NOVEDADES

01-01-2007 | Seguridad - Seguridad de los sistemas SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)

Hablar de Redes SCADA trae de manera casi natural a la conversación el concepto de PLC. Por ello empezaremos esta serie de artículos definiendo conceptos necesarios para tratar el tema Redes SCADA y su seguridad.

Qué es un PLC (acrónimo de Programmable Logic Controller)?: es un dispositivo que fue inventado para reemplazar los circuitos de ‘relay' secuenciales, necesarios para las máquinas de control.

Un PLC trabaja mirando sus entradas y en función de su estado, transforma su salida en ‘on/off'. El usuario ingresa un programa (generalmente vía software), el cual genera el resultado deseado.

Si hay una industria presente, las probabilidades son altas de que esté presente un PLC.

Por ejemplo: asumamos que cuando un switch genera una salida ‘on' deseamos activar una válvula por 5 segundos, y luego desactivarla con independencia de que cuanto tiempo el switch permanece en ‘on'. Esto puede hacerse con un ‘timer' externo. Pero que sucede si el proceso incluye 10 ‘switches' y sus correspondientes válvulas? Necesitaremos 10 ‘timers' externos. Y qué sucede si el proceso también necesita contar cuantas veces cada uno de los switches fue activado? Necesitamos una cantidad adicional de contadores externos.

Como puede observarse, mientras mayor es el proceso, mayor es la necesidad de un PLC. Podemos programar el PLC para que cuente, y para que active las válvulas por una cantidad determinada de tiempo.

Suele decirse que existen '20 instrucciones esenciales' en un PLC. Con un conocimiento acabado de las mismas, aproximadamente el 80% de las aplicaciones existentes pueden resolverse.

Los primeros PLC datan de fines de la década del 60. La década del 90 vio la modernización del ‘layer físico' de algunos de los protocolos más populares que sobrevivieron a la década del 80. El Standard IEC 1131-3 trata de unir diversos lenguajes de programación de PLC bajo un único Standard internacional. Actualmente hay PLC que son programables en diagramas de bloques de función, listas de instrucciones, C y otras variantes. En algunas aplicaciones las PCs están reemplazando a los PLC.

Los PLCs y sistemas SCADA han sido desarrollados para cumplir una variedad de requerimientos de monitoreo y control. Por ejemplo:

• Medición de partículas,
• Administración de energía,
• Tratamiento de aguas y aguas residuales,
• Control de válvulas, inyectores, ventiladores,
• Conservación de energía,
• Control de ambientes ‘esterilizados',
• Monitoreo de material de riesgo,
• Detección de gases, entre otras.

Cómo se comunican estos dispositivos que componen una red SCADA? Modbus es una respuesta?

Si, Modbus es un protocolo, una estructura de mensajes desarrollada por Modicon en 1979. Tiene como objetivo establecer conexiones de la clase 'master-slave' o cliente-servidor entre dispositivos ‘inteligentes'. Es un standard de facto ampliamente adoptado en la industria. Usado por diversas tecnologías de dispositivos, para transmitir datos discretos / analógicos de I/O entre dispositivos de control. Para algunos es llamado el protocolo de integración entre múltiples vendedores.

Debemos introducir en este punto algunos conceptos antes de continuar.

• Qué es Interfase Hombre Máquina (HMI)?: Presenta datos al operador y provee datos de control en variados formatos, incluyendo gráficos, esquemas, ventanas, menús "pull down", pantallas para contacto manual (touch screens), etc.
• Qué es una Unidad Terminal Maestra (MTU)?: Equivalente a una unidad "master" en una arquitectura "master/slave". La MTU presenta datos al operador a través de la HMI, recoge datos de los sitios remotos y transmite señales de control al sitio remoto.
• Qué es una Unidad Terminal Remota (RTU)?: Funciona como esclava en una arquitectura "master/slave". Envía señales al dispositivo bajo control, adquiere datos de dispositivos bajo control, y transmite datos a la MTU. Una RTU puede ser un PLC.

Retornemos a Modbus, con las tres definiciones planteadas hace instantes.

Modbus es usado en aplicaciones ‘master-slave' para realizar el seguimiento de dispositivos; para comunicarse entre dispositivos inteligentes y sensores o instrumentos; para hacer seguimiento de dispositivos de campo por medio de PCs o HMIs.

También es un protocolo de elección en el caso de aplicaciones en RTUs donde la comunicación es de la clase wireless. Por esta razón (entre otras) es usado en aplicaciones que operan en subestaciones de gas y petróleo. Aplicaciones de transporte (logística) y de energía también hace uso del mismo.

Modbus se vincula con TCP/IP?

Modbus debía ser ‘actualizado' para integrarse en el mundo TCP/IP. Para ello una especificación llamada Modbus TCP/IP fue desarrollada en 1999. El objetivo fue combinar una red física Ethernet, con un estándar universal de conectividad - TCP/IP -, y un esquema de representación de datos la cual fuera independiente del proveedor.

Modbus permite entonces el uso de ‘la red' para el intercambio de datos entre procesos. Puede ser implementado en dispositivos que soporten sockets de TCP/IP. (Entendemos como socket, en este contexto a lo siguiente: un ‘end-point' en el protocolo de red IP).

En nuestra próxima gacetilla ahondaremos sobre redes SCADA, sus componentes, y su exposición al tema Seguridad.