石油石化行业安全防护体系建设

石油石化行业安全背景

石油石化行业是关系国家能源安全和经济命脉的重要行业，被列为关键信息基础设施保护的重点领域。炼油化工、油气储运、管网输送等环节涉及大量工业控制系统，包括分布式控制系统（DCS）、数据采集与监视控制系统（SCADA）、可编程逻辑控制器（PLC）和安全仪表系统（SIS）。

石油石化行业工控安全具有鲜明的行业特征：控制系统种类繁多且来源多样（涉及霍尼韦尔、横河、艾默生、西门子等多家厂商的DCS和PLC）；生产过程具有连续性，一旦控制系统受影响可能导致装置非计划停车甚至安全事故；厂区物理范围大、设备分布广，网络安全覆盖难度高；IT与OT的融合程度较高，MES、APC等系统跨越IT和OT边界。

炼化企业网络架构

典型炼化企业的工业网络架构可分为以下层次：

过程控制层

过程控制层是直接控制生产装置的层级，包含 DCS 控制器、SIS 控制器、现场仪表和执行机构。DCS 负责常规过程控制（温度、压力、流量、液位等），SIS 负责安全联锁保护（紧急停车、安全泄放等）。该层级通常通过工业以太网或现场总线互联，实时性和可靠性要求极高。

监控操作层

监控操作层部署操作员站（HMI）、工程师站、OPC 服务器和历史数据库等设备。操作员通过 HMI 监控生产过程并执行手动操作，工程师通过工程师站进行系统组态和程序维护。OPC 服务器负责将过程数据转发给上层 MES 系统。

生产管理层

生产管理层部署 MES（制造执行系统）、APC（先进过程控制）、LIMS（实验室信息管理系统）和设备管理系统等。该层级是 IT 与 OT 的主要交汇区域，需要与 ERP 系统进行数据交互。

企业管理层

企业管理层部署 ERP、OA、CRM 等企业级信息系统，通过企业网络与外部进行信息交互。

DCS 系统防护方案

网络边界防护

在 DCS 控制网络（过程控制层+监控操作层）与生产管理网络之间部署工控防火墙，建立 DCS 网络的安全边界。防火墙应具备 OPC UA、OPC DA、Modbus TCP 等主流 DCS 通信协议的深度解析能力。

白名单策略配置原则：仅允许 OPC 服务器向 MES 系统转发指定的过程数据（按位号或数据组过滤），禁止 MES 向 DCS 下发任何控制指令；工程师站与 DCS 控制器之间的通信应限制在维护窗口内，且仅允许特定的组态下装和参数修改操作；操作员站与 DCS 之间的正常监控通信不受限制，但应禁止非标准的远程命令。

DCS 控制器安全

DCS 控制器是防护的核心目标。安全措施包括：关闭控制器上不必要的网络服务和端口（如开放的外部调试端口）；配置控制器级的访问认证，限制仅允许授权的工程师站进行组态下装；定期检查控制器固件版本，在安全评估后更新；建立控制器配置基线，定期进行配置核查，发现未授权的配置变更。

SIS 系统特殊防护

安全仪表系统（SIS）是保障生产安全的最后一道防线，其安全要求比 DCS 更高。SIS 应与 DCS 物理隔离或通过专用安全网关隔离，禁止 DCS 直接控制 SIS 的输出。SIS 的通信应采用独立的安全通道，与 DCS 通信不共用网络路径。SIS 的工程师站访问应采取最严格的控制策略，所有操作必须经过双人授权和完整记录。

SCADA 系统安全方案

石油石化行业的 SCADA 系统主要用于油气管道输送、油库管理和天然气处理等场景。

管道 SCADA 防护

长输油气管道的 SCADA 系统覆盖范围广，控制中心与各站场之间的通信依赖有线（光纤、专线）或无线（卫星、微波）远程通道。安全防护重点在于远程通信安全和站场设备安全。

控制中心与站场之间应部署纵向加密装置（采用国密算法），对通信数据进行加密和认证，防止通信被窃听或篡改。每个站场的 SCADA 通信接入点应部署工控防火墙，配置基于 Modbus TCP、IEC 104 或 DNP3 协议的白名单策略。站场内的 PLC 和 RTU 应进行安全加固，关闭默认密码和未使用的通信端口。

油库 SCADA 防护

油库 SCADA 系统负责储罐液位监测、收发油控制和可燃气体检测等。油库通常规模较小但数量多且分布广，安全防护需要平衡安全需求和运维成本。

建议采用标准化的油库安全防护模板：在油库局域网出口部署工控防火墙（支持多种工控协议）；PLC 和 RTU 采用统一的加固配置基线；远程运维通过加密 VPN 通道接入，配合白名单策略限制可访问的设备；部署工控 IDS 对出入站流量进行安全监测。

生产管理系统安全

MES 系统安全

MES 是连接 OT 和 IT 的桥梁，也是安全风险的汇聚点。MES 系统安全应关注以下方面：

与 DCS 的数据交互接口（通常通过 OPC）是安全重点。应在 OPC 服务器前部署工控防火墙，严格限制允许通过的数据类型和范围。MES 服务器应安装主机安全防护软件，定期更新系统补丁（需经兼容性测试）。MES 数据库应配置访问控制策略，限制应用账号的权限范围。

历史数据库安全

历史数据库（如 PI、IP21 等）存储大量生产过程数据，既具有生产价值也可能涉及商业机密。安全措施包括：限制数据库的网络暴露面，仅允许授权客户端连接；配置数据库访问审计，记录所有查询和修改操作；对敏感数据进行分类分级，实施相应级别的访问控制；定期进行数据库安全评估和漏洞扫描。

无线通信安全

石化厂区广泛使用无线通信技术（工业 Wi-Fi、WirelessHART、ISA100.11a 等）进行移动巡检和设备数据采集。无线安全措施包括：采用 WPA3 Enterprise 认证（Wi-Fi 场景）或专用的工业无线安全机制；实施 MAC 地址白名单控制；定期扫描和评估无线信号环境，检测未授权的无线接入点；对通过无线传输的控制指令实施额外的安全审计。

油气储运安全

LNG 接收站安全

LNG 接收站的工控系统涵盖卸船系统、储存系统、气化系统和外输系统。安全防护应关注：各子系统之间的网络隔离和访问控制；卸船监控系统的远程通信安全；紧急停车系统（ESD）的独立性和可靠性保障。

成品油管网安全

成品油管网采用 SCADA 系统进行远程监控和调度。安全防护重点：管线 SCADA 通信的加密认证；泵站和阀室的设备安全；混油控制和批次管理的操作安全审计；与销售系统数据交互的接口安全。

加油站/加气站安全

加油站和加气站虽然规模小但数量庞大，是安全防护不可忽视的环节。主要安全措施包括：加油机控制器与站级系统的通信安全管控；油气回收系统的监测数据完整性保护；支付系统与控制系统的隔离防护；远程监控通道的接入安全管理。

等保合规方案

石油石化企业工控系统通常需要达到等保三级要求，关键控制装置和长输管道可能需要达到更高的安全等级。合规建设的重点措施包括：

在 DCS/SCADA 系统网络边界部署工控防火墙并配置白名单策略，满足安全区域边界的访问控制要求。在核心控制网络部署工控 IDS，满足入侵防范要求。对工程师站、操作员站和历史数据库服务器进行安全加固，满足安全计算环境要求。建立集中日志管理和安全事件分析平台，满足安全管理中心和审计管理要求。

建立完善的工控安全管理制度体系，包括安全策略、操作规程、变更管理、应急响应和人员培训等。制度体系应覆盖从管理层到车间级的安全职责分工。

关基保护条例对石油石化行业提出了更高要求。运营者需要建立专门的工控安全保护机构，每年进行安全检测评估，制定网络安全事件应急预案并定期演练。供应链安全方面，应对进口 DCS 和 PLC 设备进行安全风险评估，逐步推进核心设备的国产化替代。

建设路线建议

石油石化企业工控安全建设建议分四个阶段推进：

第一阶段（1-3个月）进行全面的工控安全风险评估，梳理全部工控资产和网络架构，识别关键风险点和合规差距。第二阶段（3-9个月）实施核心防护措施，包括部署工控防火墙和 IDS、完成关键设备安全加固、建立安全管理制度。第三阶段（9-18个月）建设安全运营能力，包括集中管理平台、安全事件分析能力和应急响应机制。第四阶段（18个月以上）持续优化安全体系，包括安全评估常态化、安全运营自动化和新技术应用探索。

安全建设应与炼化装置的大检修周期同步规划，利用装置检修窗口实施安全设备的安装和策略部署，最大限度降低对生产的影响。

标签：石化安全DCS防护SCADA安全油气储运等保合规
发布：2026-05-19 | 作者：奇固科威