Conferenciante: En esta
lección, vamos a hablar de los sistemas de control
industrial y de los sistemas de supervisión, control y adquisición
de datos, conocidos como ICS y SCADA.
En general, la mayoría de nosotros trabajamos en TI,
que es tecnología de la información.
Ahora la tecnología de la información
incluye nuestros ordenadores Windows estándar,
nuestros servidores, nuestras redes,
nuestras plataformas en la nube y cosas por el estilo.
Sin embargo, cuando empezamos a hablar de ICS
y SCADA, nos adentramos en el mundo de la OT, la tecnología operativa.
Ahora, la tecnología operativa es una red de comunicaciones
concebida para implantar un sistema de control industrial, en lugar de
nuestros sistemas tradicionales
de redes empresariales y de datos.
Cuando nos ocupamos de ICS y SCADA, no vamos
a centrarnos en las máquinas de usuario final o en
una estación de trabajo Windows 11, por ejemplo,
instaladas en nuestras redes.
En cambio, con la OT, vamos a utilizar
la tecnología y los ordenadores para hacer
algo en el mundo físico, como abrir o cerrar
una válvula como se haría en una
planta de fabricación, crear generación
de energía en una central eléctrica, o encender o apagar
las luces, y cosas por el estilo.
La tecnología operativa tiene un
aspecto diferente
al de las redes informáticas habituales.
Por ejemplo, esto es lo que parece OT, con un gran
armario con diales y medidores y botones que hacen referencia
a lo que ocurre en el mundo real.
Si quiero abrir o cerrar una válvula diferente
o encender o apagar una bomba diferente,
pulsaría los botones de ese diagrama frente
al armario, en lugar de
algo como utilizar una máquina Windows y usar
comandos como iniciar válvula abierta y pulsar Intro.
Ahora bien, esto no quiere decir que no se pueda conectar
una máquina Windows y utilizarla como interfaz digital en el mundo de
OT, porque se puede.
Pero en general, cuando pienses en OT,
quiero que pienses en tecnología
que interactúa con el mundo real.
Gran parte de la tecnología operativa puede llevarse a cabo en una
planta de fabricación utilizando sistemas como éste, y
ni siquiera es necesario tener un ordenador normal.
Pero si quieres utilizar un ordenador
con Windows y controlar estas redes de tecnología
operativa, puedes hacerlo e integrar la TI con la OT.
Pero, de nuevo, no tienes por qué hacerlo.
Ahora, en el mundo de la tecnología operativa, tenemos
dos tipos principales de sistemas.
Disponemos de sistemas de control
industrial y sistemas de control y adquisición de datos.
En primer lugar, tenemos los sistemas de control industrial.
Ahora, un sistema de control industrial, también conocido como ICS (Industrial Control
System), proporciona los mecanismos para la automatización del flujo de trabajo y los procesos
mediante el control de la maquinaria utilizando dispositivos integrados
que están diseñados para realizar
una función específica y dedicada.
El ICS se utiliza mucho para controlar dispositivos del mundo real en
infraestructuras críticas.
Cosas como proveedores de electricidad, agua, servicios
sanitarios, telecomunicaciones y servicios
de seguridad natural.
Si se interconectan varios ICS, se
puede crear un sistema de control distribuido o DCS.
Ahora, cuando se trata de sistemas de control industrial,
hay que priorizar la disponibilidad y la integridad sobre
la confidencialidad.
Ahora, en el mundo de las TI, solemos centrarnos en la tríada de la CIA, y empezamos
a pensar que las tres
cosas son realmente importantes, siendo
la confidencialidad una firme aspirante al primer
puesto.
Pero en el mundo de la tecnología operativa, la confidencialidad es
en realidad el menos importante de los tres componentes.
La disponibilidad es primordial,
y es así por una buena razón.
Pensemos en el propósito de la tecnología operativa
y para qué se diseñó originalmente en la fabricación.
Se trataba de maximizar la eficiencia de
nuestras plantas de fabricación.
Al fin y al cabo, cada vez que esa planta está parada,
la organización no gana dinero.
Para ellos, la disponibilidad lo es todo.
Además, por aquel entonces, las plantas de fabricación
no se conectaban a Internet y toda
la red se encontraba
dentro de las paredes de la fábrica.
Así que teníamos ese límite físico que nos proporcionaba
cierto nivel de confidencialidad.
Esto significaba que la confidencialidad no era un gran problema
y no teníamos que pensar en tener
que incorporarla a nuestras redes.
Esto se debe a que confiábamos en las personas
que trabajaban en nuestras fábricas.
Veamos ahora otro buen ejemplo de ICS que
se utiliza a diario en todo el mundo.
Aquí, tenemos un buque de guerra de la Armada de EE.UU..
Este es un gran ejemplo porque
contiene múltiples ICS que se centran
en diferentes cosas porque
esencialmente ese barco es una ciudad en el mar.
Ahora recuerde, cuando usted oye ICS, esto
es esencialmente sólo una red que gestiona
los dispositivos integrados.
En esa nave, hay una central
eléctrica que crea la electricidad.
Hay un equivalente de una fábrica
con todas las máquinas necesarias para crear empuje
y hacer girar esa hélice y mover el barco por el agua.
Hay una red troncal de telecomunicaciones para voz
y vídeo que recorre toda la nave.
Hay instalaciones de tratamiento de aguas y residuos a bordo.
Todo lo que esos marineros necesitan para
sobrevivir durante meses está en ese barco.
Y todo ello controlado por ICS y dispositivos integrados.
Ahora bien, para interconectar todos estos sistemas de control
industrial, ICS utiliza una tecnología de comunicación conocida como Fieldbus.
Ahora Fieldbus es una comunicación digital de datos en serie que
se va a utilizar en las redes de tecnología operativa
para vincular diferentes controladores lógicos
programables o PLCs juntos.
Un controlador lógico programable
es un tipo de ordenador digital que
se utiliza en entornos industriales para permitir la automatización
de líneas de montaje, operaciones de campo autónomas,
robótica y otras aplicaciones.
Los PLC se interconectarán mediante Fieldbus con
sensores y dispositivos de entrada y salida
para conectar el mundo real con el digital.
Estos PLC pueden programarse para llevar a cabo una acción
en función de una entrada que recibe de un sensor determinado.
Ahora, para programar estos PLC,
vamos a utilizar una HMI o interfaz hombre-máquina.
Una interfaz hombre-máquina puede ser un panel de control local
o un programa informático que se ejecuta en un ordenador normal.
La interfaz hombre-máquina va a servir
de entrada a los PLC y de salida para todo el sistema.
De este modo, un humano puede ver y controlar rápidamente
lo que hace ese sistema en un momento dado.
Al fin y al cabo, como operador humano, necesito
poder ver lo que está haciendo la máquina leyendo
los indicadores u otras pantallas, así
como poder dar entrada a esa máquina para lo que quiero
que haga.
Y lo hago pulsando botones, girando mandos, pulsando
teclas o incluso utilizando una pantalla táctil.
Por ejemplo, si trabajara en un hospital
como técnico de radiografía, podría tener
que hacer algunas radiografías.
Puedo tener una interfaz hombre-máquina
que es una pantalla plana, y puedo
tocarla y decirle a
la máquina lo que quiero que haga.
De esta manera, el panel puede tomar esa información de mí,
enviarla a la máquina, y luego tomar la radiografía,
en el caso de esta máquina de radiografía.
Esto permite que el ICS y los PLC conectados a él formen un bucle
de control, y todo el proceso
de automatización va a estar gobernado
por algún tipo de servidor de control.
El segundo tipo de OT del que tenemos que hablar
son los sistemas de control y adquisición de datos, conocidos
como SCADA.
Técnicamente, SCADA
es un tipo de sistema de control industrial que se
utiliza para gestionar dispositivos y equipos a gran escala
repartidos por toda una región geográfica desde
un ordenador central.
Ahora bien, esto puede ser un poco confuso al principio,
así que quiero que lo recuerdes de esta manera.
Si oye el término ICS, estamos
hablando de una sola planta o sistema.
Si hablamos de un DCS, se trata de
una pequeña conexión de sistemas ICS, pero
normalmente en un solo edificio o instalación.
Cuando empezamos a adentrarnos en el mundo de
SCADA, estamos hablando de muchas plantas ICS y DCS diferentes que
están todas interconectadas a través de una red de área extensa.
Debido al amplio alcance de SCADA,
normalmente va a ser operado con una pieza de software
que se ejecuta en un sistema ordinario como Windows o Linux.
Este sistema SCADA puede entonces recopilar datos
y gestionarlos a través de todos los dispositivos de las
diferentes plantas y todos los diferentes
equipos que tienen PLCs integrados en esas plantas.
Para interconectar estas plantas en la
red SCADA, va a necesitar una conexión de red
de área amplia, que puede ser celular, microondas,
satélite, fibra o incluso una LAN basada en VPN.
Puedes utilizar lo que quieras, igual
que cuando diseñas las conexiones
de tus otras redes, pero
tienes que asegurarte de que enlazas
todos esos dispositivos de campo con el servidor SCADA central.
Un buen ejemplo de red SCADA a gran escala es el sistema
de contadores inteligentes que
utilizan muchas compañías eléctricas de todo el mundo.
En mi casa, por ejemplo, tenemos
un contador inteligente que instaló
la compañía eléctrica.
Cada mes, en lugar
de tener que venir a leer mi contador,
éste les envía la información a través
de una conexión celular y ahora
saben cuánto tienen que facturarme.
Además, pueden conectarse a mi contador
y controlar no sólo mi consumo, sino
también mi estado de subida y bajada,
porque todas las casas de mi zona
forman parte de esta red SCADA.
Al disponer de esta red SCADA, ya no tienen que pagar
a los lectores de contadores para que vayan
a comprobar manualmente los contadores
de todas las casas de la ciudad cada mes.
Y en su lugar, simplemente utilizan el chip celular que
está ahí para tomar una lectura una vez al mes y enviarla
de vuelta a través de la red celular como un mensaje de texto u
otro formato de datos a su servidor SCADA.
Recopila esa información, la pasa al
sistema de facturación y luego recibo
una factura con el importe adeudado por la electricidad que
he consumido ese mes.