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[13010] 2018-08-01_浅析煤炭企业如何进行工控安全建设

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2018-08-01_浅析煤炭企业如何进行工控安全建设 浅 析 煤 炭 企 业 如 何 进 行 工 控 安 全 建 设 原 创   l i u j i a n s h u a i   F r e e B u f   2 0 1 8 - 0 8 - 0 1 摘 要 摘 要 煤 炭 工 业 控 制 系 统 是 整 个 煤 炭 企 业 安 全 生 产 监 控 系 统 信 息 的 集 成 ， 它 需 要 一 个 快 速 、 安 全 、 可 靠 的 网 络 平 台 为 煤 炭 工 业 控 制 系 统 是 整 个 煤 炭 企 业 安 全 生 产 监 控 系 统 信 息 的 集 成 ， 它 需 要 一 个 快 速 、 安 全 、 可 靠 的 网 络 平 台 为 大 量 的 信 息 流 动 提 供 支 撑 ， 同 时 要 有 一 个 功 能 全 面 的 安 全 生 产 信 息 应 用 系 统 为 矿 井 安 全 生 产 提 供 科 学 调 度 、 决 大 量 的 信 息 流 动 提 供 支 撑 ， 同 时 要 有 一 个 功 能 全 面 的 安 全 生 产 信 息 应 用 系 统 为 矿 井 安 全 生 产 提 供 科 学 调 度 、 决 策 的 依 据 。 做 好 煤 炭 企 业 工 控 安 全 建 设 是 实 现 生 产 安 全 的 必 要 保 障 。 策 的 依 据 。 做 好 煤 炭 企 业 工 控 安 全 建 设 是 实 现 生 产 安 全 的 必 要 保 障 。 关 键 字 ： 煤 炭   工 控 安 全   工 控 系 统 一 、 概 述 一 、 概 述 煤 炭 行 业 是 指 以 开 采 煤 炭 资 源 为 主 的 一 个 产 业 ， 它 是 国 家 能 源 的 主 要 来 源 之 一 ， 也 是 国 家 经 济 的 重 要 支 柱 之 一 。 一 般 能 源 行 业 包 括 煤 炭 、 石 油 石 化 、 电 力 等 ， 而 国 家 《 网 络 安 全 法 》 第 三 十 一 条 要 求 ： 国 家 对 公 共 通 信 和 信 息 服 务 、 能 源 、 交 通 、 水 利 、 金 融 、 公 共 服 务 、 电 子 政 务 等 重 要 行 业 和 领 域 ， 以 及 其 他 一 旦 遭 到 破 坏 、 丧 失 功 能 或 者 数 据 泄 露 ， 可 能 严 重 危 害 国 家 安 全 、 国 计 民 生 、 公 共 利 益 的 关 键 信 息 基 础 设 施 ， 在 网 络 安 全 等 级 保 护 制 度 的 基 础 上 ， 实 行 重 点 保 护 。 所 以 煤 炭 的 开 采 和 加 工 属 于 能 源 行 业 是 国 家 关 键 基 础 设 施 ， 应 依 照 国 家 标 准 加 强 网 络 安 全 防 护 。 中 国 煤 炭 资 源 丰 富 ， 主 要 分 布 于 黑 龙 江 、 内 蒙 古 、 山 西 、 山 东 、 江 苏 、 河 北 、 陕 西 、 宁 夏 、 河 南 、 贵 州 、 新 疆 等 省 份 。 开 采 方 式 采 用 煤 炭 掘 进 机 、 皮 带 以 及 其 他 技 术 将 煤 炭 从 地 下 运 出 ， 然 后 将 原 煤 输 送 到 选 煤 厂 ， 利 用 煤 炭 和 矸 石 物 理 、 化 学 性 质 差 异 ， 将 煤 和 杂 质 分 离 出 来 ， 加 工 成 商 品 煤 ， 最 终 输 送 到 电 厂 、 化 工 厂 、 钢 厂 等 进 行 有 效 的 应 用 。 二 、 二 、 煤 炭 生 产 系 统 架 构 煤 炭 生 产 系 统 架 构 2 . 1 .   业 务 架 构 业 务 架 构 煤 炭 生 产 业 务 架 构 图 煤 炭 生 产 系 统 主 要 分 为 五 层 ， 分 别 为 设 备 层 、 控 制 层 、 生 产 执 行 层 、 经 营 管 理 层 和 决 策 支 持 层 。 具 体 包 括 ：
l   设 备 层 包 括 传 感 器 、 仪 器 仪 表 、 阀 门 、 射 频 识 别 、 摄 像 头 、 皮 带 、 机 械 和 装 置 等 ， 是 煤 矿 进 行 生 产 活 动 的 物 质 技 术 基 础 ； l   控 制 层 包 括 输 煤 皮 带 系 统 、 选 煤 厂 集 控 系 统 、 安 全 监 控 系 统 、 电 力 监 控 系 统 、 通 风 系 统 、 供 水 系 统 等 控 制 系 统 ， 这 些 控 制 系 统 通 过 各 自 的 P L C 对 底 层 设 备 进 行 控 制 ； l   生 产 执 行 层 包 括 生 产 管 理 、 调 度 管 理 、 安 全 管 理 、 机 电 管 理 等 系 统 ， 用 来 对 整 个 生 产 系 统 进 行 集 中 控 制 和 统 一 管 理 ； l   经 营 管 理 层 包 括 E R P 系 统 、 项 目 管 理 系 统 和 办 公 系 统 等 ， 通 过 分 析 生 产 数 据 来 达 到 经 营 管 理 的 目 的 ； l   决 策 支 持 层 主 要 通 过 经 营 管 理 层 提 供 的 数 据 来 对 整 体 发 展 方 向 做 决 策 。 2 . 2 .   网 络 架 构 网 络 架 构 煤 炭 生 产 网 络 架 构 图 l   煤 炭 生 产 网 络 主 要 由 工 业 以 太 网 构 成 ， 分 地 面 工 业 以 太 环 网 和 井 下 工 业 以 太 环 网 、 调 度 中 心 网 络 。 l   以 上 三 个 网 络 由 两 台 核 心 交 换 机 将 井 下 和 地 面 系 统 连 接 起 来 ， 同 地 面 的 调 度 中 心 进 行 数 据 通 讯 。 l   调 度 中 心 负 责 各 个 系 统 的 数 据 采 集 和 分 析 、 监 视 ， 以 及 部 分 辅 助 子 系 统 的 控 制 工 作 。 l   煤 炭 生 产 控 制 主 要 控 制 工 作 在 现 场 各 个 子 系 统 的 控 制 室 完 成 。 l   煤 炭 生 产 控 制 系 统 主 要 控 制 器 品 牌 ： A B 和 西 门 子 ， 浙 江 中 控 和 和 利 时 等 。 l   系 统 主 要 通 讯 协 议 ： O P C 、 M O D B U S 、 p r o f i n e t 等 。 三 、 三 、 风 险 分 析 风 险 分 析 目 前 煤 矿 生 产 系 统 逐 步 实 现 数 字 化 矿 山 的 改 造 和 建 设 ， 但 是 网 络 安 全 建 设 依 旧 没 有 跟 上 信 息 化 建 设 的 步 伐 。 现 场 工 业 网 络 目 前 可 以 实 现 正 常 的 通 讯 ， 满 足 基 本 生 产 运 行 ， 但 工 控 安 全 防 护 设 备 较 少 ， 一 旦 出 现 问 题 ， 可 能 会 影 响 生 产 运 行 ， 后 果 不 堪 设 想 。 笔 者 总 结 煤 炭 企 业 存 在 风 险 如 下 ： l   缺 乏 整 体 信 息 安 全 规 划 ； l   缺 乏 工 控 安 全 管 理 制 度 、 应 急 预 案 、 培 训 与 意 识 培 养 ；
l   调 度 人 员 有 时 通 过 连 通 互 联 网 的 手 机 在 调 度 室 主 机 U 口 上 充 电 ， 导 致 生 产 网 络 通 过 手 机 被 打 通 ， 造 成 边 界 模 糊 。 l   主 机 操 作 系 统 老 旧 ， 从 不 升 级 ， 极 易 出 现 安 全 漏 洞 和 缺 陷 ； 新 建 系 统 主 机 虽 然 会 安 装 杀 毒 软 件 ， 但 是 为 保 障 生 产 运 行 ， 杀 毒 软 件 一 般 处 于 关 闭 状 态 ， 这 些 都 存 在 安 全 隐 患 ， 无 法 防 御 “ 0 - D A Y ” 病 毒 和 勒 索 病 毒 。 l   调 度 人 员 或 运 维 人 员 使 用 带 有 病 毒 的 U 盘 插 入 主 机 中 ， 造 成 整 个 网 络 感 染 病 毒 。 l   煤 炭 生 产 现 场 P L C 多 为 西 门 子 或 A B 的 产 品 ， 而 P L C 本 身 存 在 漏 洞 ， 西 门 子 和 A B 近 些 年 被 曝 出 存 在 高 危 漏 洞 ，   攻 击 者 可 以 利 用 漏 洞 控 制 现 场 设 备 ， 执 行 错 误 命 令 ， 严 重 影 响 安 全 生 产 。 l   黑 客 也 可 通 过 技 术 手 段 潜 入 生 产 网 络 ， 获 取 关 键 生 产 数 据 ， 牟 取 利 益 。 四 、 四 、 方 案 设 计 方 案 设 计 4 . 1 .   设 计 设 计 * * 规 划 规 划 * * 煤 炭 企 业 工 控 网 络 总 体 信 息 安 全 建 设 ， 主 要 从 两 大 体 系 进 行 规 划 ： 信 息 安 全 技 术 防 护 体 系 ， 信 息 安 全 管 理 体 系 ， 结 合 《 工 业 控 制 系 统 信 息 安 全 防 护 指 南 》 和 《 G B / T   2 2 2 3 9 - 2 0 0 8   信 息 系 统 安 全 等 级 保 护 基 本 要 求 》 进 行 统 一 规 划 建 设 。 4 . 2 .   参 考 标 准 及 法 规 参 考 标 准 及 法 规 l   《 工 业 控 制 系 统 信 息 安 全 防 护 指 南 》 （ 工 信 软 函 〔 2 0 1 6 〕 3 3 8 号 ） l   《 G B / T   2 2 2 3 9 - 2 0 0 8   信 息 系 统 安 全 等 级 保 护 基 本 要 求 》 l   《 网 络 安 全 法 》 4 . 3 .   技 术 设 计 方 案 技 术 设 计 方 案 煤 炭 生 产 系 统 整 体 防 护 部 署 示 意 图 l   部 署 工 业 防 火 墙 ： 部 署 工 业 防 火 墙 ： 控 制 层 与 生 产 执 行 层 间 无 安 全 防 护 ， 煤 矿 现 场 控 制 层 可 能 受 到 非 法 的 网 络 访 问 和 恶 意 代 码 的 入 侵 ， 影 响 控 制 器 的 正 常 工 作 。 在 煤 矿 控 制 层 与 生 产 执 行 层 间 部 署 能 够 识 别 工 控 协 议 的 工 业 防 火 墙 产 品 ， 将 煤 矿 控 制 层
与 生 产 执 行 层 进 行 逻 辑 隔 离 ， 并 设 置 严 格 的 访 问 控 制 策 略 ， 通 基 于 I P 、 端 口 、 协 议 等 的 访 问 控 制 设 置 ， 杜 绝 控 制 系 统 的 非 法 访 问 ， 隔 离 网 络 攻 击 和 病 毒 （ 包 含 工 业 病 毒 ） 的 跨 区 域 的 串 扰 ， 保 护 工 业 环 网 的 安 全 运 行 。 l   部 署 工 控 部 署 工 控 I D S ： ： 外 部 网 络 流 量 需 要 由 执 行 层 进 入 控 制 层 ， 进 入 控 制 层 后 没 有 流 量 检 测 装 置 ， 无 法 判 断 外 部 流 量 生 产 控 制 层 的 是 否 存 在 异 常 网 络 攻 击 、 恶 意 代 码 等 。 在 控 制 层 和 生 产 执 行 层 边 界 交 换 机 旁 路 部 署 工 控 I D S ， 对 进 行 控 制 系 统 的 流 量 进 行 收 集 、 分 析 和 检 测 ， 实 时 监 测 外 部 流 入 的 流 量 是 否 存 在 可 能 导 致 控 制 系 统 异 常 的 攻 击 行 为 和 恶 意 代 码 ， 若 发 现 网 络 安 全 威 胁 可 第 一 时 间 产 品 告 警 ， 提 示 运 维 管 理 人 员 采 取 处 置 措 施 。 l   部 署 主 机 防 护 软 件 ： 部 署 主 机 防 护 软 件 ： 为 保 证 主 机 设 备 的 正 常 运 行 ， 煤 矿 控 制 系 统 的 操 作 员 站 和 工 程 师 站 基 本 不 安 装 杀 毒 软 件 ， 导 致 主 机 设 备 可 能 存 在 未 被 发 现 的 恶 意 代 码 程 序 且 无 法 抵 御 病 毒 、 木 马 等 恶 意 代 码 的 入 侵 。 在 煤 矿 控 制 系 统 的 工 程 师 站 和 操 作 员 站 安 装 主 机 防 护 软 件 ， 使 用 “ 白 名 单 ” 技 术 固 化 工 程 师 站 和 操 作 员 站 所 能 够 运 行 的 应 用 软 件 ， 恶 意 代 码 软 件 、 违 规 软 件 无 法 在 工 程 师 站 和 操 作 员 站 运 行 ， 保 护 工 程 师 站 和 操 作 员 站 不 受 恶 意 代 码 的 破 坏 ， 能 够 安 全 稳 定 运 行 。 通 过 对 主 机 接 口 的 管 理 ， 防 止 外 设 在 主 机 上 随 意 使 用 。 l   部 署 工 控 安 管 平 台 ： 部 署 工 控 安 管 平 台 ： 煤 矿 控 制 系 统 在 做 好 信 息 安 全 的 相 关 建 设 或 整 改 后 ， 增 加 了 网 络 安 全 性 ， 但 是 也 增 加 了 一 定 的 管 理 难 度 。 在 控 制 层 部 署 安 全 管 理 平 台 ， 对 所 使 用 的 安 全 产 品 进 行 统 一 管 理 ， 主 要 包 括 数 据 监 测 、 日 志 收 集 和 报 警 展 示 ， 通 过 使 用 统 一 管 理 平 台 可 以 大 大 降 低 运 维 管 理 的 工 作 难 度 和 工 作 量 、 同 时 可 采 集 煤 矿 控 制 系 统 的 主 机 设 备 、 网 络 设 备 、 安 全 、 业 务 软 件 的 日 志 进 行 统 一 留 存 和 管 理 ， 运 维 管 理 人 员 可 通 过 统 一 管 理 平 台 监 控 全 网 的 报 警 信 息 ， 发 生 安 全 事 件 后 ， 可 第 一 时 间 采 取 处 置 措 施 。 4 . 4 .   管 理 设 计 方 案 管 理 设 计 方 案 煤 炭 企 业 在 进 行 工 控 安 全 技 术 建 设 的 同 时 ， 也 不 能 忽 视 工 控 安 全 管 理 建 设 ， 我 们 在 企 业 安 全 建 设 始 终 强 调 “ 三 分 技 术 ， 七 分 管 理 ” 。 安 全 管 理 体 系 方 面 ， 通 过 制 定 和 完 善 工 控 网 络 安 全 管 理 制 度 ， 形 成 由 安 全 策 略 、 管 理 制 度 、 操 作 规 程 等 构 成 的 全 面 的 信 息 安 全 管 理 制 度 保 障 体 系 ， 做 到 有 章 可 循 、 有 法 可 依 、 人 人 有 责 的 工 控 网 络 和 系 统 安 全 建 设 格 局 。 安 全 制 度 管 理 结 合 煤 炭 企 业 网 络 安 全 管 理 工 作 现 状 ， 笔 者 建 议 制 定 以 下 文 件 ： 《 工 控 安 全 管 理 办 法 》 、 《 工 控 安 全 部 门 、 岗 位 职 责 文 件 》 、 《 工 业 控 制 系 统 介 质 管 理 程 序 》 、 《 工 业 控 制 系 统 外 部 人 员 访 问 管 理 制 度 》 、 《 工 业 控 制 系 统 P L C 管 理 制 度 》 、 《 工 控 安 全 事 件 管 理 办 法 》 等 工 控 安 全 管 理 制 度 。 同 时 通 过 协 助 企 业 制 定 《 工 控 安 全 应 急 预 案 》 、 《 工 控 安 全 服 务 办 法 》 ， 定 期 组 织 工 业 控 制 系 统 信 息 安 全 培 训 ， 定 期 进 行 风 险 评 估 等 ， 全 面 实 现 企 业 整 体 信 息 安 全 防 护 。 五 、 五 、 小 结 小 结 方 案 依 据 P P D R （ 安 全 策 略 、 保 护 、 检 测 和 响 应 ） 安 全 保 障 模 型 设 计 ， 形 成 “ 事 前 防 护 - 事 中 监 测 - 事 后 响 应 ” 的 整 体 安 全 防 护 策 略 。 简 化 运 维 管 理 ， 不 需 要 频 繁 升 级 特 征 库 ， 简 化 运 维 管 理 工 作 量 ， 同 时 能 够 防 护 未 知 恶 意 代 码 或 黑 客 的 攻 击 。 该 方 案 符 合 《 信 息 安 全 技 术   网 络 安 全 等 级 保 护 基 本 要 求 》 的 规 定 ， 安 全 建 设 内 容 满 足 等 保 及 检 查 要 求 。 六 、 六 、 致 谢 致 谢 本 文 在 撰 写 过 程 中 ， 得 到 中 煤 集 团 管 理 专 家 杨 峰 老 师 、 神 华 集 团 煤 炭 安 全 专 家 秦 伟 老 师 、 启 明 星 辰 工 控 安 全 专 家 孟 雅 辉 老 师 的 悉 心 指 导 ， 谨 此 鸣 谢 。 * 本 文 原 创 作 者 ： 本 文 原 创 作 者 ： l i u j i a n s h u a i ， 本 文 属 ， 本 文 属 F r e e B u f 原 创 奖 励 计 划 ， 未 经 许 可 禁 止 转 载 原 创 奖 励 计 划 ， 未 经 许 可 禁 止 转 载
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