Есть такая профессия — производство автоматизировать. Аббревиатура АСУ ТП означает «автоматизированная система управления технологическим процессом» — это система, состоящая из персонала и совокупности оборудования с программным обеспечением, использующихся для автоматизации функций этого самого персонала по управлению промышленными объектами: электростанциями, котельными, насосными, водоочистными сооружениями, пищевыми, химическими, металлургическими заводами, нефтегазовыми объектами и т.д. и т.п.

Фактически, каждый человек, живущий не в лесу и пользующийся благами цивилизации, использует результаты труда предприятий, на которых функционируют АСУ ТП.

Иногда на эту тему проскакивают статьи и на хабре. Обычно они не пользуются особой популярностью, но всё же я хочу написать несколько обзорных статей об АСУ ТП в надежде рассказать хабравчанам что-то интересное (а возможно, кому-то даже полезное) и привлечь на хабр больше своих коллег.

Здравствуйте!
Я хочу показать, как пишется программа для управления технологическим оборудованием на ПЛК.
Чаще всего я имел дело с ПЛК производства Schneider Electric. Выбранный мной для данной задачи Quantum является самым мощным и дорогим ПЛК данного производителя. Он может управлять оборудованием с тысячами сигналов, для светофора в реальной жизни его никто, естественно, использовать не будет.

В прошлой статье Светофор на ПЛК – 30 блоков программа для ПЛК светофора была написана только на FBD.
Новая программа использует все 5 языков стандарта МЭК 61131-3.

Сделал дома ремонт и столкнулся с проблемой подвода домашней сети к телевизору smartTV, у которого нет wifi. К сожалению, не подумал прокинуть utp кабель заранее. Провода тянуть возможности нет, так как нарушится целостность ремонта, а Wifi плохо ловит сигнал в комнате, где стоит телевизор.

Когда ходил последний раз в электро-щиток, обратил внимание, что все комнаты сидят на одной фазе. Так как из существующих проводок есть только сеть питания, задумался о PLC адаптера. Денег особо тратить не хотелось, искал недорогой вариант.

Я занимаюсь разработкой программ для программируемых логических контроллеров(ПЛК) в промышленных автоматизированных системах управления технологическими процессами(АСУ ТП).

Для тех, кто сталкивается с этим словом впервые, поясню. ПЛК это специальный мини-компьютер, который работает так:
1. Принимает входные дискретные (Di) или аналоговые (Ai) сигналы;
2. Обрабатывает эти сигналы по заданной программистом программе;
3. Выдает управляющий сигнал через дискретные (DO) или аналоговые (AO) выхода.

Дискретный — когда у сигнала может быть только 2 состояния: 0 или 1, «да» или «нет». Например, кнопка нажата или отжата, лампочка включена или выключена.
Аналоговый — когда значение параметра зависит от уровня электрического сигнала. Например, чем выше уровень сигнала (вольт или миллиампер) от датчика температуры, тем больше измеряемая температура.

Применяются ПЛК в основном в промышленности, станках, системах домашней автоматизации «умный дом» и т.д.

Краткая предыстория

В течении некоторого времени использования одной из систем управления тех. процессом возникла необходимость редакции проекта PLC. Так как, система была установлена американской компанией, то проект был реализован на контроллере Allen Bradley, а именно 1756-L61. Совпадение? Не думаю.

Хотя любовь американцев к Allen Bradley — это скорее просто мое наблюдение. И ни в коем случае не реклама этого производителя контроллеров.

Ближе к делу. Секции проекта были защищены от редактирования, в связи с ”мудрой” политикой разработчика в стиле ”Ничего не трогайте, без нас! Это нарушит стандарты безопасности эксплуатации управляемого агрегата. И т.д.”

Признаюсь, никто не ставил перед собой цель менять технологическую логику объекта.

Речь шла только о создании пары-тройки переменных для последующего вывода на Панель Оператора с возможностью изменения уставки.

Но защита не позволяла даже создать новую переменную вместо константы. Поэтому желание взлома защиты захлестнуло полностью.

Безопасности на хабре посвящен целый хаб, и, пожалуй, никто особенно не задумывается, что именно вкладывается в понятие «безопасность», и так все ясно: информационная безопасность (security). Однако, есть еще и другая сторона безопасности, safety, связанная с рисками для здоровья и жизни людей, а также окружающей среды. Поскольку информационные технологии сами по себе опасности не представляют, то обычно говорят о функциональной составляющей, то есть о безопасности, связанной с правильным функционированием компьютерной системы. Если информационная безопасность стала критична с появлением интернета, то функциональная безопасность рассматривалась и до появления цифрового управления, ведь аварии происходили всегда.

Данная статья продолжает серию публикаций на тему функциональной безопасности.

В данной статье достаточно абстрактные требования к управлению функциональной безопасностью интерпретированы для внедрения в рабочие процессы. Эта информация проверена и отшлифована на практике нескольких проектов по сертификации.
Процессная инженерия – скучно это или нет? Именно процессы позволяют масштабировать IT-бизнес. Мне лично приходилось наблюдать, как внедрение процессов в разработку приводило к серьезному профессиональному росту, как исполнителей, так и всей компании. И наоборот, «затыки» и так называемая «нецелесообразность» внедрения хорошо структурированных процессов свидетельствовали о незрелости и других серьезных проблемах.
Итак…

В данной статье проведена систематизация требований к информационной безопасности (ИБ) АСУ ТП. Требования выбраны из доступных на настоящий момент стандартов, в первую очередь, из NIST SP 800-82 «Guide to Industrial Control Systems (ICS) Security» и разрабатываемой новой редакции серии ISA/IEC 62443 «Security for Industrial Automation and Control Systems».

АСУ ТП взаимодействуют с объектами физического мира и обеспечивают защиту от аварий и катастроф. В англоязычной литературе АСУ ТП называют Industrial Control Systems (ICS) или Industrial Automation and Control Systems (IACS). В мире IT технологий их можно сравнить с Дон Кихотом, который остался верен простым, но не очень модным принципам в уже давно изменившемся мире.

Поэтому, была проведена параллель с функциональной безопасностью и рассмотрен комплекс требований, позволяющих обеспечить обе стороны безопасности АСУ ТП, и функциональную, и информационную.

Похожие проблемы следует решать и для других кибер-физических систем, включая IoT и встроенные управляющие системы.

Источник

По данным IoT Analytics в 2016 году больше всего проектов (22% от общего количества), связанных с применением интернета вещей, было реализовано для промышленных объектов. Это подтверждает развитие и распространение технологий заявленных в доктрине Industry 4.0.

Таким образом, на наших глазах возник новый класс кибер-физических систем, получивший название Industrial Internet Control Systems (IICS) или Industrial Internet of Things (IIoT).

Из названия понятно, что такие системы являются гибридом технологий, применяемых в АСУ ТП и в системах на базе интернета вещей. Соответственно в таких системах необходимо учитывать все риски, связанные с нарушением свойств информационной (security) и функциональной безопасности (safety).

Данная статья продолжает цикл публикаций по функциональной безопасности. В ней рассмотрены требования к организации жизненного цикла систем управления (АСУ ТП, встроенные системы, интернет вещей). Предложена единая структура процессов, поддерживающих выполнение требований как к информационной, так и к функциональной безопасности.

Источник

Продолжая серию публикаций по функциональной безопасности, в сегодняшней статье мы рассмотрим, как количественно оценивается функциональная безопасность на основе статистических данных о случайных отказах аппаратных средств. Для этого используется математический аппарат теории надежности, которая, как известно, является одним из приложений теории вероятностей. Поэтому, мы будем периодически обращаться к положениям, известным из теории надежности.

Мы рассмотрим следующие вопросы:

— связь атрибутов надежности, информационной и функциональной безопасности;
— переход от анализа рисков к измерению показателей функциональной безопасности;
— примеры расчета показателей надежности и функциональной безопасности.

Источник

В завершение серии публикаций по функциональной безопасности, в сегодняшней статье мы рассмотрим, какие организационные и технические методы применяются для обеспечения функциональной безопасности.

Большинство методов может применяться, в том числе, и для обеспечения информационной безопасности в рамках концепции интегральной безопасности (safety & security) современных систем управления.

Набор анализируемых методов базируется на требованиях МЭК 61508 «Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью» (IEC 61508 Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems). В части специфики обеспечения информационной безопасности АСУ ТП за основу взят NIST SP 800-82 «Guide to Industrial Control Systems (ICS) Security», рассмотренный в одной из предыдущих статей.

Источник

Вашему вниманию предлагается статья о том, как был создан онлайн курс по тематике «Функциональная безопасность». Сервисы онлайн обучения располагают студийным оборудованием для записи высококачественного звука и видео. А если вдруг представить, что доступа у вас к подобным ресурсам нет, а учебный материал надо подготовить для использования в онлайн режиме? Автор решил поделиться собственным опытом и раскрыть следующие вопросы:

— мотивация или зачем и кому это надо;
— инструменты подготовки и записи;
— содержание Massive Online Open Course (MOOC) по функциональной безопасности;
— дальнейшие шаги по развитию продукта.

В предыдущем топике я обещал подробнее описать особенности программирования промышленных PLC, и почему такое программирование все больше напоминает разработку обычного софта. О языке IEC61131-3 ST (промышленном диалекте Паскаля) я уже писал, также хорошим вступлением можно считать вот этот хабратопик. Этот пост — о компиляторах PLC, средах разработки, особенностях программирования и эволюции языка и экосистемы.

Немного обо мне

Я занимаюсь промышленной автоматикой. Буквально от головы до задницы, т.е. от полевого уровня (датчики/исполнительные механизмы) до верхнего (программирование ПЛК/разработка SCADA). Так получилось, что больше всего я занимался наладкой, но последний год — преимущественно разработкой. Кроме того, для меня программные и аппаратные средства делятся на Siemens и всё остальное.

О проекте

Суть проекта заключается в обновлении систем автоматики на довольно большом количестве насосных станций (водонапорных и канализационных). Кроме собственно обновления, была поставлена задача собирать и передавать текущие значения ряда параметров в общую диспетчерскую для централизованного архивирования и наблюдения. Территориально всё это хозяйство находится в Нижней Галилее, в Израиле.
На момент начала работ средства автоматики на разных станциях представляли собой весьма разнообразный зоопарк: от контроллеров ET-200S CPU на более свежих станциях до релейной логики на более старых. На текущий момент на разных станциях работают контроллеры Siemens, Twido (Schneider), Koyo, GE Fanuc.
Получилось так, что формально этот проект реализует Schneider Electric, наша компания является субподрядчиком. Это определило выбор SCADA для диспетчерской (Vijeo Citect) и контроллеров для станций, где требуется их замена.

Во время международного форума Positive Hack Days IV состоялся конкурс по анализу безопасности критической инфраструктуры под названием Critical Infrastructure Attack. Участники соревнования должны были обнаружить и эксплуатировать уязвимости для получения контроля над системами промышленной автоматизации.



Впервые соревнование под именем Choo Choo Pwn состоялось на PHDays III — тогда для конкурса была создана модель транспортной системы, управляемая реальной системой АСУ ТП.

В подкасте linkmeup не раз уже затрагивалась технология PLC, с помощью которой можно организовать локальную сеть поверх имеющейся электропроводки.
В этот же раз мы поговорим о технологии передачи данных через ЛЭП. Такой вид связи используется для передачи телемеханики и организации телефонной связи между подстанциями.
Рассказывать об этом будет Павел Пасынок — начальник отдела технической поддержки Зелакс. Также мы поговорим о самой компании, производимом оборудовании и том, как работает тех.поддержка.

Новости выпуска:

1. Новый отечественный производитель (link)
2. Подводный кабель между юго-восточной Азией и США (link)
3. Большой брат следит за ними (link)
4. Количество маршрутов в BGP Full Veiw перевалило за 512 тысяч (link)

Хронометраж:

00:00-00:25: новости.
00:25-00:54: рассказ Павла о компании Зелакс.
00:54-01:22: Техподдержка Зелакс.
01:22-02:24: ВЧ-связь

Скачать файл подкаста.

Скачать все выпуски подкаста вы можете с помощью BT Sync (код: BYENRHD5UNKD5ZDIYFSB63WG2PEY2GIUN) или с яндекс-диска.

Список использованных терминов.

Под катом поясняющие схемы и картинки.

Как обеспечить функциональную составляющую безопасности систем управления? Чем отличается функциональная безопасность от информационной безопасности и кто из них «главнее»? Есть ли смысл в сертификации на соответствие требованиям стандартов? Своим опытом в решении этих и других вопросов я старался поделиться с сообществом, когда полтора года назад начал публиковать на хабре серию статей. За это время из серии статей сложилось нечто большее.

На днях издательство «Инфра-Инженерия» опубликовало мою книгу «Обеспечение безопасности АСУТП в соответствии с современными стандартами». Формат аннотации на сайте издательства предусматривает всего несколько строк, поэтому я решил поделиться с читателями основными идеями и развернутым содержанием книги.

Впервые про программируемый логический контроллер по имени CONTROLLINO мне довелось узнать году еще в 2014-м в случайной переписке с человеком, который подбирал себе ПЛК для домашней автоматизации. Я ему рекомендовал какие-то классические модели, а он в ответ сообщил, мол, видел на кикстартере некий интересный проект под названием CONTROLLINIO. Это промышленный ПЛК, который программируется так же, как Arduino, в его родной IDE.

Тот парень работал php-программером и С++ был для него не проблема. Деньги и идеи имел, а желания изучать LAD или Codesys нет. В итоге отписался, что сделал предзаказ на CONTROLLINO и больше на связь не выходил.

Не знаю, что и как у него вышло в конце концов, а вот мне через 3 года выпало поработать с этим девайсом.