工業(yè)4.0 視角下PLC 系統(tǒng)的優(yōu)化策略

李冬冬，石科

（重慶華峰化工有限公司，重慶 408017）

0 引言

PLC 控制系統(tǒng)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的重要性是無法忽視的，在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化中，PLC 系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)配置。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)展到制造業(yè)、電力、交通等各個(gè)行業(yè)。PLC 系統(tǒng)的可靠性和效率直接關(guān)系到生產(chǎn)的穩(wěn)定性和效率，因此對于企業(yè)來說，選擇一款高質(zhì)量的PLC 系統(tǒng)是非常重要的。PLC 系統(tǒng)的可靠性不僅取決于系統(tǒng)的硬件質(zhì)量，還與系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和工程實(shí)施密切相關(guān)。因此，在選擇PLC 系統(tǒng)時(shí)，需要考慮系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、效率以及可維護(hù)性等多個(gè)因素[1]。

1 PLC 系統(tǒng)的核心組成及應(yīng)用

1.1 PLC 的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

PLC 主要包括中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入/輸出接口和通信接口，其通過編程指令來控制各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)流程。PLC 的工作原理是基于循環(huán)掃描模式，即連續(xù)監(jiān)測輸入信號，執(zhí)行用戶程序，并更新輸出狀態(tài)。這種設(shè)計(jì)使PLC 系統(tǒng)在處理速度和穩(wěn)定性方面具有顯著優(yōu)勢，并能適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境和生產(chǎn)條件。

1.2 PLC 在不同工業(yè)應(yīng)用中的實(shí)際案例

在化工生產(chǎn)中，PLC 可以控制生產(chǎn)線上的儀器儀表、傳送帶等設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和檢測。在電力行業(yè)中，PLC 用于監(jiān)控和控制電網(wǎng)負(fù)荷，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[2]，通過PLC 的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的合理分配和調(diào)整，避免電力中斷或設(shè)備過載的情況發(fā)生[3]。在智能交通系統(tǒng)中，PLC 同樣發(fā)揮著重要作用，可用于調(diào)控交通信號燈，實(shí)現(xiàn)交通的智能化和高效化管理，通過PLC 的控制，交通信號燈可以根據(jù)實(shí)時(shí)交通情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，提高道路通行效率和交通安全。

2 優(yōu)化策略

2.1 系統(tǒng)性能評估

評估是優(yōu)化PLC 系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟。為了確保系統(tǒng)運(yùn)行處于最佳狀態(tài)，定期進(jìn)行全面的性能檢查至關(guān)重要，可監(jiān)測和分析多個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)以準(zhǔn)確評估系統(tǒng)的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。

響應(yīng)時(shí)間是衡量PLC 系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)之一，是系統(tǒng)接收輸入信號到執(zhí)行相應(yīng)操作所需的時(shí)間。過長的響應(yīng)時(shí)間可能表現(xiàn)出處理能力不足或程序效率低下。通過定期監(jiān)測響應(yīng)時(shí)間，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)性能瓶頸，從而采取措施進(jìn)行優(yōu)化。

運(yùn)行穩(wěn)定性是衡量系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵，涉及系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行的性能一致性和故障率。頻繁的系統(tǒng)崩潰或異常重啟可能表明存在硬件故障、軟件漏洞或不穩(wěn)定的電源供應(yīng)。通過持續(xù)跟蹤這些問題，可以更有效地進(jìn)行故障診斷和預(yù)防性維護(hù)。

錯(cuò)誤率的監(jiān)測對維護(hù)PLC 系統(tǒng)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，包括跟蹤指令執(zhí)行錯(cuò)誤、通信錯(cuò)誤以及輸入輸出錯(cuò)誤等。高錯(cuò)誤率不僅影響生產(chǎn)效率，還可能導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，定期檢查和減少錯(cuò)誤率對保障系統(tǒng)的高效運(yùn)行和操作安全至關(guān)重要。

2.2 程序優(yōu)化

PLC 系統(tǒng)的任務(wù)越復(fù)雜，越需要高級的算法和控制策略以及更高的計(jì)算能力來支持。在PLC 系統(tǒng)中，程序優(yōu)化是提高整體運(yùn)行效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過采用一系列技術(shù)來簡化程序，可以有效減少處理時(shí)間，提升系統(tǒng)響應(yīng)速度，同時(shí)降低錯(cuò)誤率[4]。

優(yōu)化邏輯控制語句。邏輯控制語句是PLC 編程中的核心，決定了程序如何響應(yīng)不同的輸入信號。通過精簡和優(yōu)化這些語句，可以減少程序的復(fù)雜性，提高執(zhí)行效率，例如合并多個(gè)條件判斷語句，減少嵌套的層級，或使用查找表替代復(fù)雜的條件分支。此外，合理利用布爾代數(shù)原理來簡化邏輯運(yùn)算也是一種有效的優(yōu)化方法。

減少不必要的程序循環(huán)。程序循環(huán)尤其是嵌套循環(huán)，會(huì)顯著增加程序的執(zhí)行時(shí)間。通過識別和消除不必要的循環(huán)，可以有效提高程序的運(yùn)行效率，例如重構(gòu)代碼以避免重復(fù)計(jì)算，或在滿足特定條件時(shí)提前退出循環(huán)。在一些情況下，也可通過預(yù)計(jì)算或緩存機(jī)制來替代循環(huán)操作。

使用更有效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在PLC 編程中，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對提高程序效率至關(guān)重要。例如使用數(shù)組或結(jié)構(gòu)體來組織相關(guān)數(shù)據(jù)，可以簡化數(shù)據(jù)訪問和處理流程。同時(shí)，合理的數(shù)據(jù)組織有助于減少內(nèi)存占用和提高數(shù)據(jù)處理速度。

代碼重構(gòu)和模塊化。將程序分解為獨(dú)立的模塊或功能塊，不僅可以提高代碼的可讀性和可維護(hù)性，還可以提升執(zhí)行效率。模塊化的代碼更易于測試和優(yōu)化，也便于復(fù)用。

2.3 PLC 系統(tǒng)硬件

對于硬件而言，更多的輸入/輸出（I/O）模塊和更大的數(shù)據(jù)存儲需求需要硬件資源的升級。

升級方法包括：

（1）增加內(nèi)存容量。PLC 系統(tǒng)的內(nèi)存容量直接影響其處理速度和同時(shí)運(yùn)行的任務(wù)數(shù)量，如果目前的內(nèi)存容量不足，增加內(nèi)存是一種有效的硬件升級方法。

（2）升級CPU。CPU 是PLC 系統(tǒng)的 “大腦” ，升級CPU 可以提高系統(tǒng)的整體性能，特別是對需要復(fù)雜計(jì)算的任務(wù)[5]。

（3）使用更高效的輸入/輸出模塊。針對特定的應(yīng)用需求，使用更高效的輸入/輸出模塊可以提高PLC系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能和可靠性。

在升級硬件時(shí)，需要考慮到系統(tǒng)的兼容性和穩(wěn)定性。首先，需要評估現(xiàn)有的硬件配置，確定升級的必要性和升級的具體硬件類型；然后，根據(jù)評估結(jié)果，購買并安裝新的硬件；最后，對新的硬件進(jìn)行測試，確保其性能提升和與原有系統(tǒng)的兼容性。

2.4 網(wǎng)絡(luò)通訊優(yōu)化

PLC 系統(tǒng)與其他設(shè)備間的通信效率對整個(gè)系統(tǒng)的性能以及生產(chǎn)力有著直接的影響。為了提高通信效率，網(wǎng)絡(luò)通訊優(yōu)化包括使用更高速的通信協(xié)議、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、減少通信延遲。

使用更高速的通信協(xié)議，如5G，可以利用其提供的更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的傳輸延遲來提高通信效率。通過采用這種新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)交換和更少的傳輸延遲，從而提高整體通信效率。

優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也是提高通信效率的重要手段，例如合理配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、合理劃分網(wǎng)絡(luò)段，以實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)傳輸和控制指令的傳遞。

網(wǎng)絡(luò)延遲優(yōu)化也可以提高系統(tǒng)的傳輸速率。例如數(shù)據(jù)包大小的優(yōu)化，數(shù)據(jù)包的大小會(huì)影響通信效率，數(shù)據(jù)包過大會(huì)占用更多的帶寬和網(wǎng)絡(luò)資源，而數(shù)據(jù)包過小則會(huì)導(dǎo)致通信頻繁，增加通信延遲。因此，通過合理調(diào)整數(shù)據(jù)包的大小，使其適應(yīng)特定的通信需求，以減少通信延遲。

數(shù)據(jù)傳輸路徑優(yōu)化。在通信過程中，數(shù)據(jù)傳輸路徑的選擇也會(huì)影響通信效率，若傳輸路徑過長或擁堵，會(huì)導(dǎo)致通信延遲增加。因此，通過優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸路徑，選擇更短、更暢通的路徑，可減少通信延遲。

緩存機(jī)制的利用。將頻繁訪問的數(shù)據(jù)存儲在本地或高速緩存，可以減少對遠(yuǎn)程服務(wù)器的訪問次數(shù)，從而減少通信延遲。

并發(fā)傳輸?shù)睦?。通過同時(shí)傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)包或指令，可以減少通信延遲和等待時(shí)間。

2.5 用戶界面

用戶界面（HMI）是機(jī)器與操作員之間的工業(yè)界面，使用HMI 可以在比PLC 寄存器更安全舒適的環(huán)境中操作?，F(xiàn)代操作面板可以遠(yuǎn)程本地控制，還配備了軟件和觸摸屏，極大方便了人機(jī)層面的信息交換。HMI 是以一種允許在機(jī)器操作的給定序列做出決策的形式，為操作員提供最新的設(shè)備實(shí)時(shí)信息。對用戶界面的改進(jìn)是提高操作員工作效率的關(guān)鍵。

簡化界面。設(shè)計(jì)一個(gè)簡潔、直觀的用戶界面應(yīng)具備控制按鈕、指示器、圖表等必要的元素，并且這些元素應(yīng)按照邏輯和操作習(xí)慣進(jìn)行排列，減少操作員尋找所需功能的時(shí)間，提高工作效率。

提供更清晰的系統(tǒng)狀態(tài)反饋。用戶界面應(yīng)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)信息，如設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障信息、報(bào)警信息等，讓操作員快速了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。

優(yōu)化操作流程。用戶界面應(yīng)提供簡單、易用的操作流程，例如通過觸摸屏進(jìn)行控制，或使用預(yù)定義的操作序列進(jìn)行自動(dòng)控制，減少操作員的操作難度，提高工作效率。

3 OT 系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)源與防范措施

為了解PLC 控制系統(tǒng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，有必要對有系統(tǒng)弱點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和惡意軟件進(jìn)行詳細(xì)的威脅分析，旨在引入更高級別的網(wǎng)絡(luò)安全行動(dòng)。對于工業(yè)系統(tǒng)來說，人為因素、硬件因素、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件是三個(gè)重要的風(fēng)險(xiǎn)源，在確定和識別與黑客攻擊相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)方面具有相當(dāng)重要的意義。

3.1 人為因素

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)被攻擊最常見的原因是未能保持正確的通道網(wǎng)絡(luò)或員工的故意破壞行為。Verizon 發(fā)布的《2022 年數(shù)據(jù)泄露調(diào)查報(bào)告》（DBIR）指出，2022 年數(shù)據(jù)泄露事件中，82%的違規(guī)行為涉及人為因素，勒索軟件攻擊的泄露事件增加13%，超過過去5 年的總和。報(bào)告還指出，目前有四個(gè)主要途徑會(huì)威脅數(shù)據(jù)資產(chǎn)，即憑證竊取、網(wǎng)絡(luò)釣魚、漏洞利用和僵尸網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)釣魚是一種通過冒充其他機(jī)構(gòu)或組織來獲取數(shù)據(jù)或敏感信息的方法。在大多數(shù)情況下，這種類型的攻擊是通過帶有指向的虛假頁面鏈接消息進(jìn)行的，類似于原始頁面，用戶在該頁面上輸入密碼并登錄。網(wǎng)絡(luò)物理攻擊最常見的情況是給員工發(fā)送威脅性郵件或特定操作請求，大多是因?yàn)閱T工郵件過濾系統(tǒng)有故障。

在人為因素中，員工密碼及其正確管理是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全的重要因素。DBIR 報(bào)告明確指出，主要問題是員工在工作門戶上使用重復(fù)密碼，一個(gè)門戶發(fā)生數(shù)據(jù)泄露時(shí)，多個(gè)門戶密碼失效。此外，該報(bào)告還突出顯示了密碼級別的選擇，應(yīng)指示登錄名重復(fù)或密碼字段中輸入最簡單的數(shù)字組合密碼。

3.2 硬件因素

硬件包括控制器、路由器和交換機(jī)等設(shè)備。在分析與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相關(guān)的事件時(shí)，需要分析網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)元素之間通信協(xié)議的安全性。

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括有源和無源元件，如控制器、路由器、交換機(jī)、接入點(diǎn)和服務(wù)器等，共同執(zhí)行控制系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中的不同任務(wù)。對于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全性來說，PLC 和PC 之間的連接是最基本但最容易被忽視的威脅之一。

許多公司在工廠各處擁有廣泛的控制器網(wǎng)絡(luò)，因此使用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制器連接以執(zhí)行所需操作，但這種方式對生產(chǎn)過程是危險(xiǎn)的，因?yàn)槿狈LC 級認(rèn)證，可能引入變化因素到控制器的邏輯中。因此，企業(yè)應(yīng)使用密碼保護(hù)和復(fù)雜數(shù)據(jù)過濾軟件來保護(hù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全性。路由器、接入點(diǎn)和交換機(jī)的適當(dāng)使用可以確保通信不間斷并降低MIM 攻擊的可能性。PLC 最常用的傳輸協(xié)議為MODBUS、Ethernet/IP、Profibus、DNP 317 和ISO-TSAP，這些協(xié)議提供了有效的通信，但不是為了確保工業(yè)系統(tǒng)中的傳輸安全而設(shè)計(jì)的。其中一種常見的攻擊方式是邏輯旁路攻擊，攻擊者通過訪問PLC 的寄存器、存儲器，并輸入隨機(jī)值來干擾程序邏輯，導(dǎo)致輸出值變化，從而對系統(tǒng)造成不可預(yù)測的影響；另一種攻擊方式是基于輸出強(qiáng)制的攻擊，攻擊者通過強(qiáng)制控制系統(tǒng)輸出特定值來干擾系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此外，LogicLocker 等勒索軟件蠕蟲也會(huì)利用PLC 中的弱身份驗(yàn)證機(jī)制劫持PLC，并阻止用戶對系統(tǒng)的正常操作。雖然普通計(jì)算機(jī)病毒不會(huì)以任何方式與PLC 進(jìn)行交互，但網(wǎng)絡(luò)安全事件表明，即使與可以訪問全球網(wǎng)絡(luò)的主要工業(yè)網(wǎng)絡(luò)隔離，控制器（例如SCADA 系統(tǒng)）也存在被黑客入侵的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件和設(shè)備之間的通信安全性以及軟件生產(chǎn)商提供的產(chǎn)品缺陷，對整個(gè)系統(tǒng)的安全性有著直接影響。

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件是影響工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全的重要因素之一。在分析此問題時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和軟件管理有源元素等。根據(jù)SANS 報(bào)告中的數(shù)據(jù)，在所有影響安全性的因素中，高達(dá)4/5 與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件有關(guān)。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全工作面臨的最大挑戰(zhàn)之一是與遠(yuǎn)程過程控制系統(tǒng)的安全連接，其涉及幾個(gè)方面，但最重要的是病毒偽裝成監(jiān)控系統(tǒng)（例如Stuxnet）操縱PLC 程序中的變量并跟蹤整個(gè)生產(chǎn)過程。

以下是幾種用于發(fā)起攻擊的程序示例：

（1）震網(wǎng)（Stuxnet）

Stuxnet 是一種基于Windows 的計(jì)算機(jī)蠕蟲，主要針對使用Siemens WinCC SCADA 系統(tǒng)的設(shè)備，2010 年首次被發(fā)現(xiàn)，是第一個(gè)已知用于監(jiān)視和更改工業(yè)裝置軟件的蠕蟲。根據(jù)賽門鐵克的一份獨(dú)立報(bào)告，Stuxnet 是當(dāng)今工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)面臨的最全面的網(wǎng)絡(luò)安全威脅之一。Stuxnet 蠕蟲主要選擇國家運(yùn)營所必需的服務(wù)（例如天然氣管道網(wǎng)絡(luò)和發(fā)電廠）的相關(guān)特定控制系統(tǒng)，該惡意軟件的主要目的是通過更改PLC 算法并將這些更改隱藏在SCADA 系統(tǒng)中來破壞生產(chǎn)過程，盡管在2010 年被發(fā)現(xiàn)，但有跡象表明，這種蠕蟲可能在一年多前就已經(jīng)存在，并且在那段時(shí)間里不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。Stuxnet 構(gòu)成的威脅的復(fù)雜性極大地影響了工業(yè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全，盡管該蠕蟲主要針對基于西門子控制器的網(wǎng)絡(luò)，但不難想象其修改后可感染第三方控制器或其他工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。

（2）工業(yè)（Industroyer）

Industroyer 框架被認(rèn)為是2016 年襲擊烏克蘭發(fā)電廠所使用的主要工具，這次襲擊導(dǎo)致大約100 萬人被剝奪了6 個(gè)小時(shí)的電力。Industroyer 是第一個(gè)已知的專門用于攻擊發(fā)電廠網(wǎng)絡(luò)的軟件。

（3）哈維克斯（Havex）

Havex 是一種特洛伊木馬型惡意軟件，其主要目的是竊取有關(guān)生產(chǎn)過程的信息，并將其傳輸?shù)匠洚?dāng)攻擊者遠(yuǎn)程訪問點(diǎn)的服務(wù)器，在2013 年反間諜軟件活動(dòng)中被發(fā)現(xiàn)，其影響范圍可能包括數(shù)以千計(jì)的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，特別是在歐洲和美國。安裝后，Havex 會(huì)掃描工業(yè)網(wǎng)絡(luò)以查找所有監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集（SCADA）設(shè)備，然后使用OPC 標(biāo)準(zhǔn)（OLE for process control）向命令服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，例如程序標(biāo)識符、OPC 標(biāo)準(zhǔn)版本、有關(guān)供應(yīng)商信息、運(yùn)行狀態(tài)以及帶寬和SCADA服務(wù)器的名稱。Havex 是一種收集相關(guān)生產(chǎn)過程狀態(tài)及其技術(shù)細(xì)節(jié)的情報(bào)工具，僅用于間諜活動(dòng)，但其獲得的數(shù)據(jù)可能會(huì)引發(fā)對特定目標(biāo)或整個(gè)行業(yè)的潛在攻擊。

3.4 預(yù)防措施

3.4.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的改進(jìn)

改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以降低黑客攻擊風(fēng)險(xiǎn)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞娜觞c(diǎn)、工業(yè)元素與全球網(wǎng)絡(luò)未完全分離、機(jī)器連接數(shù)量增加等問題都需解決，因此云分布式SCADA 系統(tǒng)使用越來越廣泛，但需注意數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的保護(hù)以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜驮O(shè)備的安全性。

3.4.2 數(shù)據(jù)完整性檢查

保護(hù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)完整性可采用傳輸數(shù)據(jù)完整性檢查、多階段操作確認(rèn)和自動(dòng)創(chuàng)建數(shù)據(jù)副本等方法。這些方法可降低黑客攻擊風(fēng)險(xiǎn)，但需注意適用場景和操作難度。

3.4.3 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸授權(quán)

監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸缺少唯一密鑰，授權(quán)是保護(hù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的重要手段。引入授權(quán)系統(tǒng)和級聯(lián)數(shù)據(jù)驗(yàn)證系統(tǒng)可以限制未經(jīng)授權(quán)的數(shù)據(jù)更改；創(chuàng)建中央授權(quán)服務(wù)器加密通信數(shù)據(jù)，以防止修改；級聯(lián)數(shù)據(jù)驗(yàn)證系統(tǒng)可防止不必要的修改；阻止不必要的連接。審計(jì)日志是提供安全性分析的起點(diǎn)。

3.4.4 減少人為因素

本文討論的多數(shù)黑客惡意攻擊成功的例子都是由于人為錯(cuò)誤操作而產(chǎn)生的。最常見的攻擊方式之一是在電子郵件中打開受感染的附件或使用偽造的證書從網(wǎng)站下載文件。盡管人們對網(wǎng)絡(luò)安全的認(rèn)識在逐年增長，但人為因素仍然是風(fēng)險(xiǎn)的主要來源，即使是配置最好的防火墻，也無法為那些不了解網(wǎng)絡(luò)資源相關(guān)衛(wèi)生規(guī)則的用戶提供足夠的保護(hù)。許多公司都有從內(nèi)部工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備訪問全球網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)特殊策略，但大多數(shù)情況下，歸結(jié)為被阻止的站點(diǎn)、端口或服務(wù)池。因此，提高員工對網(wǎng)絡(luò)安全的認(rèn)識仍然是最重要、最緊急行動(dòng)之一。

增強(qiáng)員工意識的最有效方法之一是組織定期培訓(xùn)。對于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的新用戶和不熟悉的用戶來說，這是了解工廠規(guī)則和學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)生基本規(guī)則的最重要的方法之一。根據(jù)已完成的訓(xùn)練和控制測試，可以為給定用戶定義權(quán)限。

3.4.5 軟件的控制和更新

由于設(shè)備制造商和防病毒應(yīng)用程序供應(yīng)商的安全意識不斷提高，軟件有效性控制問題變得尤為重要。自從檢測到Stuxnet 蠕蟲以來，針對工業(yè)設(shè)備的防病毒應(yīng)用程序中的惡意軟件數(shù)據(jù)庫一直在穩(wěn)步更新增長。賽門鐵克或卡巴斯基Lab 等已經(jīng)建立了專門部門，以識別和消除與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的潛在威脅。此外，控制器編程工具后續(xù)版本的更新引入了旨在降低風(fēng)險(xiǎn)的新解決方案。Flame 或Duqu 等蠕蟲的實(shí)例也證明，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)保持操作系統(tǒng)的最新狀態(tài)同樣重要，因?yàn)閻阂廛浖?huì)使用偽造的Windows證書或特殊的系統(tǒng)工具包。操作系統(tǒng)的后續(xù)更新消除了可能被利用的漏洞，因此擁有最新的惡意軟件數(shù)據(jù)庫以正確快速地檢測威脅非常重要。然而，在廣泛的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，這對于網(wǎng)絡(luò)安全人員來說是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

檢查最新軟件的方法可通過創(chuàng)建允許檢查應(yīng)用程序版本的自動(dòng)腳本來簡化和自動(dòng)化此過程。腳本以及定期執(zhí)行命令應(yīng)在內(nèi)部工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的每臺計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，獲取的信息應(yīng)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)管理員，以執(zhí)行所需的更新。自動(dòng)收集已安裝軟件相關(guān)版本信息的過程可以確定哪些應(yīng)用程序需要更新，但軟件更新應(yīng)由具有適當(dāng)權(quán)限的人員執(zhí)行，此過程執(zhí)行不當(dāng)（例如使用受感染的軟件），可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)感染，如Havex 病毒的傳播。

4 結(jié)語

本文詳細(xì)探討了提高PLC 系統(tǒng)性能和可靠性的多種策略，包括程序優(yōu)化、硬件升級、網(wǎng)絡(luò)通訊優(yōu)化、用戶界面改進(jìn)以及OT 系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)源識別與防范措施。這些策略相互補(bǔ)充，共同構(gòu)成了一個(gè)全面的優(yōu)化方案。

雖然PLC 系統(tǒng)在許多工業(yè)應(yīng)用中具有實(shí)時(shí)性，但在工業(yè)4.0 的視角下需要更高響應(yīng)速度和精確性應(yīng)用。目前的PLC 系統(tǒng)可能無法滿足要求，但采用以上優(yōu)化策略，不僅能提高PLC 系統(tǒng)的效率和可靠性，還能為企業(yè)帶來更長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。優(yōu)化后的系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜和多變的工業(yè)環(huán)境，同時(shí)降低故障率和維護(hù)成本。長期來看，這將有助于推動(dòng)整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展。