加热过程控制系统设定值恶意操纵的有效性评估——以温度控制为例

《Electronics》：Malicious Manipulation of the Setpoint in the Temperature Control System of a Heating Process Based on Resistive Electric Heating Jaros?aw Joostberens, Aurelia Rybak, Aleksandra Rybak, Piotr To?, Artur Koz?owski and Leszek Kasprzyczak

针对工业温度控制系统面临设定值恶意篡改隐蔽性强、难以检测的问题，本文基于PID控制器与一阶惯性加滞后对象模型，对比两种操纵结构对控制品质的影响。研究发现，通过增益缩放或并联动态环节可掩盖设定值偏差，但在较大偏离(80%~120%)及长时常数(Tm=90~150?s)下，误差超调χ与调节时间ts显著异常，为工业系统安全监测提供量化依据。

　　

在工业生产与实验室场景中，温度自动控制系统是维持工艺稳定、保障产品质量的关键“守门员”。从食品杀菌到化工反应，从材料烧结到生物培养，精准控温往往决定着最终产物的成败。然而，随着工业物联网技术的普及，控制系统面临的网络安全威胁日益复杂——黑客入侵可能悄悄改写目标温度，操作人员也可能出于利益驱动恶意调整设定值。更棘手的是，攻击者若采用特定手段掩盖操纵痕迹，让监控界面的温度曲线看起来“一切正常”，这种隐蔽性极强的安全风险该如何识别？