อาจารย์: ในบทนี้
เราจะหารือเกี่ยวกับระบบควบคุมอุตสาหกรรมและการควบคุมดูแลและระบบการรับข้อมูล
ซึ่งเรียกว่า ICS และ SCADA
โดยทั่วไปแล้วพวกเราส่วนใหญ่ทำงานด้านไอทีซึ่งเป็นเทคโนโลยีสารสนเทศ
ปัจจุบัน เทคโนโลยีสารสนเทศรวมถึงคอมพิวเตอร์
Windows มาตรฐานของเรา เซิร์ฟเวอร์ของเรา
เครือข่ายของเรา แพลตฟอร์มระบบคลาวด์ของเรา
และอื่น ๆ เช่นนั้น
เมื่อเราเริ่มพูดถึง ICS และ SCADA เรากำลังก้าวเข้าสู่โลกของ
OT ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการปฏิบัติงาน
ปัจจุบัน เทคโนโลยีการดำเนินงานคือเครือข่ายการสื่อสารที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานระบบควบคุมอุตสาหกรรม
แทนที่จะใช้ระบบธุรกิจและข้อมูลเครือข่ายแบบดั้งเดิมของเรา
เมื่อเราจัดการกับ ICS และ SCADA เราจะไม่เน้นที่เครื่องของผู้ใช้ปลายทางหรือเวิร์กสเตชัน
Windows 11 เป็นต้น โดยนั่งอยู่บนเครือข่ายของเรา
แต่ด้วย OT เราจะใช้เทคโนโลยีและคอมพิวเตอร์เพื่อทำบางสิ่งในโลกจริง
เช่น เปิดหรือปิดวาล์วเหมือนที่คุณทำในโรงงานผลิต
สร้างเครื่องผลิตไฟฟ้าในโรงไฟฟ้า
หรือเปิดไฟ เปิดหรือปิด และอะไรทำนองนั้น
เมื่อคุณดูที่เทคโนโลยีการดำเนินงาน
จะดูแตกต่างจากเครือข่ายเทคโนโลยีสารสนเทศทั่วไปอื่นๆ
ของเรา
ตัวอย่างเช่น นี่คือลักษณะของ OT ที่มีตู้ขนาดใหญ่ที่มีหน้าปัดและมาตรวัดและปุ่มที่อ้างอิงถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในโลกแห่งความเป็นจริง
ถ้าฉันต้องการเปิดหรือปิดวาล์วตัวอื่น
หรือเปิดหรือปิดปั๊มตัวอื่น ฉันจะกดปุ่มบนไดอะแกรมนั้นที่อยู่ด้านหน้าตู้ แทนที่จะเป็นการใช้เครื่อง
Windows และใช้คำสั่งอย่างเช่น เริ่มเปิดวาล์ว
และ กด Enter
ไม่ได้หมายความว่าคุณไม่สามารถเชื่อมต่อเครื่อง
Windows และใช้เป็นอินเทอร์เฟซดิจิทัลในโลกของ OT ได้ เพราะคุณทำได้
แต่โดยทั่วไปแล้ว เมื่อคุณนึกถึง OT ฉันต้องการให้คุณนึกถึงเทคโนโลยีที่โต้ตอบกับโลกแห่งความเป็นจริง
เทคโนโลยีการดำเนินงานจำนวนมากสามารถทำได้ในโรงงานผลิตโดยใช้ระบบเช่นนี้
และคุณไม่จำเป็นต้องมีคอมพิวเตอร์ทั่วไปด้วยซ้ำ
แต่ถ้าคุณต้องการใช้คอมพิวเตอร์ Windows
และควบคุมเครือข่ายเทคโนโลยีการดำเนินงานเหล่านี้
คุณสามารถทำได้และคุณสามารถรวม IT เข้ากับ OT ได้
แต่อีกครั้งคุณไม่จำเป็นต้อง
ในโลกของเทคโนโลยีการดำเนินงาน
เรามีระบบหลักสองประเภท
เรามีระบบควบคุมอุตสาหกรรมและระบบการควบคุมดูแลและการเก็บข้อมูล
ประการแรก เรามีระบบควบคุมอุตสาหกรรม
ปัจจุบัน ระบบควบคุมอุตสาหกรรมหรือที่เรียกว่า ICS
มีกลไกสำหรับเวิร์กโฟลว์และกระบวนการอัตโนมัติโดยการควบคุมเครื่องจักรโดยใช้อุปกรณ์ฝังตัวที่ออกแบบมาเพื่อทำหน้าที่เฉพาะเจาะจง
ICS ถูกใช้อย่างมากเพื่อควบคุมอุปกรณ์ในโลกแห่งความเป็นจริงในโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ
เช่น ซัพพลายเออร์ไฟฟ้า ซัพพลายเออร์น้ำ
บริการสุขภาพ โทรคมนาคม และบริการรักษาความปลอดภัยธรรมชาติ
หากคุณเชื่อมต่อ ICS หลายตัวเข้าด้วยกัน
คุณจะสามารถสร้างระบบควบคุมแบบกระจายหรือ DCS ได้
ตอนนี้ เมื่อคุณจัดการกับระบบควบคุมอุตสาหกรรม
คุณต้องจัดลำดับความพร้อมใช้งานและความสมบูรณ์ก่อนการรักษาความลับ
ปัจจุบัน ในโลกไอที เรามักจะมุ่งเน้นไปที่ CIA Triad และเราเริ่มคิดว่าทั้งสามสิ่งนี้มีความสำคัญจริงๆ
โดยการรักษาความลับเป็นคู่แข่งที่แข็งแกร่งสำหรับที่หนึ่ง
แต่ในโลกของเทคโนโลยีการปฏิบัติงาน ความลับมีความสำคัญน้อยที่สุดในสามองค์ประกอบนี้
ความพร้อมใช้งานเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง
และเป็นแบบนั้นด้วยเหตุผลที่ดี
ลองคิดถึงจุดประสงค์ของเทคโนโลยีการปฏิบัติงานและสิ่งที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ในการผลิต
ทั้งหมดนี้เกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพของโรงงานผลิตของเราให้สูงสุด
ท้ายที่สุด เมื่อใดก็ตามที่โรงงานนั้นหยุดทำงาน
องค์กรก็ไม่ได้ทำเงิน
ดังนั้นสำหรับพวกเขา ความพร้อมใช้งานคือทุกสิ่ง
อีกทั้งในตอนนั้น โรงงานผลิตไม่ได้เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต
และเครือข่ายทั้งหมดก็ตั้งอยู่ภายในกำแพงโรงงาน
ดังนั้นเราจึงมีขอบเขตทางกายภาพเพื่อให้ระดับความลับแก่เรา
ซึ่งหมายความว่าการรักษาความลับไม่ใช่เรื่องใหญ่และเราไม่ต้องคิดถึงการสร้างเครือข่ายของเรา
นี่เป็นเพราะเราไว้วางใจคนที่ทำงานในโรงงานของเรา
ทีนี้มาดูอีกตัวอย่างที่ดีของ
ICS ที่ใช้กันทุกวันทั่วโลก
ที่นี่ เรามีเรือรบของกองทัพเรือสหรัฐฯ
นี่เป็นตัวอย่างที่ดีเพราะมี
ICS หลายรายการที่มุ่งเน้นไปที่สิ่งต่าง
ๆ เพราะโดยพื้นฐานแล้วเรือลำนั้นเป็นเมืองในทะเล
จำไว้ว่า เมื่อคุณได้ยิน ICS
นี่เป็นเพียงเครือข่ายที่จัดการอุปกรณ์ฝังตัว
บนเรือลำนั้นมีโรงไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้า
มีโรงงานเทียบเท่ากับเครื่องจักรทั้งหมดที่จำเป็นในการสร้างแรงขับและหมุนใบพัดนั้น
และเคลื่อนเรือผ่านน้ำ
มีกระดูกสันหลังโทรคมนาคมสำหรับเสียงและวิดีโอที่ส่งทั่วทั้งเรือ
มีสิ่งอำนวยความสะดวกในการบำบัดของเสียและน้ำบนเรือ
ทุกสิ่งที่ลูกเรือเหล่านั้นต้องการเพื่อเอาชีวิตรอดเป็นเวลาหลายเดือนอยู่บนเรือลำนั้น
และทั้งหมดถูกควบคุมโดย ICS และอุปกรณ์ฝังตัว
ตอนนี้ ICS ใช้เทคโนโลยีการสื่อสารที่เรียกว่า Fieldbus
เพื่อเชื่อมต่อระบบควบคุมอุตสาหกรรมเหล่านี้เข้าด้วยกัน
ปัจจุบัน Fieldbus เป็นการสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมแบบดิจิทัลที่จะใช้ในเครือข่ายเทคโนโลยีการปฏิบัติงานเพื่อเชื่อมโยงตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้หรือ
PLC ต่างๆ เข้าด้วยกัน
ตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้คือคอมพิวเตอร์ดิจิทัลประเภทหนึ่งที่ใช้ในการตั้งค่าทางอุตสาหกรรมเพื่อเปิดใช้งานระบบอัตโนมัติในสายการประกอบ
การปฏิบัติงานภาคสนามอัตโนมัติ วิทยาการหุ่นยนต์ และแอปพลิเคชันอื่นๆ
PLC กำลังจะเชื่อมต่อกันโดยใช้ Fieldbus กับเซ็นเซอร์
อุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุตเพื่อเชื่อมต่อโลกแห่งความจริงกับโลกดิจิทัล
PLC เหล่านี้สามารถตั้งโปรแกรมให้ดำเนินการตามอินพุตที่ได้รับจากเซ็นเซอร์ที่กำหนด
ตอนนี้เพื่อตั้งโปรแกรม PLC เหล่านี้
เราจะใช้ HMI หรืออินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร
ส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรสามารถเป็นแผงควบคุมในเครื่องหรือชิ้นส่วนของซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์ทั่วไป
อินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรจะทำหน้าที่เป็นอินพุตไปยัง
PLC และเอาต์พุตสำหรับทั้งระบบ
ด้วยวิธีนี้ มนุษย์สามารถดูและตรวจสอบได้อย่างรวดเร็วว่าระบบกำลังทำอะไรอยู่
ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง
ท้ายที่สุดแล้ว ในฐานะผู้ควบคุมเครื่อง
ฉันต้องสามารถเห็นได้ว่าเครื่องกำลังทำอะไรอยู่โดยการอ่านมาตรวัดหรือหน้าจออื่นๆ
รวมถึงสามารถป้อนข้อมูลไปยังเครื่องนั้นว่าฉันต้องการให้มันทำอะไร
และฉันทำได้โดยการกดปุ่ม หมุนลูกบิด ป้อนการกดแป้นพิมพ์
หรือแม้แต่ใช้หน้าจอสัมผัส
ตัวอย่างเช่น ถ้าฉันทำงานเป็นช่างเทคนิคการถ่ายภาพรังสีในโรงพยาบาล
ฉันอาจต้องทำการเอ็กซ์เรย์
ฉันสามารถมีส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรที่เป็นหน้าจอแบบแบน
และฉันสามารถแตะมันและบอกเครื่องได้ว่าต้องการให้ทำอะไร
ด้วยวิธีนี้ แผงควบคุมสามารถรับข้อมูลนั้นจากฉัน
ส่งไปยังเครื่อง แล้วนำไปเอ็กซเรย์ ในกรณีของเครื่องถ่ายภาพรังสีนี้
ซึ่งช่วยให้ ICS และ PLC ที่เชื่อมต่ออยู่สร้างวงจรควบคุมได้
และกระบวนการทั้งหมดของระบบอัตโนมัติจะถูกควบคุมโดยเซิร์ฟเวอร์ควบคุมบางประเภท
ตอนนี้ OT ประเภทที่สองที่เราต้องพูดถึงคือการควบคุมดูแลและระบบการรับข้อมูล
ซึ่งเรียกว่า SCADA
ในทางเทคนิคแล้ว
SCADA เป็นระบบควบคุมอุตสาหกรรมประเภทหนึ่ง
และถูกใช้เพื่อจัดการอุปกรณ์และอุปกรณ์หลายไซต์ขนาดใหญ่ที่กระจายอยู่ตามพื้นที่ทางภูมิศาสตร์จากคอมพิวเตอร์โฮสต์ของคุณ
ตอนนี้อาจจะสับสนเล็กน้อยในตอนแรก ดังนั้นฉันอยากให้คุณจำด้วยวิธีนี้
หากคุณได้ยินคำว่า ICS เรากำลังพูดถึงโรงงานหรือระบบเดียว
หากเรากำลังพูดถึง DCS นี่คือการเชื่อมต่อระบบ
ICS ขนาดเล็ก แต่ยังคงปกติในอาคารเดียวหรืออาคารเดียว
เมื่อคุณเริ่มเข้าสู่โลกของ SCADA
เรากำลังพูดถึงโรงงาน ICS และ DCS ต่างๆ มากมายที่เชื่อมต่อกันผ่านเครือข่ายบริเวณกว้าง
เนื่องจาก SCADA เข้าถึงได้อย่างกว้างขวาง
โดยปกติแล้ว SCADA จะทำงานด้วยซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนระบบทั่วไป
เช่น Windows หรือ Linux
จากนั้นระบบ SCADA นี้สามารถรวบรวมข้อมูลและจัดการข้อมูลในอุปกรณ์ต่างๆ
ของโรงงานทั้งหมด และอุปกรณ์ต่างๆ ทั้งหมดที่ฝัง PLC ไว้ในโรงงานเหล่านั้น
ในการเชื่อมต่อระหว่างโรงงานเหล่านี้ในเครือข่าย
SCADA คุณจะต้องมีการเชื่อมต่อเครือข่ายบริเวณกว้าง
ซึ่งสามารถเป็นได้ทั้งเครือข่ายเซลลูล่าร์ ไมโครเวฟ
ดาวเทียม ไฟเบอร์ หรือแม้แต่ LAN ที่ใช้ VPN
คุณสามารถใช้สิ่งที่คุณต้องการได้จริงๆ
เช่นเดียวกับเมื่อคุณออกแบบการเชื่อมต่อสำหรับเครือข่ายอื่นๆ
ของคุณ แต่คุณต้องแน่ใจว่าคุณกำลังเชื่อมโยงอุปกรณ์ภาคสนามทั้งหมดเหล่านั้นกลับไปยังเซิร์ฟเวอร์
SCADA ส่วนกลาง
ตัวอย่างที่ดีของเครือข่าย SCADA ขนาดใหญ่คือระบบมิเตอร์อัจฉริยะที่ใช้โดยบริษัทไฟฟ้าหลายแห่งทั่วโลก
ตัวอย่างเช่น ที่บ้านของฉัน
เรามีมิเตอร์อัจฉริยะที่ติดตั้งโดยบริษัทไฟฟ้า
ในแต่ละเดือน แทนที่จะต้องออกมาอ่านมิเตอร์ของฉัน
มิเตอร์นั้นจะส่งข้อมูลให้พวกเขาผ่านการเชื่อมต่อเซลลูลาร์ และตอนนี้พวกเขารู้ว่าต้องเรียกเก็บเงินจากฉันเท่าไร
นอกจากนี้ พวกเขายังสามารถเชื่อมต่อกับมิเตอร์ของฉันและตรวจสอบไม่เพียงแค่การใช้งานของฉันเท่านั้น
แต่ยังรวมถึงสถานะขึ้นและลงของฉันด้วย เพราะบ้านทั้งหมดในพื้นที่ของฉันเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่าย
SCADA นี้
ดังนั้น เมื่อมีเครือข่าย SCADA นี้ พวกเขาจึงไม่ต้องจ่ายเงินให้กับเครื่องอ่านมิเตอร์เพื่อออกไปตรวจสอบมิเตอร์ของบ้านทุกหลังในเมืองทุกเดือนด้วยตนเองอีกต่อไป
และแทนที่จะใช้ชิปเซลลูลาร์ที่อยู่ในนั้นเพื่ออ่านค่าเดือนละครั้ง
และส่งกลับผ่านเครือข่ายเซลลูลาร์เป็นข้อความหรือรูปแบบข้อมูลอื่นไปยังเซิร์ฟเวอร์
SCADA ของพวกเขา
มันรวบรวมข้อมูลนั้น ส่งต่อไปยังระบบการเรียกเก็บเงิน
จากนั้นฉันจะได้รับบิลพร้อมจำนวนเงินที่ต้องจ่ายสำหรับค่าไฟฟ้าที่ฉันใช้ในเดือนนั้น