Öğretim Görevlisi:
Bu derste, ICS ve SCADA olarak bilinen endüstriyel
kontrol sistemleri ile denetleyici kontrol ve veri toplama
sistemlerini tartışacağız.
Genel olarak çoğumuz IT, yani bilgi teknolojileri
alanında çalışıyoruz.
Artık bilgi teknolojileri standart
Windows bilgisayarlarımızı, sunucularımızı,
ağlarımızı, bulut platformlarımızı
ve bunun gibi şeyleri içeriyor.
ICS ve SCADA hakkında konuşmaya başladığımızda
ise OT, yani operasyonel teknoloji dünyasına girmiş oluyoruz.
Artık operasyonel teknoloji, geleneksel iş ve
veri ağı sistemlerimizden ziyade bir endüstriyel kontrol
sistemi uygulamak için tasarlanmış
bir iletişim ağıdır.
ICS ve SCADA ile uğraşırken, ağlarımızda
bulunan son kullanıcı makinelerine veya
örneğin bir Windows 11 iş istasyonuna
odaklanmayacağız.
Bunun yerine, OT ile fiziksel dünyada
bir şeyler yapmak için teknolojiyi ve bilgisayarları
kullanacağız, örneğin bir üretim tesisinde
yapabileceğiniz gibi bir vanayı
açmak veya kapatmak, bir elektrik santralinde
güç üretimi oluşturmak veya ışıkları açmak veya kapatmak
ve bunun gibi şeyler.
Şimdi operasyonel teknolojiye baktığınızda,
diğer tipik bilgi teknolojisi
ağlarımızdan farklı görünüyor.
Örneğin, gerçek dünyada olup bitenlere atıfta
bulunan kadranlar, göstergeler ve düğmeler içeren
büyük bir kabine sahip OT şöyle görünür.
Farklı bir vanayı açmak veya kapatmak
ya da farklı bir pompayı açmak veya kapatmak
istersem, bir Windows makinesi kullanmak
ve start open valve gibi
komutları kullanmak ve Enter tuşuna basmak gibi
bir şey yerine, kabinin önündeki şemadaki düğmelere basarım.
Şimdi bu, bir Windows makinesini bağlayamayacağınız ve OT
dünyasına dijital bir arayüz olarak kullanamayacağınız anlamına gelmiyor,
çünkü yapabilirsiniz.
Ancak genel olarak, OT'yi düşündüğünüzde,
gerçek dünya ile etkileşime giren
teknolojiyi düşünmenizi istiyorum.
Bir üretim tesisinde bunun gibi sistemler kullanılarak pek
çok operasyonel teknoloji gerçekleştirilebilir ve normal
bir bilgisayara sahip olmanız bile gerekmez.
Ancak bir Windows bilgisayar kullanmak ve bu
operasyonel teknoloji ağlarını kontrol etmek istiyorsanız,
bunu yapabilir ve BT'yi OT ile entegre edebilirsiniz.
Ama tekrar söylüyorum, zorunda değilsiniz.
Şimdi operasyonel teknoloji dünyasında
iki ana tip sistemimiz var.
Endüstriyel kontrol sistemlerimiz
ve denetleyici kontrol ve veri toplama sistemlerimiz var.
Birincisi, endüstriyel kontrol sistemlerimiz var.
Artık ICS olarak da bilinen bir endüstriyel kontrol sistemi, belirli
ve özel bir işlevi yerine getirmek üzere tasarlanmış gömülü cihazları
kullanarak makineleri kontrol ederek iş akışı ve
süreç otomasyonu için
mekanizmalar sağlamaktadır.
ICS, kritik altyapıdaki gerçek dünya cihazlarını kontrol etmek için yoğun
bir şekilde kullanılmaktadır.
Elektrik tedarikçileri, su tedarikçileri, sağlık
hizmetleri, telekomünikasyon ve doğal
güvenlik hizmetleri gibi.
Birden fazla ICS'yi birbirine bağlarsanız, aslında
dağıtılmış bir kontrol sistemi veya DCS oluşturabilirsiniz.
Artık endüstriyel kontrol sistemleriyle uğraşırken,
kullanılabilirlik ve bütünlüğe gizlilikten daha fazla
öncelik vermeniz gerekiyor.
Şimdi BT dünyasında genellikle CIA Üçlüsü'ne odaklanıyoruz
ve gizlilik ilk
sırada olmak üzere üç şeyin de gerçekten
önemli olduğunu düşünmeye başlıyoruz.
Ancak operasyonel teknoloji dünyasında, gizlilik aslında
üç bileşen arasında en az önemli olanıdır.
Kullanılabilirlik her şeyden
önemlidir ve bunun iyi bir nedeni vardır.
Operasyonel teknolojinin amacını ve başlangıçta
üretimde ne yapmak için tasarlandığını düşünelim.
Her şey üretim tesislerimizin verimliliğini
en üst düzeye çıkarmakla ilgiliydi.
Ne de olsa, tesis çalışmadığı zaman
kuruluş para kazanamıyor.
Yani onlar için ulaşılabilirlik her şeydir.
Ayrıca, o zamanlar üretim tesisleri internete
bağlanmıyordu ve tüm ağ
fabrikanın duvarları
içinde yer alıyordu.
Böylece bize belli bir düzeyde gizlilik
sağlayacak fiziksel bir sınırımız oldu.
Bu, gizliliğin büyük bir mesele olmadığı ve bunu ağlarımıza
dahil etmeyi düşünmek zorunda
olmadığımız anlamına geliyordu.
Çünkü fabrikalarımızda çalışan
insanlara güveniyorduk.
Şimdi tüm dünyada günlük olarak kullanılan
başka bir ICS örneğine göz atalım.
Burada bir ABD Donanması savaş gemisi var.
Bu harika bir örnek çünkü
farklı şeylere odaklanan birden
fazla ICS içeriyor çünkü
aslında bu gemi denizdeki bir şehir.
ICS'yi duyduğunuzda bunun aslında sadece
gömülü cihazları yöneten bir
ağ olduğunu hatırlayın.
O gemide elektriği
üreten bir enerji santrali var.
İtme gücü yaratmak, pervaneyi döndürmek
ve gemiyi suda hareket ettirmek için gereken tüm makinelerin
bulunduğu bir fabrikaya eşdeğer bir yer var.
Tüm gemi boyunca ses ve görüntü için bir telekomünikasyon
omurgası var.
Gemide atık ve su arıtma tesisleri bulunmaktadır.
Bu denizcilerin aylarca hayatta kalmak
için ihtiyaç duydukları her şey o gemide.
Ve bunların hepsi ICS ve gömülü cihazlar tarafından kontrol ediliyor.
Şimdi tüm bu endüstriyel kontrol sistemlerini birbirine bağlamak
için ICS, Fieldbus olarak bilinen bir iletişim teknolojisi kullanmaktadır.
Şimdi Fieldbus, farklı programlanabilir mantık denetleyicilerini
veya PLC'leri birbirine bağlamak için operasyonel
teknoloji ağlarında kullanılacak olan dijital
bir seri veri iletişimidir.
Programlanabilir mantık denetleyicisi,
endüstriyel ortamlarda montaj hatlarında,
otonom saha operasyonlarında, robotikte ve diğer uygulamalarda
otomasyonu sağlamak için kullanılan bir dijital bilgisayar
türüdür.
PLC'ler, gerçek dünyayı dijital dünyaya bağlamak
için sensörler, giriş ve çıkış cihazları ile
Fieldbus kullanarak birbirine bağlanacak.
Bu PLC'ler, belirli bir sensörden aldığı bir girdiye dayalı
olarak bir eylem gerçekleştirmek üzere programlanabilir.
Şimdi bu PLC'leri programlamak
için bir HMI veya insan-makine arayüzü kullanacağız.
İnsan-makine arayüzü yerel bir kontrol paneli veya normal
bir bilgisayarda çalışan bir yazılım parçası olabilir.
İnsan-makine arayüzü, PLC'lere giriş
ve tüm sistem için çıkış görevi görecektir.
Bu şekilde, bir insan o sistemin herhangi bir zamanda
ne yaptığını hızlı bir şekilde görebilir ve izleyebilir.
Sonuçta, bir insan operatör olarak, göstergeleri
veya diğer ekranları okuyarak makinenin ne yaptığını
görebilmem ve yapmasını istediğim şey
için o makineye girdi verebilmem gerekiyor.
Bunu da düğmelere basarak, düğmeleri çevirerek, tuşlara
basarak ve hatta dokunmatik ekran kullanarak yapıyorum.
Örneğin, bir hastanede radyografi teknisyeni
olarak çalışsaydım, bazı röntgen filmleri
çekmem gerekebilirdi.
Düz panel bir ekrandan oluşan bir insan-makine
arayüzüne sahip olabilirim ve ona
dokunup makineye ne yapmasını
istediğimi söyleyebilirim.
Bu şekilde, panel bu bilgiyi benden alabilir, makineye
gönderebilir ve ardından bu radyografi makinesi
söz konusu olduğunda röntgeni çekebilir.
Bu, ICS ve ona bağlı PLC'lerin bir kontrol döngüsü oluşturmasını
sağlar ve tüm otomasyon
süreci bir tür kontrol sunucusu
tarafından yönetilecektir.
Şimdi bahsetmemiz gereken ikinci OT türü
SCADA olarak bilinen denetleyici kontrol ve veri
toplama sistemleridir.
Şimdi teknik olarak
SCADA bir tür endüstriyel kontrol sistemidir ve
ana bilgisayarınızdan coğrafi bir bölgeye yayılmış büyük
ölçekli çok tesisli cihazları ve ekipmanları yönetmek
için kullanılır.
Şimdi bu ilk başta biraz kafa karıştırıcı olabilir,
bu yüzden bu şekilde hatırlamanızı istiyorum.
ICS terimini duyduğunuzda tek bir tesis
ya da sistemden bahsediyoruz demektir.
Bir DCS'den bahsediyorsak, bu ICS sistemlerinin
küçük bir bağlantısıdır, ancak yine de normalde
tek bir binada veya tek bir tesiste bulunur.
SCADA dünyasına girmeye başladığınızda,
hepsi geniş alanlı bir ağ üzerinden birbirine bağlı olan birçok
farklı ICS ve DCS tesisinden bahsediyoruz demektir.
SCADA'nın geniş erişim alanı nedeniyle,
normalde Windows veya Linux gibi sıradan bir sistem
üzerinde çalışan bir yazılım parçası ile çalıştırılacaktır.
Bu SCADA sistemi daha sonra verileri toplayabilir
ve tüm farklı tesis cihazlarında ve bu tesislerdeki
gömülü PLC'lere sahip tüm farklı
ekipmanlarda yönetebilir.
Bu tesisleri SCADA ağında birbirine bağlamak
için hücresel, mikrodalga, uydu, fiber veya
hatta VPN tabanlı bir LAN olabilen geniş alanlı
bir ağ bağlantısına ihtiyacınız olacaktır.
Diğer ağlarınız için bağlantılarınızı
tasarlarken olduğu gibi gerçekten
istediğinizi kullanabilirsiniz,
ancak tüm bu saha cihazlarını merkezi
SCADA sunucusuna bağladığınızdan emin olmanız gerekir.
Büyük ölçekli bir SCADA ağına iyi bir örnek, dünya çapında
birçok elektrik şirketi tarafından
kullanılan akıllı sayaç sistemidir.
Örneğin benim evimde, elektrik
şirketi tarafından takılan bir
akıllı sayacımız var.
Her ay gelip sayacımı
okumaları yerine, sayaç onlara hücresel
bağlantı üzerinden bilgi gönderiyor
ve artık bana ne kadar fatura
kesmeleri gerektiğini biliyorlar.
Ayrıca, sayacıma bağlanıp sadece kullanımımı
değil, aynı zamanda iniş ve çıkış
durumumu da izleyebiliyorlar çünkü
bölgemdeki tüm evler bu SCADA
ağının bir parçası.
Böylece bu SCADA ağına sahip olarak, artık her
ay şehirdeki her evin sayaçlarını manuel
olarak kontrol etmek için sayaç okuyucularına
ödeme yapmak zorunda kalmayacaklar.
Bunun yerine, ayda bir kez okuma yapmak ve bunu hücresel
ağ üzerinden bir metin mesajı veya başka bir
veri formatı olarak SCADA sunucusuna geri göndermek için
içerideki hücresel çipi kullanırlar.
Bu bilgileri harmanlıyor, faturalama
sistemine aktarıyor ve sonra o ay kullandığım
elektrik için ödenmesi gereken miktarı içeren bir fatura
alıyorum.