SCADA *

Привет, Хабр! Мы инженеры-программисты SCADA-системы международной фармацевтической компании BIOCAD. В этой статье хотели бы рассказать о том, как мы запускали новую производственную линию на биотехнологическом заводе, с чем при этом столкнулись и как решали возникающие проблемы с точки зрения управления со стороны SCADA-системы. Нюансов было достаточно много, и, возможно, способы решения возникавших у нас задач понадобятся и вам.

В самом начале мы расскажем о том, с какой SCADA-системой мы работаем, разберем, как это устроено у нас. Углубимся в один из способов реализации рецептурного управления, который использовали для производства, а затем расскажем о том, как же быть, когда производственные мощности растут, а старые подходы к реализации технологических процессов становятся неудобными.

Воздух. Насколько привычный, настолько же неподвластный, как и любая стихия. Возможно ли научиться управлять им, чтобы преодолеть земное притяжение? Давайте разбираться вместе!

В предыдущей статье я рассказал, что такое СУУТП, где применяется и какую пользу приносит (если не читали, рекомендую начать именно с первой статьи). Эта же статья, являясь логическим продолжение предыдущей, описывает из чего состоит СУУТП и как она работает.

С каждым новым объектом стараюсь дорабатывать и улучшать интерфейсы инженерных систем, опираясь на уже наработанный опыт. Сейчас под будущий проект доработал интерфейсы на вентиляцию до стадии, когда все нравится и уже не хочется больше ничего менять и я хочу поделиться им с вами и процессом его создания.

Я, как любой другой любитель «поковыряться» в различных железках, связанных с датчиками, микроконтроллерами и сопутствующих штуках, несколько лет назад столкнулся с необходимостью связать очередную микроконтроллерную историю с ПК, а именно, мне нужно было выводить в реальном времени значения различных сигналов с микроконтроллера на дисплей компьютера в виде различных графиков, прогресс‑баров, а также, с помощью кнопок и ползунков управлять моим «железом».

Имея достаточный опыт работы с промышленными SCADA‑системами было принято написать свою! Да такую, чтобы с ней справился совсем уж начинающий программист.

Рад поделиться своими наработками и буду вдвойне рад если это пригодится еще кому‑то еще кроме меня!

Нас окружают умные устройства. Внутри каждого — микросхемы и прошивки с программным кодом, который содержит уязвимости. Представьте, что в руки исследователя безопасности попадает устройство с недокументированным сетевым протоколом. Возникают задачи: разобрать протокол, научиться общаться с устройством и найти слабые места — уязвимости. Для исследования нужна прошивка. Но что делать, если прошивку невозможно достать?

В статье я расскажу об опыте исследования ПЛК FX5U компании Mitsubishi без использования прошивки. Поделюсь, как собирал информацию и восстанавливал протокол на основе: документации родственных протоколов, утилиты производителя, симулятора ПЛК, кодов ошибок, полного перебора и собственных наработок. Покажу, что знание протокола - сила, и как это помогло нам с коллегами выявить 15 уязвимостей, среди которых CVE-2022-25161 и CVE-2022-25162. Опишу, как работают две эти уязвимости и как они влияют на технологические процессы, на примере демонстрационных стендов.

Всем привет!

На HABRе есть интересная статья (даже две) про RTO, которая тесно связана с СУУТП, но нет ни одной статьи про саму СУУТП. Не порядок. Надо исправляться.

Вдохновившись статьёй моего друга про печальность интерфейсов в промышленном секторе (АРМ), я решил сделать свою версию того же самого, но с немного другим уклоном.

В том посте были комментарии из серии «всё везде регламентировано, раз так сделано — значит умные люди подумали», но если в условном Газпроме за АРМ наблюдает инженер или техник, который отличает на схеме трехходовой клапан от обратного, то в гражданских системах часто за этим следят те же диспетчера, что следят за пожаркой, диспетчеризацией лифтов и прочих систем, диспетчера часто меняются, новые могут не знать чего то, а для того же ТЦ быстрота фиксации и ликвидации аварии могут спасти много денег.

Этим я хотел показать, что удобно и красиво вовсе не значит анимации на каждый переход + тени и градиенты. Ну Хабр тому доказательство, как бы.

Расскажу длинный кейс, как мы за 5 лет сделали диспетчеризацию торгового центра, вывели все инженерные системы на 3 монитора и сделали для них красивые интерфейсы.

Интерфейсы разные нужны, интерфейсы разные важны. Я довольно давно уже топлю за качественные интерфейсы и за то, что им нужно уделять время и их нужно прорабатывать. Конечно, нужно делать все по сетке, подбирать цвета, отступы, иконки, кнопки и лампы. Очень здорово делать сразу два интерфейса темный и светлый и делать автоматический переход между ними по времени суток. Но еще я прекрасно понимаю, что времени на это очень часто просто нет, да и бюджет не резиновый, чтобы каждый раз привлекать дизайнера. Но что-то делать с этим нужно.

Я возьму рандомную мнемосхему из интернета и пошагово покажу, как минимальными усилиями можно привести в порядок интерфейс, чтобы он стал приятнее для глаз и удобнее для эксплуатации.

Компания Siemens в версии 17 TIA Portal Step7 для FW ≥4.5 (S7-1200) и FW ≥2.9 (S7-1500) встала на путь легкого принуждения к повышению уровня информационной безопасности. Теперь TIA Portal мягко предлагает задать пароль на хранилище сертификатов CPU, пароль на чтение/запись программы CPU, пароль на обмен с HMI и, конечно же, шифрованный обмен с применением сертификата. Все это, конечно, отключаемо, но зачем отключать то, что предлагается «из коробки»? События этого века показали всю важность инфобеза систем промышленной автоматики, а так же показали, что происходит при защите систем «от честного человека» (я про stuxnet, да). Основная причина, по которой, как мне кажется, шифрование не применяется - непонимание принципов работы и инерционность мышления (наши деды ни про какой TLS не слышали, и мы тоже не будем). В рамках одного проекта TIA Portal все еще более-менее ясно, а как быть с подключением «непортальных» систем? Рассмотрим такое подключение на примере S7-1500 FW2.9 и WinCC OA 3.18.

Продолжаем разбирать коммуникационные возможности системы WinCC OA. Но этот раз рассмотрим подключение к контроллеру «гражданской» автоматизации (AKA автоматизация зданий) Siemens PXC12 по протоколу Bacnet, который и был разработан аккурат для автоматизации зданий.

Моя Родина – АСУ ТП — смертельно больна

Если вы отправитесь на любой тематический АСУ ТП-форум или группу, вы к сожалению не найдете обсуждения стандартов, архитектуры РСУ, лучших практик для ISA101, ISA88, ISA95.

В лучшем случае вы найдете дискуссии на тему «являются ли АСУ-шники настоящими программистами когда пишут код на LAD/FBD» или «обязан ли монтажник/программист знать технологический процесс объекта на котором работает» и т.п.

Проще говоря – сообщество и особенно ИТ-сообщество разработчиков в сфере АСУ ТП отсутствует в принципе.

_{Рис. с сайта FIELDCOMM GROUP https://www.fieldcommgroup.org/}

Хотя до этого я писал только про встроенное ПО, сегодня речь пойдет немного о другом. Я хочу рассказать о языке Electronic Device Description Language (EDDL) и его применении. Общаясь с разработчиками полевых устройств, я выяснил, что в РФ не так много специалистов в этом сегменте, слышал даже такое мнение, что в России всего 3 разработчика на этом языке, и одного из них я знаю лично.

Статья носит обзорный характер и не изобилует особыми деталями, но надеюсь вам будет интересно узнать про столь специфичный язык и вообще технологию интеграции полевых устройств в хост системы управления.

Большинство драйверов промышленных протоколов, будь то S7 / S7Plus, Modbus, IEC-101 / 104 и т.д. настраиваются и работают как в версии под управлением Windows, так и Linux. Исключения, разумеется, есть. В первую очередь - это классический OPC. Обратите внимание, именно OPC, а не современный мультиплатформенный OPC UA. Надеюсь, что многие еще помнят, что аббревиатура OPC раскрывалась изначально, как OLE for Proccess Control. Ну, а анекдотов про Open Proccess Communication насочиняли уже позже. Технология OLE относится к механизмам OC Windows и несовместима с Linux. Вторым исключением является драйвер Cerberus (пожаро-охранная система).

Рассмотрим настройку связи с контроллером Simatic S7-1500 при помощи драйвера S7Plus в версии под Debian 10. Этот драйвер предназначен для опроса ПЛК серии S7-1200/1500 с использованием символьной адресации.

Несмотря на солидный список поддерживаемых «из коробки» протоколов, применение классического OPC-сервера все еще сохраняет свою актуальность, даже принимая во внимание возможность разработки кастомного драйвера.

Для обеспечения связи с оборудованием при использовании сервера OPC нам так же необходимо добавлять в систему драйвер. Рассмотрим на примере драйвера OPC DA (data access, простой обмен данными). В качестве сервера OPC в данном примере используется широко известный Lectus, который по протоколу Modbus TCP будет связываться с локальным программным сервером Modbus TCP. Напоминаю, что сервер - это тот, кто отвечает на запросы. Клиент эти самые запросы генерирует.

Итого, в этой связке у нас получается по 2 клиента и по 2 сервера:

• драйвер OPC DA является клиентом OPC для сервера Lectus

• Lectus является сервером OPC для драйвера и одновременно клиентом Modbus TCP для внешнего устройства, с которым мы организовываем связь

• сервером протокола Modbus выступает отдельная прогамма, установленная локально

Проект уже создан, версия 3.18.

История началась с того, что потребовалось создать демонстрационный проект SCADA на 50 000 тегов (точек или каналов) для потенциального клиента. Целью проекта было показать, что программный продукт SCADA достаточно производителен и удовлетворяет требованиям заказчика.

Хороший повод попробовать для демопроекта новое поколение SCADA-системы, одним из разработчиков которой является автор. Когда до демонстрации оставалось несколько дней, и неизбежность выполнения задачи стала очевидной, создаём новый проект. Добавляем в проект 1000 виртуальных устройств-симуляторов, генерирующих данные, создаём 50К+ каналов для хранения значений, запускаем… и на веб-клиенте созерцаем данные, которые обновляются один раз в несколько минут в неочевидной последовательности. О том, что было дальше, написана эта статья.

Аббревиатура SCADA достаточно известна и не требует расшифровки, при необходимости справочную информацию можно найти по ссылке.

SIMATIC WinCC Open Architecture – это SCADA система разработки ETM(Siemens). В последние годы стала достаточно популярна в России в определенных кругах.

Поскольку в интернете информации о данном продукте не очень много, а на обучениях даются достаточно поверхностные знания и многие моменты не затрагиваются, появилась идея попробовать написать серию статей с интересными на мой взгляд темами.

В WinCC OA встроен C/C++ подобный скриптовый язык CONTROL. О его возможностях сегодня и поговорим.

Данная статья написана для тех кто на начальном уровне знает Python и немного разбирается в АСУ ТП. Задача достаточно распространенная, надо взять данные со старого, со своей специфичной реализацией протокола оборудования и перевести ее в такой вид, что бы ее можно было легко достать (MQTT сервер) и обрабатывать (SCADA или любое ПО, которое умеет работать с MQTT).

Мир развивается, а «велосипед» остается.

На сегодня ПИД-регуляторы являются самым распространенным средством для управления непрерывными технологическими процессами на производстве. Объясняется это не только исторически сложившимся подходом к построению контуров управления. ПИД-регулятор это очень простое устройство, которое легко реализуется на любой аппаратной платформе: механической, пневматической, на аналоговой электронике или на цифровых устройствах.

В большинстве случаев ПИД-регулятор полностью справляется со своей задачей и обеспечивает регулирование технологических параметров с требуемым качеством. Подход к настройке на технологических процессах, метод подбора коэффициентов, универсален и не зависит от объекта автоматизации: подаешь возмущение ступенчатым изменением уставки, смотришь по трендам реакцию контура и подбираешь коэффициенты, чтобы получить нужный «горбик» и сходимый переходной процесс. В большинстве случаев этого достаточно. Такому подходу легко обучить не только инженеров АСУТП, но и специалистов с небольшой инженерной подготовкой, прибористов, слесарей КИП, операторов.