[发明专利]基于FPGA虚拟DCS的工业控制系统信息安全实现方法

权利要求书

1.一种基于FPGA虚拟DCS的工业控制系统信息安全实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，按照虚拟DCS系统应用的要求,所有的算法块功能块都由FPGA芯片组实现，成为实体上的大规模数字逻辑电路集合；

步骤2，FPGA芯片上的虚拟DCS与真实DCS同步并行进行计算；

步骤3，判断FPGA芯片上虚拟DCS与真实DCS控制系统运行结果是否一致：

运行结果不一致时，判定系统不安全；

运行结果一致时，判定系统安全；

所述步骤1具体包括：

步骤1.1，按照虚拟DCS控制应用的要求,FPGA开发环境上对算法库中的所有算法块接口进行统一定义，输入数据和输出数据寄存器长度根据具体的算法块自动调正,从而适用于不同的算法块，所有的算法块都由FPGA芯片实现，成为实体上的数字逻辑电路功能块；

步骤1.2，按照虚拟DCS控制应用的要求，对所有影响工业控制安全的最为关键的分布式处理器或一些控制功能单元取得编译结果，所有算法块功能块实例和关联计算都由FPGA芯片组实现，成为实体上的大规模数字逻辑电路集合。

2.如权利要求1所述的基于FPGA虚拟DCS的工业控制系统信息安全实现方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括预备步骤，具体包括：

步骤0.1，将真实DCS编译成虚拟DCS软件系统；

步骤0.2，根据FPGA专用集成电路设计环境要求，编制相关软件，实施虚拟DCS编译。

3.如权利要求2所述的基于FPGA虚拟DCS的工业控制系统信息安全实现方法，其特征在于，所述步骤0.1中，虚拟DCS的控制参数、算法和关联来源于从DCS工程师站下载的组态文件，或根据DCS控制设计图独立绘制组态图及编码，使用与真实DCS系统相同的控制算法、模块、接口、时间片、位号。

4.如权利要求2所述的基于FPGA虚拟DCS的工业控制系统信息安全实现方法，其特征在于，所述步骤0.2中，选择虚拟DCS软件系统中对于工业控制安全最为关键的分布式处理器或控制功能单元，实施虚拟DCS编译。

5.如权利要求1所述的基于FPGA虚拟DCS的工业控制系统信息安全实现方法，其特征在于，所述步骤1中，对FPGA芯片上的虚拟DCS进行安全控制功能测试，观察其动作结果是否与真实DCS控制组态设计相一致。

6.如权利要求1所述的基于FPGA虚拟DCS的工业控制系统信息安全实现方法，其特征在于，所述步骤1中，根据安全运行控制要求，筛选出对安全运行极大影响的可能拒动点与误动点，在FPGA芯片上设置安全监视模块；所述安全监视模块用于判断FPGA芯片上虚拟DCS与真实DCS控制系统运行结果是否一致。

7.如权利要求1所述的基于FPGA虚拟DCS的工业控制系统信息安全实现方法，其特征在于，所述步骤3中，判定系统不安全时，报警并通知进入手动操作。