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根據(jù)運行數(shù)據(jù)反饋來實時動態(tài)優(yōu)化產(chǎn)線是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算的關(guān)鍵應用之一。然而，現(xiàn)有的工業(yè)控制系統(tǒng)軟件并不具備實時在線動態(tài)重構(gòu)的能力。本文通過在邊緣計算中引入虛擬化技術(shù)與分布式工業(yè)控制軟件標準IEC 61499，實現(xiàn)了模塊化的工業(yè)控制代碼實時構(gòu)造，并在汽車焊接場景中取得了良好的效果，大幅度提升了補焊的效率。

本文探討了基于云邊自動化的工業(yè)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和未來發(fā)展前景。隨著網(wǎng)絡技術(shù)和人工智能的發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)正在從傳統(tǒng)的分層、封閉架構(gòu)向開放、平臺化架構(gòu)轉(zhuǎn)變。云邊自動化結(jié)合了云計算和邊緣計算，優(yōu)化了通信效率、系統(tǒng)靈活性和資源利用率。本文還討論了虛擬化技術(shù)、網(wǎng)算控互動機制、新一代通信技術(shù)等方面的挑戰(zhàn)和解決方案。最后，本文展望了云邊自動化在設計制造一體化、IT/OT融合等領(lǐng)域的應用前景。

大型生產(chǎn)設施的安全與能效監(jiān)控，迫切需要低功耗、高精度的泛在感知，高實時、高可靠的無線傳輸以及動態(tài)靈活的生產(chǎn)管控。為此，本文首先提出一種扁平架構(gòu)的無線化工業(yè)控制系統(tǒng)。然后,圍繞感知、傳輸和控制等核心功能需求，系統(tǒng)闡述了高實時高可靠的工業(yè)無線網(wǎng)絡設計及其時?空?頻三元聯(lián)合調(diào)控方法，感知終端的變周期精益采樣和高能效精準時間同步方法，以及管控平臺的語義化互操作和賦時工作流模型等核心關(guān)鍵技術(shù)。最后，研發(fā)了面向石油高效采收和電網(wǎng)全域安全監(jiān)測的無線化工業(yè)控制系統(tǒng)，介紹了應用效果和成效。

一方面，邊緣計算所帶來的性能提升給工業(yè)現(xiàn)場設備提供了巨大的潛力； 另一方面，工業(yè)現(xiàn)場應用軟件的復雜程度也在不斷提升，對自動化工程師提出了 巨大的挑戰(zhàn)。因此，低代碼開發(fā)已經(jīng)受到工業(yè)界越來越多的關(guān)注與研發(fā)的投入。 本文介紹了適用于工業(yè)控制系統(tǒng)的低代碼設計方法以及常用建模范式。低代碼設 計已經(jīng)在工業(yè)多個場景中取得了良好的效益，在提升了代碼質(zhì)量的同時，也為工 程開發(fā)節(jié)省了大量的成本。在邊緣計算更加普及的未來，低代碼設計方法將在工 業(yè)各個行業(yè)中擁有更加廣闊的應用前景。

本文目的是給從事工業(yè)自動化控制領(lǐng)域技術(shù)人員，特別是控制軟件工程師作為參考，以期能為其進行任務需求分析、設計選型、開發(fā)實踐和調(diào)優(yōu)的過程中，提供和建構(gòu)一個共識基礎(chǔ)和討論框架。內(nèi)容上主要對基于通用架構(gòu)的工業(yè)控制器，所需要的實時控制技術(shù)進行拋磚引玉式的介紹。首先梳理了對基于實時計算的工業(yè)控制的相關(guān)概念理解，并試圖理清主要術(shù)語的含義和范疇；然后，對實時操作系統(tǒng)（RTOS）的概念和主流實例進行簡要說明；再者，還以英特爾邊緣控制平臺ECI中的實時解決方案為例，闡釋了“軟硬件一體化”方式進行實時任務開發(fā)和調(diào)試的理由。

為指導我國工業(yè)企業(yè)持續(xù)開展工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全（以下簡稱：工控安全）領(lǐng)域綜合防護能力提升，科學評價其安全防護能力水平，中國電子技術(shù)標準化研究院聯(lián)合產(chǎn)學研用共41家組織機構(gòu)，歷時多年研制發(fā)布《信息安全技術(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護能力成熟度模型》（GB/T41400-2022，以下簡稱：《成熟度模型》），從技術(shù)手段、管理制度、組織建設、人員能力等方面構(gòu)建5級成熟度模型，支撐國家工控安全保障體系建設。

工業(yè)控制系統(tǒng)作為工業(yè)核心組成部分，其安全事關(guān)工業(yè)生產(chǎn)運行、國家經(jīng)濟安全和人民生命財產(chǎn)安全。隨著工業(yè)體系由自動化向數(shù)字化、智能化發(fā)展，打破傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)的封閉環(huán)境，傳統(tǒng)信息安全風險加速向工業(yè)領(lǐng)域滲透，工業(yè)控制系統(tǒng)逐漸成為網(wǎng)絡攻擊的主戰(zhàn)場，提升我國工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護水平已成為實現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

本文通過對數(shù)字油田專用的油氣工業(yè)控制系統(tǒng)（OICS)進行風險分析，提出了分層分域、確定性行為預測的縱深防御方法，可有效解決油田OICS面臨的網(wǎng)絡安全問題。

可編程邏輯控制器（簡稱PLC）技術(shù)是工業(yè)控制系統(tǒng)中的基礎(chǔ)且核心部件，是制造業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，是我國產(chǎn)業(yè)升級戰(zhàn)略性技術(shù)，是實現(xiàn)“兩化融合”、《中國制造2025》的共性基礎(chǔ)性技術(shù)。

工業(yè)控制系統(tǒng)是鋼鐵、石化、電力、核工業(yè)、軌道交通、冶金、裝備制造、武器裝備等重點領(lǐng)域的核心中樞，是國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設施的重要組成部分。工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全（以下簡稱工控安全）是實施制造強國和網(wǎng)絡強國戰(zhàn)略的重要保障，關(guān)系到國家安全、經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定。