

1.1 项目背景

海螺水泥是中国最大的水泥集团，其数字化转型全面启动始于2016年，以“建设智能工厂，打造智慧海螺，引领行业数字化转型”为目标，计划用三到五年的时间，以数字化建设为主线，基于一个数字化中台，建设六大核心系统平台，构建集团六大核心能力，实现数字化卓越运营，助力集团实现和巩固“一强三冠”发展目标。

1.2 项目简介

2016年，芜湖海螺水泥智能工厂全面启动，力控华康与浙大中控合作，梳理底层DCS控制系统实时数据，提供5台工业安全网闸，保证数据实时、准确、完整传输的同时保护DCS控制系统的安全。

2017年，全椒海螺智能工厂启动，力控华康与南京朗坤合作，提供2台工业安全网闸，分别部署在生产和发电系统，实现不同控制系统安全隔离及数据梳理。

经过这两个现场的实施，我公司发现工业安全网闸存在以下问题：DCS控制系统品牌不一，OPC版本繁杂，服务器老旧，PLC接口各异。针对以上现场情况，力控华康组织研发团队开发了适合海螺现场应用的版本，赢得了海螺水泥集团及各厂区负责人的认可。

2019年初，海螺集团与我公司签订三年合作协议。根据该协议，海螺集团全部厂区均采用我公司工业安全网闸。该项目到目前为止共涉及海螺集团旗下全国范围内46个厂区，包括：礼泉海螺、平凉海螺、宝山海螺、昆明海螺、云南壮乡海螺、乐清海螺、广元海螺、阳春海螺、重庆海螺、宿州海螺等，累计供货数量200余台。

1.3 项目目标

自2016年10月开始，海螺采用自主研发与集成创新相结合的方式，运用移动通信网络、数据传感监测、信息交互集成和自适应控制等先进技术，实现覆盖整个水泥生产及发运环节的全系统智能优化，实现工厂运行自动化、故障预控化、管理可视化、全要素协同化、决策智慧化，进一步提升资源综合利用率，降低能源消耗，提升劳动生产率，建设具有海螺特色、先进可靠的全流程水泥智能化工厂。

海螺智能工厂建设涵盖“智能生产平台”“运维管理平台”和“智慧管理平台”三大平台，构建“以智能生产为核心”“以运行维护做保障”和“以智慧管理促经营”的智能化生产模式，实现生产、质量、安全、能源等生产过程管控一体化，保证生产控制不断优化、产品质量保持稳定、性能指标持续向好。

2 项目实施

2.1 技术方案

海螺水泥厂底层控制系统熟料线及水泥磨DCS控制系统为ABB系统，发电为IFIX系统，网闸通过OPC协议从熟料线、水泥磨、发电系统取模拟量数据转发标准OPCServer，能管系统、巡检系统、MES系统从网闸转发的OPCServer取数据。

设备部署在水泥厂底层控制系统、发电系统OPCServer与能管系统、巡检系统、MES系统之间，实现物理隔离需求，保证数据安全传输。具体技术方案如图1所示。

图1 技术方案

2.2 安全防护

工业安全网闸内部采用特殊的2+1双独立主机架构，控制端接入工业控制网络，通过采集接口完成各子系统数据的采集；信息接入到企业管理网络，完成数据到调度中心的传输。双主机之间通过专有的PSL网络隔离传输技术，截断TCP连接，彻底割断穿透性的TCP连接。PSL的物理层采用专用隔离硬件，链路层和应用层采用私有通信协议，数据流采用128位以上加密方式传输，充分保障数据安全。PSL技术实现了数据完全自我定义、自我解析和自我审查，传输机制具有彻底不可攻击性，从根本上杜绝了非法数据的通过，确保子系统控制系统不会受到攻击、侵入及病毒感染。

2.3 功能实现

工业安全网闸实现了控制网络与信息网络之间的有效隔离，同时可以根据用户配置进行必要的数据摆渡。其主要功能包括：

（1）支持各种主流的工业网络通信标准，包括Modbus、OPC、DLT645、IEC60870-5-104等，同时还提供自定义通信协议的扩展。

（2）支持配置多个数据采集和转发通道，每个数据通道下配置多个设备；支持数据源和转发点之间一对一、一对多、多对一及多对多的转发。

（3）支持测点的访问控制，从而提高数据采集和转发的安全性。

（4）支持设备模板和点表导入功能，且提供了非常适用的模板功能，提高了用户工程组态的效率，减少了差错率。

（5）专用的配置管理工具，具有设备自发现功能，可以帮助用户远程管理网络中的多台设备，方便快捷。而且配置以工程化文件的方式存储，各设备的配置独立管理，独立分发应用。

（6）具有远程监控运行状态、测点数据、通信报文、日志信息等功能。

（7）集成LogServer（系统日志），可以集中对日志进行存储、查询、导入和导出。

3 案例亮点及创新性

在过去几年，海螺集团按照数字化转型的总体规划要求，优先重点建设智能制造平台和核心运营管理平台，分步建设共享服务平台、社会化商业平台、数字化人力资源平台和管控与决策支持平台，在数字化转型发展上走出了一条坚实的道路。

华康工业安全网闸自2016年开始投运，至今运行稳定，减少了人员的工作量，提高了安全生产管理水平、工作效率和管理效率，为海螺智能工厂项目的控制系统网络数据安全提供了有力保障。

《自动化博览》2023年1月刊暨《工业控制系统信息安全专刊（第九辑）》