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車間安全解決方案范文1
Abstract： During the operation of domestic urban rail transit lines， the rail potential is often too high， which leads to the frequent action of the Rail Over-Voltage Protection Device， even the DC frame protection action and the large area DC power failure. The rail potential is too high will pose a threat to the safety of passengers， while the connection of shield door with the rail， the rail potential conduces to the shield door， when the structural steel and shielded doors touch there will be discharge and spark， which has serious security risks. In view of the problem that the rail potential is too high， the influence factors， such as rail longitudinal resistance， track resistance， locomotive traction current and rail potential change， are tested and analyzed. At the same time， the actual test of the insulation situation of the shielded door locomotive insulation and the shielded door potential after removal of equipotential connection cable are carried out. After the analysis， the rail potential limit measures and shielding door security solutions are proposed.
關鍵詞： 城市道交通；鋼軌電位；現場測試；抑制措施；屏蔽門
Key words： urban rail transit；rail potential；field test；suppression measures；shield door
中圖分類號：U231 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）17-0081-06
1 概述
目前國內的城市軌道交通基本均采用直流750V或1500V供電，機車由接觸網（軌）獲得電能，牽引電流通過軌道返回到牽引變電所整流機組負極。由于軌道自身阻抗及雜散電流影響，軌道和地之間會產生電位差，嚴重時可危及人身安全。為了限制鋼軌電位，在工程設計時采用在車站設置鋼軌電位限制裝置（Rail Over-Voltage Protection Device， OVPD），鋼軌電位限制裝置一端接鋼軌，另一端接地母排。鋼軌電位限制裝置內設置隔離開關，在正常運行方式下是處于打開狀態，當鋼軌電位限制裝置測量到鋼軌和接地母排之間的電位差達到一段設定值時（一般I段整定值90V，II段整定值150V，III段整定值500V），鋼軌電位限制裝置合閘，將鋼軌和地短接，延遲一段時間（時間可設定）后，裝置自動打開。鋼軌電位限制裝置自動測量鋼軌和地母排之間的電位差，鉗制鋼軌電位在安全電位以下。為了保護乘客的人身安全，在站臺邊沿設置了絕緣墊，絕緣墊寬度至少達到0.9m，屏蔽門安裝在絕緣墊上，并將屏蔽門用電纜和鋼軌連接保證二者的等電位。乘客在上下車觸碰屏蔽門時，保證了車輛和屏蔽門等電位，將乘客踏腳處與手觸摸處的電位差縮小到零。當乘客踏進車廂或踏出車廂時，由于站臺的絕緣性能，即使車廂上有高電壓也不會產生電擊或人身傷害等現象。
目前在國內已建成投入運行的城市軌道交通系統中，普遍存在軌電位異常升高的問題及屏蔽門絕緣較低，打火等問題。根據測試，當OVPD動作閉合時，鋼軌與地之間的入地電流（雜散電流）可達到800 A以上。鋼軌電位限制裝置動作頻繁（多條線路全線軌電位動作次數每天近千次），甚至導致直流框架保護動作，造成牽引變電所交直流開關跳閘。當鋼軌電位限制裝置動作閉合時，不可避免會有大量電流經以大地為回路流通，尤其是當有多臺軌電位動作閉合時，通過地網散發出的雜散電流對城市地下金屬結構會產生很大的腐蝕。國內部分地鐵運營單位為了保證安全，采取將線路部分軌電位限制裝置運行于永久合閘狀態，此項措施雖然解決了軌電位過高的問題，但這時大量的鋼軌回流通過鋼軌電位限制裝置流入地網，形成雜散電流，對地網和車站金屬結構產生腐蝕，影響地網和車站金屬結構的使用壽命，直至影響到車站的使用壽命。
在廣州地鐵運營中發現，每條運營線路的部分車站均存在軌電位普遍偏高的現象，造成每條線路均有2至3個車站的鋼軌電位限制裝置頻繁動作，一旦鋼軌電位限制裝置動作失靈則對地鐵的運營安全及乘客的人身安全帶來威脅；同時，在運營中發現，由于軌電位的存在，屏蔽門外框結構等對相鄰金屬部件有火花放電現象。為減輕軌電位升高給地鐵的運營安全及乘客的人身安全，我們對每條線路的2至3個車站臨時采取人工永久合閘鋼軌電位限制裝置的措施，采取該臨時措施雖然解決了地鐵的運營安全及乘客的人身安全的問題，但帶來了對隧道、道床的結構鋼和附近的金屬管線造成不同程度的電腐蝕等問題。
同樣屏蔽門跟鋼軌連接，鋼軌電位傳導到屏蔽門，當結構鋼筋和屏蔽門觸碰時就會發生放電，產生火花，存在嚴重的安全隱患。
表1為廣州地鐵鋼軌電位限制裝置整體動作情況統計。
因此，對鋼軌電位相關影響因素進行現場測試、分析，找出鋼軌電位升高的原因并提出抑制措施，優化屏蔽門與鋼軌連接方式對城市軌道交通安全運營具有十分重要的意義。
2 鋼軌電位相關影響因素現場測試及分析
2.1 鋼軌電位影響因素分析
鋼軌電位的相關影響因素主要有鋼軌縱向電阻、鋼軌接縫電阻、機車牽引電流、再生制動電流長距離傳輸、牽引變電所間距等。由于鋼軌電位的影響因素較多，應針對這些影響因素進行實際現場測試，確定運營過程中是哪些參數導致鋼軌電位升高。根據現場測試結果，對鋼軌電位限制提出針對性治理建議。
目前，普遍采用屏蔽門與鋼軌等電位連接方式。由于現場屏蔽門絕緣一般較差，在鋼軌電位較高的情況下，會有電流通過屏蔽門泄漏至大地，造成屏蔽門打火等安全隱患，因此，應對鋼軌電位影響下，屏蔽門連接方式進行測試，確定屏蔽門與鋼軌的連接方案。
針對上述問題，對廣州地鐵實際線路進行了測試。
2.2 鋼軌縱向電阻測試及分析
鋼軌縱向電阻直接影響鋼軌電位的大小。CJJ49《雜散電流腐蝕防護規程》中規定：地鐵軌道鋼軌宜通過焊接工藝連接成長軌，縱向電阻值不應大于0.01Ω/km。根據標準推薦的測試方法，對廣州地鐵新建線路6號線東山口站鋼軌縱向進行了離線測試。測試共進行10組，測試結果統計圖如圖1所示。
由測試結果可知，6號線東山口站測量得到的鋼軌縱向電阻平均值為0.0374Ω/km，即37.4×10-3Ω/km。相對于廠家給出的65kg的鋼軌：Rc=26.6×10-3Ω/km較大。但四根鋼軌并聯后電阻0.00935Ω/km，小于0.01Ω/km，鋼軌縱向電阻符合標注要求。
對廣州地鐵已運行線路8號線寶崗大道站軌行區鋼軌縱向電阻進行了離線測試，共進行10組測試。測試結果統計圖如圖2所示。
8號線寶崗大道站測量得到的鋼軌縱向電阻平均值為0.034712Ω/km，即34.7×10-3Ω/km。相對于廠家給出的65kg的鋼軌：Rc=26.6×10-3Ω/km較大，但符合標準要求。
通過實際鋼軌縱向電阻測試結果，鋼軌縱向電阻一般符合標準規定。鋼軌縱向電阻不是導致鋼軌電位異常升高的主要原因。
2.3 鋼軌接縫電阻離線測試結果及分析
規程CJJ49-92規定鋼軌接縫電阻不得大于1米鋼軌電阻，但1米鋼軌電阻不到1mΩ，由于現場條件限制，難于直接測量，為了減少誤差，采用類似電橋的電壓比較法測量軌道接縫電阻值。
測試中U1是每米鋼軌電阻與其中軌道接縫電阻上的電壓降之和，U2是每米鋼軌電阻上的電壓降。按規程CJJ49-92要求，鋼軌接縫電阻不得大于1米鋼軌電阻，則要求：？琢=■-1？燮1
根據標準規定測試方法，對廣州地鐵新建線路6號線東山口站軌行區鋼軌進行了接縫電阻離線測試，根據測試數據，求？琢值，做結果統計圖如圖3。
由測試結果可知，？琢值小于1，符合標準中對鋼軌接縫電阻的規定。
同時，對已運行線路廣州地鐵8號線寶崗大道站軌行區鋼軌進行了鋼軌接縫電阻離線測試，根據測試數據，求值，做結果統計圖如圖4。
由測試結果可知，？琢值小于1，符合標準中對鋼軌接縫電阻的規定。
通過對實際線路鋼軌縱向電阻進行測試，現場鋼軌接縫電阻一般符合標準規定。不會造成鋼軌電位異常升高。
2.4 機車牽引電流在線測試
機車牽引電流大小直接影響鋼軌電位的大小，應在運營時對機車牽引電流進行測試，確定鋼軌電位經常升高至閉鎖設置電壓是否受機車牽引電流的影響。選擇廣州地鐵八號線琶洲站為測試點。由于萬盛圍站為降壓變電所，琶洲至萬盛圍站區間為單邊供電區間，在琶洲-萬勝圍區間運行的機車取流均來自于琶洲站牽引整流變壓器。因此，對琶洲站饋電開關流經的電流進行測量可得到琶洲站-萬勝圍站機車運行時的取流情況。
在項目測試中，對機車運營時的牽引電流進行了連續在線記錄，結果如圖5。
由鋼軌縱向電阻離線測試結果可知，測試過程中鋼軌平均縱向電阻值為0.038Ω/km，假設每根鋼軌縱向電阻為0.04Ω/km，每行之間兩根鋼軌設置均流線，每行鋼軌縱向電位為0.02Ω/km，在上下兩行之間不設置均流電纜時，通過牽引電流與鋼軌縱向電阻計算得到萬勝圍站軌地電位計算值如圖6。
2.5 電流長距離傳輸對鋼軌電位的影響
目前，城市軌道交通線路中機車優先采用能量再生制動方式，制動時將電流回饋至接觸網，該電流會被附近運行的其他機車吸收。運營的機車平均距離約為5km，因此，再生制動電流傳輸時，距離較長，會導致鋼軌電位升高。通過現場實際測試，存在電流長距離傳輸的情況。如圖7所示。
由圖7可知，一機車制動時再生制動電流會通過直流饋電開關流至另一區間加速運行的機車，這樣會導致電流流通距離加長，鋼軌電位升高。在鋼軌v向電位、鋼軌接縫電阻。
2.6 鋼軌電位閉鎖問題現場測試及分析
針對鋼軌電位升高，導致鋼軌電位限制裝置閉鎖的問題，對廣州地鐵8號線萬盛圍站位置鋼軌電位進行了現場測試，記錄到多次鋼軌電位升高至I段保護動作，延時10s后，接觸器分閘導致鋼軌電位瞬間升高至500V以上，III段保護動作，鋼軌電位限制裝置閉鎖。記錄結果如圖8-10。
由鋼軌電位現場測試結果可知，使鋼軌電位限制裝置達到閉鎖的電壓并不是由于回流系統參數和機車牽引電流造成的，而是在接觸器分閘時，產生的操作過電壓造成的。因此，現場經常出現的OVPD閉鎖現場為誤閉鎖，應通過鋼軌電位限制裝置控制優化避免該問題，減少鋼軌電位限制裝置誤閉鎖導致的雜散電流腐蝕嚴重的問題。
2.7 屏蔽門絕緣情況測試
通過現場屏蔽門絕緣情況測量，根據打火記錄及絕緣測量記錄分析，打火位置主要集中在三處：
①固定面板與裝修吊頂之間；
②端門固定面板與裝修掛板之間；
③端門與邊門的連接拐角處。
通過多次的現場測量，基本可以明確屏蔽門對地絕緣基本上達不到絕緣的要求。雖然屏蔽門采取了多種絕緣措施，但是由于屏蔽門長度較長，預埋裝修較多，客觀上屏蔽門處于接地狀態，相當于鋼軌進行接地，接地后造成了雜散電流的泄漏量增加。
屏蔽門接地，又非完全性金屬接地，存在過渡電阻，電阻值測量用兆歐表難以測出。屏蔽門對吊頂、掛板、邊門的絕緣距離較近，絕緣電阻不夠，容易形成雜散電流泄漏的電路通路，產生打火放電現象。
從目前的分析來看，是由于屏蔽門對裝修材料的絕緣值達不到要求造成的，因此通過調整裝修的吊頂掛件與屏蔽門的距離，或者增加絕緣材料，可以避免打火現象。
2.8 已運營機車絕緣情況測試
由于機車與鋼軌等電位，如果機車自身絕緣較好，則人體接觸機車和大地時，對人身造成的安全危害將消除。通過對廣州地鐵八號線赤沙車輛段內地鐵機車絕緣情況進行測試，了解已運營機車絕緣情況。
測試位置示意圖如圖11-12所示。
測試位置說明見表2。
測試結果如表3。
由測試結果可知，已運營機車由于磨損等原因，多處絕緣位置絕緣損壞，不利于鋼軌電位的防護。
2.9 屏蔽門懸浮時與鋼軌之間電位測試
由于現場屏蔽門對地絕緣電阻普遍較低，與鋼軌等電位連接后，屏蔽門成為絕緣薄弱點，會有大量雜散電流通過屏蔽門泄漏至大地，造成屏蔽門打火等問題。因此，應對屏蔽門是否與鋼軌等電位連接進行論證。測試中解除屏蔽門與鋼軌之間等電位連接線，使屏蔽門處于懸浮狀態，測試正常運營時，屏蔽門的懸浮電位及屏蔽門與鋼軌之間的電位。測試結果如圖13-15。
測試結果表明，屏蔽門與鋼軌等電位連接線拆除后，屏蔽門處于懸浮狀態，對地電位很低，該狀態下不會發生打火現象。但同時，屏蔽門對鋼軌之間電位很高，可達到90V人身安全電壓限制。要保證人身安全，必須提高機車自身車體絕緣及屏蔽門絕緣。
3 鋼軌電位解決方案
3.1 鋼軌電位限制裝置與屏蔽門信號聯動
根據實際波形記錄結果分析，在屏蔽門開啟時，機車已經停車，根據測試結果，此時車站位置軌電位較低，軌電位升高導致OVPD動作的時刻在機車出站加速時，此時屏蔽門已經關閉，如果屏蔽門與鋼軌不采取等電位連接方式，此時乘客不會接觸至軌行區鋼軌。根據屏蔽門與鋼軌不等電位連接時門軌電位測試結果，門軌電位大的時刻也為機車出站加速時，如圖16。
在實際運營中，如果屏蔽門與走行軌非等電位連接，可增加鋼軌電位限制裝置的動作條件，在其動作判斷條件中增加屏蔽門動作信號，當屏蔽門打開時鋼軌電位限制裝置會根據此時軌道電壓值正常動作；屏蔽門關閉時，鋼軌電位限制裝置不動作。
鋼軌電位限制裝置動作判斷條件中是否有屏蔽門動作信號與屏蔽門連接方式有關，如果屏蔽門與走行軌為等電位連接，則鋼軌電位限制裝置是否動作不應考慮屏蔽門是否開啟。
3.2 鋼軌電位限制裝置分閘條件改進
通過現場實際測試結果得到，鋼軌電位限制裝置閉鎖的主要原因是由于回流系統暫態參數存在的情況下，裝置分閘時產生的操作過電壓超過III段電壓設定值，導致其直接合閘閉鎖。該問題導致的閉鎖為裝置自身操作導致的，應對裝置進行優化控制，避免該種情況的出現。
通過對直流牽引回流系統暫態模型及產生尖峰過電壓的理論分析，尖峰過電壓峰值表達式為：
UCmax=■
直流牽引回流系統的自身暫態參數電感L與電容C是很難進行改變的，只有通過降低分閘時刻流經OVPD的流來減小分閘操作產生的尖峰過電壓。因此，對OVPD的控制優化可通過改進分閘條件實現。如圖17所示。
當OVPD合閘動作完成后，需檢測流經OVPD的泄漏電流絕對值I0，如果I0值較大，大于分閘電流的整定值I，則OVPD不應該進行分閘操作，當檢測到較小的泄漏電流I0時，OVPD可以進行相應的分閘操作，這樣就可以避免過高尖峰過電壓的產生，減少OVPD不必要的閉鎖操作。
圖18所示為OVPD合閘后，流經的電流曲線，根據上述控制方法，應在電流小于設定值范圍內進行分閘操作，電流大于設定范圍時，不可進行分閘操作。
通過該控制方法，OVPD分閘時產生的操作過電壓減小，可避免因自身操作引起的閉鎖問題。
3.3 電流長距離傳輸的鋼軌電位升高解決方案
目前，機車再生制動導致電流長距離傳輸是導致鋼軌電位升高的主要原因。解決該因素對鋼軌電位的影響應限制電流長距離傳輸。目前普遍采用再生制動能量回饋裝置或車載超級電容等裝置可以在機車再生制動時，將能量回饋或儲存，不但使能量再生利用，還能抑制再生制動電流長距離傳輸，因此，還應針對該方案進行驗證。
3.4 軌電位波形振蕩的抑制
通過現場實際測試與數據分析，發現軌電位波形存在較大程度的振蕩，如果將該振蕩進行抑制，可在一定程度上減小軌電位的峰值。
對現場測試得到的軌電位數據進行數字化濾波處理。設置不同截至頻率，得到濾波前后軌電位波形對比如圖20-21所示。
在沿線裝設電容器后，軌地電壓的變化趨于平緩，抑制了軌地電壓的極值。當然，增設了電容器后雜散電流也會增大，但由于通過抑制軌地電壓的極值可以減少軌電位的動作，對應軌電位動作時泄漏的雜散電流，增設電容器增加的雜散電流是微不足道的。
3.5 排流柜退出運行
在實際現場中，當排流柜投入運行時，由于二極管的鉗制作用，使得鋼軌電位負電位鉗制為零，而正電位升高到原來的兩倍。因此在雜散電流控制在盾化范圍內時，將排流柜退出運行。排流柜投入作為沒有其他辦法解決時的一種極端措施。
3.6 其他建議方案
軌電位異常升高是多種原因共同導致，除以上治理方案外，還應在供電系統設計時盡量減少單邊供電問題，在建設時盡量減小鋼軌縱向電阻，增加每行之間與上下行之間的均流電纜等方式，來抑制鋼軌電位異常升高。
4 屏蔽門絕緣及安全解決方案
通過對萬勝圍站的鋼軌與屏蔽門、鋼軌與大地間的電位的現場測試，在列車未進站時，屏蔽門對鋼軌電位不大于36 V，小于人體能接受的安全電壓，車輛加速駛出期間，屏蔽門與鋼軌電位差升高，電位能達到鋼軌電位限制裝置動作值，其持續時間在5～10S。
理論上，屏蔽門絕緣阻值良好，且大于0.5MΩ的情況下，可較好地保護乘客的乘車安全。但由于外部環境、施工等因素的影響，目前多數屏蔽門絕緣狀況不理想，普遍存在絕緣失效的情況。
根據萬勝圍現場測量數據分析推斷，屏蔽門與鋼軌間不進行等電位連接，對乘客乘車的安全影響較小，加上鋼軌電位限制裝置的保護作用，異常情況下鋼軌電位可限制在合理的范圍內，所以屏蔽門與鋼軌不作等電位連接，根據目前的測量數據分析及運行情況，初步判斷是可行的。根據測試結果及分析，屏蔽門的安全解決方案可以有
4.1 屏蔽門絕緣及安全解決方案一
屏蔽門不作絕緣設計、安裝，同時對門體集中接地處理。
本方案中，屏蔽門與土建站臺板及土建頂梁間不作絕緣安裝。如圖22所示。
本方案會導致列車與屏蔽門間產生電位差，影響乘客安全通過。對乘客在乘車時可能碰到的區域采取絕緣處理的方式解決，該區域包括：門檻板、門楣、立柱裝飾板、滑動門、應急門、后封板等。同時，應對車輛相應區域作絕緣防護處理，避免因屏蔽門絕緣防護失效，危及乘客安全。
相對于目前屏蔽門的絕緣方式，該方案具有如下特點：①施工質量容易保障.本方案僅對滑動門區域作絕緣處理，與其它專業間的接口較少，不會因其它專業的施工影響屏蔽門整體絕緣效果。②整體鋼構強度易保障。目前的屏蔽門設計方案是：鋼構立柱底部通過絕緣件與底座相連，頂部通過絕緣套與上部固定件相連，因絕緣件屬于非金屬材料，其強度與金屬材料相差較大，因此屏蔽門整體剛度較弱。③維護方便。目前的屏蔽門設計方案中的絕緣件和頂部絕緣套因受周期性結構壓力作用，并受空氣氧化等因素的影響，將逐漸老化，機械性能、絕緣性等降低，因此須定期更換。絕緣件的更換一般在非運營期鋼軌側作業，作業強度和作業難度較高。④減少雜散電流對車站建筑結構的腐蝕。由于屏蔽門與鋼軌不作等電位連接，可有效避免回流軌雜散電流通過屏蔽門腐蝕車站建筑結構，確保車站壽命。
總之，本方案采用屏蔽門集中接地、滑動門區域采用絕緣隔離等措施，對乘客起到了防護作用，確保乘車安全，同時減少回流軌雜散電流對車站建筑結構的腐蝕。
4.2 屏蔽門絕緣及安全解決方案二
屏蔽門絕緣安裝，但不與鋼軌等電位連接。
本方案中，屏蔽門對大地絕緣安裝，絕緣電阻大于0.5MΩ，同時，屏蔽門與鋼軌間不作等電位連接，即屏蔽門懸浮安裝，屏蔽門與列車間的位置及電位如圖23所示。
該方案的特點是：
①屏蔽門與鋼軌不作等電位連接，可避免回流軌雜散電流通過屏蔽門腐蝕車站建筑結構，確保車站的設計壽命不受影。
②屏蔽門絕緣效果良好的情況下，可較好地保障乘客上下車的人身安全。此外，如前所述，屏蔽門與車站建筑結構間的絕緣值不達標，但不作等電位連接的情況下，對其乘客的乘車安全影響較小。
③對于柔性接觸網式供電方式，因存在接觸網搭在屏蔽門上的風險，影響乘客安全，屏蔽門不適合采用此方式。
5 總結
通過對廣州地鐵鋼軌電位相關影響因素進行了實際現場測試，分析得出了鋼軌電位升高、閉鎖的原因，并針對各影響因素提出針對性的解決方案。提出通過聯動鋼軌電位限制裝置與屏蔽門信號、增加鋼軌電位限制裝置分閘條件、制動電流長距離傳輸治理、抑制軌電位波形振蕩、排流柜退出運行等控制措施，來控制鋼軌電位。針對屏蔽門與鋼軌的等電位連接方式帶來的問題進行了分析，并對現場屏蔽門、機車等絕緣情況進行了實際測試，通過分析，提出屏蔽門不作絕緣設計、安裝，同時對門體集中接地處理和屏蔽門絕緣安裝，但不與鋼軌等電位連接的兩種解決方案。
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車間安全解決方案范文2
目前ICS廣泛應用于我國電力、水利、污水處理、石油天然氣、化工、交通運輸、制藥以及大型制造行業，其中超過80%的涉及國計民生的關鍵基礎設施依靠ICS來實現自動化作業，ICS安全已是國家安全戰略的重要組成部分。
近年來，國內工業企業屢屢發生由于工控安全導致的事故，有的是因為感染電腦病毒，有的是因為TCP/IP協議棧存在明顯缺陷，有的是由于操作間員工違規操作帶入病毒。比如，2011年某石化企業某裝置控制系統分別感染Conficker病毒，造成控制系統服務器與控制器通訊不同程度的中斷。又如，2014年某大型冶金廠車間控制系統發現病毒，是因為員工在某一臺工作站上私自安裝娛樂軟件，帶入病毒在控制網擴散。還有一個案例是，江蘇某地級市自來水公司將所有小區泵站的PLC都通過某公司企業路由器直接聯網，通過VPN遠程進行控制訪問，實時得到各泵站PLC的數據；結果發現大量的PLC聯網狀態不穩定，出現時斷時續的現象。經過現場診斷，發現是PLC的TCP/IP協議棧存在明顯缺陷導致，最后靠廠家升級PLC固件解決。
ICS安全事故頻發，引起了相關各方和國家高層的重視。2014年12月，工控系統信息安全國家標準GB/T30976-2014首次，基本滿足工業控制系統的用戶、系統集成商、設備生產商等各方面的使用。國家標準的，極大地促進了工控系統信息安全的發展。
我國ICS網絡安全發展現狀
據工信部電子科學技術情報研究所數據顯示，2012年，中國工業控制系統信息安全市場已達到11億元，未來5年仍將保持年均15%的增長速度。而據工控網的預測，中國工業網絡安全市場有望在2015年達到超過20億元的規模，并以每年超過30%的復合增長率發展。
從行業來看，油氣、石化、化工、電力、冶金、煙草為核心應用行業，其他行業規模相對較小。石化行業在工控安全方面走在所有行業的前列。從2009年開始，石化行業開始部署加拿大多芬諾公司的工控防火墻，主要用在OPC防護場景。燕山石化、齊魯石化及大慶石化等多家國內大型石化企業都有較多部署。電力行業的網絡安全主要基于《電力二次系統安全防護規定》、《電力二次系統安全防護評估管理辦法》、《電力行業工控信息安全監督管理暫行規定》以及配套文件等電力工控信息安全各項規定和要求，其對于真正意義上的工控安全的項目實施，基本還處于探索階段。目前實際的動作是在全網排查整改某品牌PLC、工業交換機的信息安全風險，并開展其它工控設備信息安全漏洞的檢測排查工作，對發現的安全漏洞進行上報處理。冶金行業目前已開始進行工控安全的實地部署，由于冶金行業大量采用了西門子、羅克韋爾、ABB、TEMIC（東芝三菱）、Yaskawa（日本安川）等國外品牌的PLC，因此冶金行業對于PLC的安全防護非常重視。
工控安全廠商分析
工控安全廠商作為市場中最主要的、最活躍的推動力量，在工控安全市場中扮演著非常重要的角色。其中以有工控背景的信息安全廠商為主，傳統的IT類信息安全供應商介入速度加快。
力控華康， 脫胎于力控集團，借助多年積淀的工業領域行業經驗，以及工控行業監控軟件和工業協議分析處理技術，成功研發出適用于工業控制系統的工業隔離網關pSafetyLink、工業通信網關pFieldComm和工業防火墻HC-ISG等系列產品，受到市場的廣泛認可。
海天煒業，即青島多芬諾，作為從2009年即在中國市場推廣工業防火墻的行業先驅，在多年的市場積累中，徹底脫胎換骨，從一家傳統的自動化系統維保公司成功轉型為一家專業的工控網絡安全解決方案提供者；尤其是在2014年4月22日的新一代自研“Guard”工業防火墻，受到行業一致好評。
中科網威，作為參與過中國多項網絡安全國標編寫的廠商，憑借多年對用戶需求的潛心研究，推出了擁有軟硬件完全自主知識產權自主品牌“ANYSEC”，ANYSEC系列產品包括IPSEC/SSL VPN、流控管理、上網行為管理、中科網警、聯動數字平臺等多功能的IT安全網關產品，獲得廣大用戶的一致好評。
三零衛士，是中國電子科技集團公司電子第三十研究所下屬企業，在2014年成功推出了自研的工控防火墻，同時也推出了自己的“固隔監”整體工控安全防護體系，得到了行業內外的廣泛關注。
ICS存在網絡安全問題的根源及安全防護
研究發現，我國ICS存在網絡安全問題的根源主要是以下幾點：
第一，缺乏完整有效的安全策略與管理流程。經研究發現，ICS以可用性為第一位，追求系統的穩定可靠運行是管理人員關注的重點，而把安全性放在次要的地位。這是很多ICS存在的普遍現象。缺乏完整有效的安全策略與管理流程是當前我國ICS的最大難題。很多ICS實施了安全防御措施，但由于管理或操作上的失誤，如移動存儲介質的使用等，仍然會造成安全事故。
第二，工控平臺比較脆弱。目前，多數ICS網絡僅通過部署防火墻來保證工業網絡與辦公網絡的相對隔離，各個工業自動化單元之間缺乏可靠的安全通信機制。而且，由于不同行業的應用場景不同，其對于功能區域的劃分和安全防御的要求也各不相同，而對于利用針對性通信協議與應用層協議的漏洞來傳播的惡意攻擊行為更是無能為力。更為嚴重的是，工業控制系統的補丁管理效果始終無法令人滿意。同時，工業系統補丁動輒半年的補丁周期，也讓攻擊者有較多的時間來利用已存在的漏洞發起攻擊。
第三，ICS網絡比較脆弱。通過以太網技術的引入讓ICS變得智能，也讓工業控制網絡愈發透明、開放、互聯，TCP/IP存在的威脅同樣會在工業網絡中重現。當前ICS網絡的脆弱性體現在：邊界安全策略缺失、系統安全防制機制缺失、管理制度缺失、網絡配置規范缺失、監控與應急響應制度缺失、網絡通信保障機制缺失、無線網絡接入認證機制缺失、基礎設施可用性保障機制缺失等。
為解決網絡安全問題，我們建議：
第一，加強對工業控制系統的脆弱性（系統漏洞及配置缺陷）的合作研究，提供針對性的解決方案和安全保護措施。
第二，盡可能采用安全的通信協議及規范，并提供協議異常性檢測能力。
第三，建立針對ICS的違規操作、越權訪問等行為的有效監管。
第四，建立完善的ICS安全保障體系，加強安全運維與管理。
車間安全解決方案范文3
關鍵詞：安全自動化 機械制造 控制系統
中圖分類號：C35 文獻標識碼： A
1、引言
機械的安全性能一般就是指在機械安全使用說明書規定下，在正常的使用條件下執行其功能時不產生傷害工人身體健康的性能保證。但事實上任何一臺機械都有存在風險，在操作不適當的時候，更會直接導致危險，而這些危險都會進一步導致安全事故的發生、對操作人員造成傷害。一般來說，事故的發生原因主要有兩個方面：操作人員人的不規范操作和機器的不安全狀態兩個因素有關。當發生一起機械安全事故的時候，人們關注的.追究的是入的不規范操作行為。而對機械本身的不安全狀態考慮甚少。
2、安全控制系統與安全現場總線系統的基本內涵
2.1安全控制系統
安全控制系統是指在機械運行、停止時以及操作期間對生產裝置提供安全保護。這種安全系統在工廠裝置本身出現危險或人為原因而導致危險時，能夠立即做出反應并輸出正確信號，使裝置安全停車，以防止危險的發生、事故的擴散或者降低事故的危害性。它包括了現場的安全信號，邏輯控制單元和輸出控制單元三個主要的方面。
安全控制系統與控制系統屬于兩個完全不同的概念?？刂葡到y是一個動態的系統，它時刻監控系統中的運行相關的參數，并根據系統邏輯進行相應的輸出控制，保證機械的正常運行。安全控制系統是一個靜態的系統，其監控系統中的安全相關的參數。在系統正常運行期間，安全控制系統不作出任何響應。但是當系統出現異常、或安全相關信號被觸發，安全控制系統立刻奪去系統的控制權，根據其內部邏輯，對輸出設備進行安全控制，從而保證了整個系統的安全。
安全控制系統中的邏輯控制元器件是決定整個安全控制系統安全等級、設計成本、運行質量的重要因素之一。在安全自動化領域，常用的安全邏輯控制元器件包括有安全繼電器模塊、安全可編程控制系統和安全總線系統。針對不同的應用場合，這些安全邏輯元器件可以配置成合適的安全解決方案。
2.2安全現場總線系統
現場總線控制系統技術是20世紀80年代中期在國際上發展起來的一種嶄新的工業控制技術?，F場總線控制系統的出現引起了傳統的PLC和DCS控制系統基本結構的革命性變化?，F場總線控制系統技術極大地簡化了傳統控制系統繁瑣且技術含量較低的布線工作量，使其系統檢測和控制單元的分布更趨合理，更重要的是從原來的面向設備選擇控制和通信方式轉變成為基于網絡來選擇設備。
通俗的講，現場總線是用在現場的總線技術。傳統控制系統的接線方式是一種并聯接線方式，由PLC控制各個電器元件，對應每一個元件有一個I/O口，兩者之間需要用兩個線進行連接，作為控制和/或電源。當PLC所控制的電器元件數量達到數十個甚至數百個時，整個系統的接線就顯得十分復雜，容易搞錯，施工和維護都十分不便。為此，人們考慮怎么樣把那么多的導線合并到一起，用一根導線來連接所有設備，所有的數據和信號都在這個線上流通，同時設備之間的控制和通信可任意設置。因而這根線自然地被稱為總線，就如計算機內部的總線概念一樣。由于控制對象都在工礦現場，不同于計算機通常用于室內，所以這種總線被稱為現場的總線，簡稱現場總線。
在機械制造領域，對于采用現場總線的安全控制系統，必須具有失效安全功能。當現場設備，如傳感器、電纜、控制器或觸發器在發生障礙、錯誤、失效的情況下，應該具有導致減輕以致避免損失的功能，以確保人員和機器的安全，這個要求就是失效――安全原則。
失效――安全狹義概念是指：當設備發生故障時，能自動導向安全一方的技術；廣義概念是指：當設備發生故障時，不僅能自動導向安全一方，而且具有維護安全的手段
3、機械制造控制系統安全自動化技術的應用
3.1安全自動化控制系統在鋼鐵制造業中的應用
鋼鐵制造是典型的機械制造業，并且具有一定的危險性，在其生產過程中，鋼板的開卷、剪裁以及冷軋生產線，如果操作不當，很容易對生產工人造成傷害，在鋼鐵的冷軋生產線上，其生產原料是熱軋帶鋼，而熱軋帶鋼生產過程中，需要經過軋制與冷卻工藝的加工，這會在其表面形成一層氧化鐵層，為了保證生產工人的安全，必要在實施冷軋之前，將其表面的氧化鐵膜予以清除，清除的過程中可以應用酸洗的方法來進行，使后續的生產工藝在干凈的金屬表面來進行，這樣才能保證機器的正常運轉，在該環節中，制造工藝是相對比較復雜的，對該過程中的安全性能具有較高的要求，并且很多步驟都需要技術人員及生產工人進行現場的裝載、清洗、調試、檢測等，在鋼卷的軋制、測厚、小車移動、乳酸噴射、再卷、開卷等過程中，如果機械設備出現故障，或者是人為操作不當，很容易對相關的工作人員產生輻射、拖拽、灼傷、纏繞、沖擊、碰撞、切割等傷害。
由此可見，采取有效的安全防護措施來保證機械設備及相關工作人員的安全，降低生產風險是非常必要的，在鋼鐵制造業的安全保護系統中，主要的工作內容是保證生產現場所有的安全功能，一旦發現系統中出現相應的故障，應該立即將相關的輸出進行自動的切斷，使得機械設備能夠安全的停止，如，依據生產的需要，工作人員進入到機械工作區域進行調試、清洗、維修等工作時，為了保證工作人員的人身安全，應該對現場的安全隱患進行全面的分析，并在安全自動化控制系統中，進行相關的設置，保證在危險來臨時，安全自動化控制系統能夠對工作人員實施有效的保護。
3.2安全自動化控制系統在汽車制造業中的應用
相對于其他行業的機械制造業生產，汽車制造業中的總裝、涂裝、焊裝、沖壓等制造工藝具有一定的危險性，尤其是其中的沖壓工藝，是所有汽車制造所有制造工藝中最危險系數最高的，在步驟的生產過程中，對其安全性能具有非常高的要求，所以在沖壓車間中，也應用了比較多的安全自動化控制技術，在汽車制造的高速沖壓生產過程中，生產工藝比較復雜，在正常的機械生產過程中，不僅要保證其工藝功能，保證各個生產線的生產安全是非常重要的，其中包括機械設備的運行安全與工作人員的人身安全不受損害。
對汽車制造業應用有效的安全自動化技術，保證生產安全，主要可以從以下幾方面進行：
（1）雙手控制設備，當工作人員在進行相關的具有安全隱患的操作時，為了防止出現危險，強行的使工作人員進行雙手操作，并且要在操作的過程中工作人員要處于制定的安全操作范圍中，系統才能響應其操作，這對于保證工作人員的人身安全具有非常重要的作用。
（2）緊急停止裝置，該裝置能夠對無意之間進行的設備的重新啟動予以阻止，在一些老舊設備中，由于不具備鎖定功能，如果對啟動按鈕進行了誤動作，將會直接導致設備的重新啟動，非常的危險。
（3）防護安全門設備，工作人員在壓機內工作時，具有一定的危險性，為了對工作人員實施有效的保護，應用可移動的防護門設備是一種非常好的保護手段，該設備的主要工作原理時，在相關機械設備的危險動作停止之前，限制工作人員進入到危險區域中，這對于工作人員的人身安全具有非常好的保護作用。
結束語
總之，基于安全自動化控制系統、技術在機械制造領域的科學重要性、優質內涵我們只有開展機械制造業控制系統安全自動化技術的深入研究，明晰安全總線系統要求，實施有效的安全實踐策略，才能確保機械制造業生產經營的安全有序，并促進其實現可持續的全面發展。
參考文獻
