Scada systemen

Voor een grote energieleverancier was ik architect van een oplossing voor het verbinden van de centrale SCADA systemen met PLC systemen in het veld. SCADA systemen zijn systemen voor proces management in fabrieken, (energie) distributie systemen en energiecentrales. Met behulp van computer technologie worden fysieke acties in het veld bestuurd en gecontroleerd.

In fabrieken, energiecentrales en gedistribueerde systemen worden vele fysieke acties uitgevoerd door zogenaamde controls. Enkele controls zijn:

  • kleppen in gasleidingen;
  • elektronische schakelaars;
  • thermometers;
  • drukmeters;
  • enz.

In het verleden werden kleppen handmatig bediend door mensen, en moesten temperaturen op locatie afgelezen worden van thermometers. Tegenwoordig kunnen de meeste fysieke controls elektronisch op afstand bediend worden.

SCADA staat voor “Supervisory Control And Data Acquisition". SCADA systemen worden op drie manieren gebruikt:

  1. Het sturen van instellingen naar fysieke controls (zoals het sluiten van een gasklep).
  2. Het ophalen en tonen van metingen (zoals de gastemperatuur in een gasbuis).
  3. Het omgaan met alarmen uit het veld (een control kan bijvoorbeeld een alarm genereren als een gemeten temperatuur lager wordt als 0°C).

Meestal wordt op computerschermen in de control room een overzicht getoond van het complete systeem, zodat de status in één oogopslag duidelijk is. Indien gewenst kan worden ingezoomd op een locatie, zodat meer details zichtbaar worden.

PLC's 

De fysieke controls in het veld zijn meestal verbonden aan PLC's (Programmable Logic Controllers). PLC's zijn eenvoudige computers, zonder toetsenbord of beeldscherm, maar met een groot aantal I/O kanalen (meestel op een klemmenstrip afgemonteerd). De I/O kanalen kunnen inputs of outputs zijn. Ze kunnen binair (aan/uit) of analoog zijn (bijvoorbeeld een spanning tussen 0 en 5 volt sturen of ontvangen). The I/O kanalen zijn verbonden met de fysieke controls. PLC's kunnen worden geprogrammeerd om eenvoudige beslissingen te nemen. Bijvoorbeeld, een PLC kan een klep sluiten als de temperatuur in een gasbuis 100° wordt.

Verbindingen

Hoewel PLC's wat rudimentaire beslissingen kunnen nemen, zijn meer complexe beslissingen mensenwerk. Daarom worden PLC's aangesloten op SCADA systemen, die meestal staan opgesteld in een controlekamer in een centraal gebouw.

PLC's kunnen verspreid door een fabrieksterrein zijn opgesteld, of in geval van bijvoorbeeld een gasdistributie netwerk, verspreid over het hele land. Het is niet eenvoudig om alle PLC's te verbinden met het centrale SCADA systeem. De eisen voor de verbindingen zijn erg hoog. Bij een elektriciteitsnet bijvoorbeeld, is het niet alleen belangrijk dat een opdracht (zoals het inschakelen van een schakelaar) binnen enkele milliseconden na versturing aankomt, maar het moet altijd 100% gegarandeerd zijn dat de opdracht aankomt.

Omdat SCADA systemen al enkele tientallen jaren worden gebruikt en omdat het verbinden van PLC's met een centraal SCADA systeem geen sinecure is, worden nog vaak oude technologieën gebruikt. Verbindingen zijn vaak opgezet met seriële verbindingen, modems, X25, en voor modernere set-ups, TCP/IP WAN links. Speciale protocollen, zoals IEC870 worden gebruikt voor de communicatie tussen SCADA systemen en PLC's.

Security

SCADA systemen waren oorspronkelijk gesloten systemen die gebruik maakten van proprietary technologieën. SCADA systemen staan meestal in afgeschermde controlrooms. Security issues zijn daarom zeldzaam, en er werd weinig aandacht aan de beveiliging van de systemen en de verbindingen besteed.

Tegenwoordig beginnen bedrijven steeds meer open communicatieprotocollen te gebruiken (zoals TCP/IP over een WAN) en commerciële SCADA software die onder bijvoorbeeld Microsoft Windows draait. De markt voor veilige SCADA systemen is nog onvolwassen. Ik verwacht dat er de komende jaren steeds meer aandacht voor security binnen SCADA systemen zal zijn.

Hier staat een interessant artikel over de beveiliging van SCADA systemen (Engels).


This entry was posted on Dinsdag 27 November 2007

Earlier articles

Infrastructure as code

My Book

DevOps for infrastructure

Infrastructure as a Service (IaaS)

(Hyper) Converged Infrastructure

Object storage

Software Defined Networking (SDN) and Network Function Virtualization (NFV)

Software Defined Storage (SDS)

What's the point of using Docker containers?

Identity and Access Management

Using user profiles to determine infrastructure load

Public wireless networks

Supercomputer architecture

Desktop virtualization

Stakeholder management

x86 platform architecture

Midrange systems architecture

Mainframe Architecture

Software Defined Data Center - SDDC

The Virtualization Model

What are concurrent users?

Performance and availability monitoring in levels

UX/UI has no business rules

Technical debt: a time related issue

Solution shaping workshops

Architecture life cycle

Project managers and architects

Using ArchiMate for describing infrastructures

Kruchten’s 4+1 views for solution architecture

The SEI stack of solution architecture frameworks

TOGAF and infrastructure architecture

The Zachman framework

An introduction to architecture frameworks

How to handle a Distributed Denial of Service (DDoS) attack

Architecture Principles

Views and viewpoints explained

Stakeholders and their concerns

Skills of a solution architect architect

Solution architects versus enterprise architects

Definition of IT Architecture

What is Big Data?

How to make your IT "Greener"

What is Cloud computing and IaaS?

Purchasing of IT infrastructure technologies and services

IDS/IPS systems

IP Protocol (IPv4) classes and subnets

Introduction to Bring Your Own Device (BYOD)

IT Infrastructure Architecture model

Fire prevention in the datacenter

Where to build your datacenter

Availability - Fall-back, hot site, warm site

Reliabilty of infrastructure components

Human factors in availability of systems

Business Continuity Management (BCM) and Disaster Recovery Plan (DRP)

Performance - Design for use

Performance concepts - Load balancing

Performance concepts - Scaling

Performance concept - Caching

Perceived performance

Ethical hacking

Computer crime

Introduction to Cryptography

Introduction to Risk management

The history of UNIX and Linux

The history of Microsoft Windows

Engelse woorden in het Nederlands

Infosecurity beurs 2010

The history of Storage

The history of Networking

The first computers

Cloud: waar staat mijn data?

Tips voor het behalen van uw ITAC / Open CA certificaat

Ervaringen met het bestuderen van TOGAF

De beveiliging van uw data in de cloud

Proof of concept

Een consistente back-up? Nergens voor nodig.

Measuring Enterprise Architecture Maturity

The Long Tail

Open group ITAC /Open CA Certification

Human factors in security

Google outage

SAS 70

De Mythe van de Man-Maand

TOGAF 9 - wat is veranderd?

DYA: Ontwikkelen Zonder architectuur

Landelijk Architectuur Congres LAC 2008

InfoSecurity beurs 2008

Spam is big business

Waarom IT projecten mislukken

Stroom en koeling

Laat beheerders meedraaien in projecten

De zeven eigenschappen van effectief leiderschap

Archimate

Een ontmoeting met John Zachman

Open CA (voorheen: ITAC) - IT Architect certification

Persoonlijk Informatie Eigendom

Webcast

Live computable webcast

Lezing Trends in IT Security

Hardeningscontrole en hacktesting

Kennismanagement

Information Lifecycle Management - Wat is ILM

LEAP: de trip naar Redmond

LEAP: De laatste Nederlandse masterclasses

Scada systemen

LEAP - Halverwege de Nederlandse masterclasses

Beveiliging van data - Het kasteel en de tank

Waarom je geen ICT architect moet worden

Non-functional requirements

Redenen om te backuppen

Log analyse - gebruik logging informatie

LEAP - Microsoft Lead Enterprise Architect Program

Archivering data - more than backup

Patterns in IT architectuur

Tot de dood ons scheidt

High Availability clusters

Hoe geef ik een goede presentatie

Lagen in ICT Beveiliging

Zachman architectuur model

High performance clusters en grids

Redenen om te kiezen voor Open Source software

Monitoring door systeembeheerders

Wat is VMS?

IT Architectuur certificeringen

Storage Area Network's (SAN's)

Systeembeheer documentatie

Wat zijn Rootkits

Virtualisatie van operating systems

Kenmerken van Open Source software

Linux certificering: RHCE en LPI

99,999% beschikbaarheid

Het infrastructuur model

Sjaak Laan


Recommended links

Genootschap voor Informatie Architecten
Ruth Malan
Informatiekundig bekeken
Gaudi site
Byelex
XR Magazine
Esther Barthel's site on virtualization


Feeds

 
XML: RSS Feed 
XML: Atom Feed 


Disclaimer

The postings on this site are my opinions and do not necessarily represent CGI’s strategies, views or opinions.

 

Copyright Sjaak Laan