Day1 工业控制系统与普渡模型

工业控制系统

Industrial Control System 简称 ICS = 电脑与工业设备组成的自动控制系统，包含感应器（Sensor）、执行器(Actuators)、输入端与输出端组成。并且透过通讯协定，IT 场域可能常听到 HTTP 或 TCP，而 OT 场域分成有开源与设备厂商闭源开发的通讯协定。

普渡模型

Purdue Enterprise Reference Architecture 简称 PERA = OT 与 IT 整合的参考模型，但实际上台湾有很多中小型企业的工控场域的连 IT 化都还不成熟。

该模型描述工控场域每一个设备之间的关系，共有六个区块

1. 第五层 企业智慧层
2. 第四层 企业营运层
3. 第三层 广域现场制造和操作控制层
4. 第二层 区域现场制造和操作控制层
5. 第一层 控制层
6. 第零层 受控设备层

其中第五层与第四层是 IT 场域，第三层到第零层是 OT 场域，以第零层开始讲解：

第零层 受控设备层

• Equipment Under Control 简称 EUC
• 该层摆放许多工业制造流程中所使用的设备与元件。
• 生产设备、驱动器等，根据工厂的性质而使用的原料可能有塑胶、化学等原料。
• 过去以人力将原料放置设备内，工业转型後可能采用机械手臂、机器人，并由第一层进行操控。

第一层 控制层

• 保护受控设备的系统，如 BPCS 和 SIS

1. 基本制程控制系统（Basic Process Control System 简称 BPCS）
   • 控制受控设备的系统，人员可操作该系统，确认原料的数量。
   • 纪录生产数值，可以产生受控设备的生产报告，进行确认。
   • 可能包含警报记录，如原料异常或设备异常等纪录。
2. 安全仪表系统（Safety instrumented system 简称 SIS）
   • 保障生产安全，如侦测到气压太高可能关闭气体闸。

第二层 区域现场制造和操作控制层

• 监控基础建设的设施，查看执行与事件侦测和回应得控制器、监控器或操作介面。

1. 可程序化逻辑控制器（Programming Logic Control 简称 PLC）
2. 变频驱动器（Variable-frequency Drive 简称 VFD)
3. 人机操作介面（Human Machine Interface 简称 HMI)

第三层 广域现场制造和操作控制层

• 监控整个工控场域

1. 监控和资料蒐集系统（Supervisory Control And Data Acquisition 简称 SCADA)
2. 分散式控制系统（distributed control system 简称 DCS)

第四层 企业营运层

• 企业核心 IT 系统

1. 企业资源规划系统（Enterprise Resource Planning　简称 ERP）
2. 产品生命周期管理系统（Product Lifecycle Management　简称PLM）
3. 供应链管理系统（Supply Chain Management　简称 SCM）
4. 客户关系管理系统（Customer Relation Management　简称 CRM）

第五层 企业智慧层

• 现代趋势构建云端环境，并透过大数据分析，采用机器学习和人工智慧分析制成资料，进而使生产效能提高。

特殊区域 IDMZ

工控区域的非军事区(Industrial Demilitarized zone, IDMZ)
DMZ 是在 IT 场域中，透过防火墙区隔一个网段，让使用者可以存取企业的公开资讯，因为网段的设定无法存取企业内部敏感资讯。

而 IDMZ 则是於 IT 与 OT 之间，区隔一个 DMZ 区，让 OT 与 IT 并非可直接互相存取，提升安全性。

重点回顾

1. 何谓工业控制系统
2. 普渡模型
3. IDMZ