Palestrante: Nesta
lição, discutiremos os sistemas de controle
industrial e os sistemas de controle de supervisão e aquisição
de dados, conhecidos como ICS e SCADA.
Em geral, a maioria de nós trabalha em TI, que
é a tecnologia da informação.
Agora, a tecnologia da informação
inclui nossos computadores Windows padrão,
nossos servidores, nossas redes, nossas
plataformas de nuvem e coisas do gênero.
No entanto, quando começamos a falar sobre
ICS e SCADA, estamos entrando no mundo da OT, tecnologia operacional.
Agora, a tecnologia operacional é uma rede de comunicações
projetada para implementar um sistema de controle industrial, em
vez de nossos sistemas tradicionais
de rede de dados e negócios.
Quando estamos lidando com ICS e SCADA, não
vamos nos concentrar em máquinas de usuários finais
ou em uma estação de trabalho Windows 11, por exemplo,
em nossas redes.
Em vez disso, com a OT, usaremos
a tecnologia e os computadores para
fazer algo no mundo físico, como
abrir ou fechar uma válvula,
como em uma fábrica, criar geração
de energia em uma usina elétrica, ligar ou
desligar luzes e coisas do gênero.
Agora, quando você olha para a tecnologia operacional,
ela parece diferente de nossas
outras redes típicas de tecnologia da informação.
Por exemplo, aqui está a aparência do OT, com um grande
gabinete com mostradores, medidores e botões que fazem referência
ao que está acontecendo no mundo real.
Se eu quiser abrir ou fechar uma válvula
diferente ou ligar ou desligar uma bomba
diferente, eu pressionaria os botões no
diagrama na frente do gabinete,
em vez de usar uma máquina Windows e comandos
como iniciar válvula aberta e pressionar Enter.
Isso não quer dizer que você não possa conectar uma máquina
Windows e usá-la como uma interface digital para o mundo do OT, porque
você pode.
Mas, em geral, quando você pensa em OT,
quero que pense em tecnologia
que interage com o mundo real.
Grande parte da tecnologia operacional pode ser feita
em uma fábrica usando sistemas como esse, e você
nem precisa ter um computador comum.
Mas se você quiser usar um computador
Windows e controlar essas redes de tecnologia
operacional, poderá fazer isso e integrar a TI com a TO.
Mas, novamente, não é necessário.
Agora, no mundo da tecnologia operacional, temos
dois tipos principais de sistemas.
Temos sistemas de controle industrial
e sistemas de controle de supervisão e aquisição de dados.
Primeiro, temos os sistemas de controle industrial.
Agora, um sistema de controle industrial, também conhecido como ICS, fornece
os mecanismos para o fluxo de trabalho e a automação de processos, controlando
o maquinário por meio de dispositivos incorporados projetados
para executar uma função
específica e dedicada.
O ICS é muito usado para controlar dispositivos do mundo real em infraestruturas
críticas.
Coisas como fornecedores de energia, fornecedores
de água, serviços de saúde, telecomunicações
e serviços de segurança natural.
Se você interconectar vários ICSs, poderá
criar um sistema de controle distribuído ou DCS.
Agora, quando se lida com sistemas de controle industrial,
é preciso priorizar a disponibilidade e a integridade em detrimento
da confidencialidade.
Agora, no mundo da TI, geralmente nos concentramos na Tríade da CIA e começamos
a pensar que as três
coisas são realmente importantes, sendo
a confidencialidade uma forte candidata ao primeiro
lugar.
Porém, no mundo da tecnologia operacional, a confidencialidade é,
na verdade, o menos importante dos três componentes.
A disponibilidade é fundamental,
e é assim por um bom motivo.
Vamos pensar na finalidade da tecnologia operacional e no
que ela foi originalmente projetada para fazer na manufatura.
Tratava-se de maximizar a eficiência
de nossas fábricas.
Afinal de contas, sempre que a fábrica estava parada, a
organização não estava ganhando dinheiro.
Portanto, para eles, a disponibilidade é tudo.
Além disso, naquela época, as fábricas não se conectavam
à Internet e toda a rede estava
localizada dentro
das paredes da fábrica.
Portanto, tínhamos esse limite físico para nos proporcionar
algum nível de confidencialidade.
Isso significava que a confidencialidade não era um grande problema
e não precisávamos pensar em
ter que incorporá-la em nossas redes.
Isso se deve ao fato de confiarmos nas
pessoas que trabalhavam em nossas fábricas.
Agora vamos dar uma olhada em outro bom exemplo de
ICS que é usado diariamente em todo o mundo.
Aqui, temos um navio de guerra da Marinha dos EUA.
Esse é um ótimo exemplo porque
contém vários ICSs que se concentram
em coisas diferentes porque,
essencialmente, esse navio é uma cidade no mar.
Lembre-se de que, quando você ouve falar em ICS,
trata-se basicamente de uma rede que
gerencia dispositivos incorporados.
Nesse navio, há uma
usina de energia que gera eletricidade.
Há um equivalente a uma fábrica
com todas as máquinas necessárias para criar
impulso, girar a hélice e mover o navio pela água.
Há um backbone de telecomunicações para voz e vídeo
que se estende por todo o navio.
Há instalações de tratamento de resíduos e água a bordo.
Tudo o que esses marinheiros precisam para
sobreviver por meses a fio está nesse navio.
E tudo isso está sendo controlado pelo ICS e por dispositivos incorporados.
Agora, para interconectar todos esses sistemas de controle
industrial, o ICS usa uma tecnologia de comunicação conhecida como Fieldbus.
Agora, o Fieldbus é uma comunicação digital de dados seriais
que será usada em redes de tecnologia operacional
para conectar diferentes controladores
lógicos programáveis ou PLCs.
Um controlador lógico programável
é um tipo de computador digital usado
em ambientes industriais para permitir a automação
em linhas de montagem, operações de campo autônomas,
robótica e outras aplicações.
Os PLCs serão interconectados usando Fieldbus com
sensores, dispositivos de entrada e saída para
conectar o mundo real ao mundo digital.
Esses PLCs podem ser programados para realizar uma ação
com base em uma entrada recebida de um determinado sensor.
Agora, para programar esses
CLPs, usaremos uma HMI ou interface homem-máquina.
Uma interface homem-máquina pode ser um painel de controle
local ou um software executado em um computador comum.
A interface homem-máquina atuará como
a entrada para os CLPs e a saída para todo o sistema.
Dessa forma, um ser humano pode ver e monitorar rapidamente
o que o sistema está fazendo a qualquer momento.
Afinal, como operador humano, preciso ser
capaz de ver o que a máquina está fazendo por meio da leitura
de medidores ou de outras telas, bem como ser
capaz de fornecer informações à máquina sobre o que
eu quero que ela faça.
E faço isso apertando botões, girando botões, digitando
teclas ou até mesmo usando uma tela sensível ao toque.
Por exemplo, se eu trabalhasse em um hospital
como técnico em radiografia, talvez precisasse
tirar algumas radiografias.
Posso ter uma interface homem-máquina
que é uma tela plana, e posso
tocá-la e dizer à máquina
o que quero que ela faça.
Dessa forma, o painel pode obter essas informações de mim,
enviá-las para a máquina e, em seguida, fazer o
raio X, no caso dessa máquina de radiografia.
Isso permite que o ICS e os PLCs conectados a ele formem
um loop de controle, e todo
o processo de automação será controlado
por algum tipo de servidor de controle.
Agora, o segundo tipo de OT sobre o qual precisamos
falar são os sistemas de controle de supervisão e aquisição de
dados, conhecidos como SCADA.
Agora, tecnicamente,
o SCADA é um tipo de sistema de controle industrial e é usado
para gerenciar dispositivos e equipamentos de larga escala em vários
locais espalhados por uma região geográfica a partir
do seu computador host.
Isso pode ser um pouco confuso no início, portanto,
quero que você se lembre da seguinte maneira.
Quando se ouve o termo ICS, estamos
falando de uma única planta ou sistema.
Se estivermos falando de um DCS, trata-se
de uma pequena conexão de sistemas ICS, mas ainda
assim normalmente em um prédio ou uma instalação.
Quando você começa a entrar no mundo do SCADA,
estamos falando de muitas plantas ICS e DCS diferentes, todas
interconectadas por meio de uma rede de área ampla.
Devido ao amplo alcance do SCADA,
ele normalmente é operado com um software que
é executado em um sistema comum, como Windows ou Linux.
Esse sistema SCADA pode, então, coletar dados
e gerenciá-los em todos os diferentes dispositivos
da planta e em todos os diferentes equipamentos
que tenham PLCs incorporados nessas plantas.
Para interconectar essas plantas na rede
SCADA, você precisará de uma conexão de rede de
área ampla, que pode ser celular, micro-ondas,
satélite, fibra ou até mesmo uma LAN baseada em VPN.
Você pode realmente usar o que quiser,
assim como quando estiver projetando
suas conexões para as outras
redes, mas precisa ter certeza de que está
vinculando todos esses dispositivos de campo ao servidor SCADA central.
Um bom exemplo de uma rede SCADA em grande escala é um sistema
de medidor inteligente usado
por muitas empresas de eletricidade em todo o mundo.
Em minha casa, por exemplo, temos um
medidor inteligente que foi instalado
pela empresa de eletricidade.
Todos os meses, em
vez de eles terem que sair e ler meu medidor,
o medidor envia as informações por meio
de uma conexão celular e eles
agora sabem quanto precisam me cobrar.
Além disso, eles podem se conectar ao meu
medidor e monitorar não apenas meu uso,
mas também meu status de alta e baixa, porque
todas as casas da minha área fazem
parte dessa rede SCADA.
Assim, com essa rede SCADA, eles não precisam
mais pagar leitores de medidores para
sair e verificar manualmente os medidores
de cada casa da cidade todos os meses.
Em vez disso, eles simplesmente usam o chip celular que
está lá dentro para fazer uma leitura uma vez por mês
e enviá-la de volta pela rede celular como uma mensagem de texto
ou outro formato de dados para o servidor SCADA.
Ele reúne essas informações, passa
para o sistema de faturamento e, em seguida,
recebo uma fatura com o valor devido pela energia elétrica que
usei naquele mês.