前言

工业控制系统在石油、化工、电力、交通、冶金、市政等关键基础设施领域得到了广泛应用，其与企业管理信息系统构成了现代企业的综合自动化系统（IT与OT融合的系统），其中，工业控制系统处于底层核心地位。随着现代工业生产规模不断扩大，工业控制系统的作用越来越重要。提高工业控制系统的可靠性和抗风险能力，确保工业控制系统及其受控过程安全稳定运行一直是安全生产的生命线。

工业控制系统在发展过程中，不断受到各类信息技术的影响，并且与被控的物理过程不断融合，已成为复杂的信息物理融合系统，如“工业4.0”、工业互联网等新兴工业的生产和制造模式。伴随着互联网+在不同行业的推进，以及物联网应用的爆发式增长，工业控制系统的安全运行面临着巨大的挑战。近年发生的伊朗布什尔核电站和乌克兰电力系统被网络攻击的重大事件使得全球范围内工业生产的安全态势呈现出新的特点。传统的安全问题与新兴的信息安全问题交汇在工业生产及控制中，这导致传统的安全技术和管理手段已经不能满足信息时代的安全需求。在复杂多变的安全形势下，我国已把关键基础设施信息安全上升到国家安全层面，凸显了其重要性和紧迫性。然而，由于工业生产控制与安全技术属于交叉的新兴领域，无论是现有的自动化技术人员、功能安全技术人员，还是信息安全技术人员，都无法独立面对工业化与信息化深度融合给工业生产控制及其安全带来的挑战。当前社会对系统地掌握工业生产控制、工业生产安全、工业信息安全理论与技术的复合型工程技术人才的需求很大，但供给严重不足。各校的控制工程专业为了满足国家对制造业相关控制领域高级工程技术人才的需求，对专业学位研究生的教学培养计划进行了调整，设置了控制、计算机、信息安全等多学科交叉的课程，强化理论与应用相结合。在这个背景下，作者结合自己多年的工业控制系统研究与工程实践经验，以及近年来在功能安全、工业控制系统信息安全领域的科研工作，尝试把相关的知识进行交叉融合，编写了本教材，以满足广大工程技术人员继续教育和相关专业学生的学习需求。

本书分为6章。

第1章介绍了安全系统工程的基本知识，使得读者能从安全系统工程角度理解工业生产与工业控制中的安全问题。

第2章介绍了工业控制系统的相关核心知识，对典型工业控制系统及其应用做了概述性介绍，并从安全保护层的角度出发，概括地介绍了工业生产过程及控制中的一些基本安全策略，包括工业报警、生产控制中的硬保护措施与软保护措施等。

第3章介绍了隶属于安全保护层的工业过程故障检测与设备状态监测技术，使读者了解相关的知识及其应用技术。

第4章和第5章重点介绍了安全保护层中重要的功能安全知识与安全仪表系统，阐述了功能安全的基本概念、安全仪表系统安全完整性等级评估与验证，并通过工程案例介绍了安全仪表系统在过程工业中的应用。

第6章介绍了工业互联时代新的安全问题—工业控制系统信息安全问题，阐述了工业控制系统信息安全的基础知识、工业控制系统漏洞、工业控制系统信息安全标准和工业控制网络安全监控技术等，从而使读者深刻地了解工业控制系统安全问题的本质，掌握提高工业控制系统信息安全的理论和技术，为工业控制系统安全运行保驾护航。

本书注重理论与实践相结合，所用案例都来自实际工业现场。全书内容具有很强的可读性、实用性、学科交叉性和新颖性。

本书可以作为高校自动化类、安全系统工程、网络空间安全等相关专业学生的教学用书，也可以作为工业控制系统安全相关人员的培训教材，还可以作为对工业过程控制及工业过程安全技术感兴趣的读者或技术人员的参考书。通过学习本书，希望读者能够全面了解工业生产过程控制中的基本安全技术及工业安全中的安全评估、安全监测、安全防护技术、安全生命周期等知识，为确保工业生产安全打下系统和扎实的基础。

本书由华东理工大学王华忠主编，南京工业大学吕波参与编写了部分内容。本书的编写得到了德国希马（上海）有限公司蒋卉和张薇薇、中国石化齐鲁分公司功能安全专家张国会等行业专家的支持。本书的出版获得了华东理工大学研究生教育基金的资助，在此一并表示感谢。

本书在编写过程中，除了引用作者多年的工程实践与研究内容，还参考了不少国内外论文、期刊、书籍及互联网上的资料，受篇幅限制，无法将所有参考文献一一列出，在此对这些资料的作者表示由衷的感谢，同时也声明，所参考文献的版权属于原作者。

由于所著内容交叉性强，且受时间和作者水平限制，疏漏在所难免，恳请读者提出批评建议，以便进一步修订完善，作者的E-mail是hzwang@ecust.edu.cn。

编著者