System sterowania pracą wodo-ciągów, kanalizacji i oczyszczania ścieków w Russellville w stanie Arkansas (USA) był przestarzały. Z tego powodu władze miasta zleciły wykonanie jego modernizacji.
Zakład wodociągów i kanalizacji City Corporation zaopatruje Russellville w wodę oraz zajmuje się odbiorem i oczyszczaniem ścieków od ok. 25 lat. Zakład nadzoruje ok. 65 km2 obszaru obejmującego miejskie wodociągi i kanalizację w Russellville, obsługuje ponad 20 tys. klientów i dostarcza wodę pitną mieszkańcom dodatkowych 620 km2 obszarów poza miastem.
Problemy związane z przestarzałymi systemami
Jeden ze sterowników PLC, sterujący pracą dmuchaw napowietrzających, osadników, pomp szlamowych i dozujących do chlorowania, uległ awarii i koniecznie trzeba było go wymienić. Jednak zamiast zwykłej wymiany uszkodzonego urządzenia na nowe tego samego typu, inż. Steve Mallett Jr., dyrektor generalny zakładu City Corporation, zdecydował się na wprowadzenie innego rozwiązania, które spełniłoby potrzeby zakładu również w przyszłości. Motywowany częściowo przez zaniepokojonego obserwacją różnych zdarzeń emerytowanego generała armii USA, który zasiadał w radzie nadzorczej firmy, szukał w szczególności takiego rozwiązania, które zabezpieczałoby systemy sterujące miejskimi wodociągami przed cyberatakami.
Rozwiązanie cyberbezpieczne
Zakład City Corporation wymienił przestarzałe sterowniki PLC na cyberbezpieczny przemysłowy system sterowania, natomiast autoryzowany dostawca tych rozwiązań dokonał kompleksowej modernizacji systemu sterowania. Mimo że w większości spełnia on te same funkcje co stary system oparty na sterownikach PLC, nowy system jest zupełnie inny. Zamiast tradycyjnej płyty głównej typu backplane, opartej na złączach pinowych, wykorzystuje płytę główną z elementami elektromagnetycznymi (electromagnetic backplane), która eliminuje problemy związane z korozją i łamaniem się pinów, co zapewnia długotrwałą niezawodność i elementy cyberbezpieczeństwa, uniemożliwiając użycie innych, fałszywych modułów wejść/wyjść (I/O). Elektromagnetyczna płyta główna tworzy ponadto izolację galwaniczną pomiędzy okablowaniem obiektowym a sterownikiem oraz zapewnia wysokie osiągi w obszarze deterministycznej aktualizacji stanów wejść/wyjść, gwarantując wsparcie aktualnie dostępnych funkcji, a także dodatkowych planowanych rozszerzeń. Nowy system różni się ponadto od systemu opartego na starych sterownikach PLC tym, że:
-> działa pod spełniającym wojskowe normy cyberbezpieczeństwa systemem operacyjnym czasu rzeczywistego, który także zapewnia cyberbezpieczeństwo w sferze oprogramowania sterującego i aplikacji, wykorzystywanych w sterowaniu pracą zakładu;
-> może być zasilany napięciem 90260 V AC lub DC, nie wymaga wentylatorów ani przełączników DIP (Dual Inline Package), co upraszcza system i zapewnia mu stabilność, a także wykorzystuje standardy i technologie systemów otwartych, takie jak OPC UA. Jest w pełni zgodny z normą IEC 61131-3 dotyczącą środowiska programistycznego oraz obsługuje standard komunikacji Ethernet w sieciach sterowania i wejść/wyjść;
-> jest skalowalny, co umożliwia obsługę zaawansowanych funkcji sterowania, takich jak system sterowania procesami i akwizycji danych (SCADA), zdalne urządzenia końcowe (RTU) czy rozproszony system sterowania (DCS).
Nowy sterownik jest częścią zintegrowanego systemu SCADA, obejmującego cały zakład. Użytkownicy łączą się z tym systemem za pomocą oprogramowania, które jest w zasadzie przemysłową platformą aplikacyjną, koordynującą sterowanie procesami technologicznymi i akwizycję danych wszystkich sterowników PLC i urządzeń RTU w zakładzie.
Dee Brown jest dyrektorem i współzałożycielem firmy Brown Engineers LLC. Zarządza projektami obejmującymi energetyczne systemy rozdzielcze, sterowanie programowe, telemetrię radiową, monitoring, systemy kontroli dostępu oraz sieci informatyczne w zakładach przemysłowych i komunalnych, a także obiektach handlowych.
O kryteriach przy wyborze sterownika do aplikacji przemysłowe przeczytają Państwo w artykule Dobór sterownika do aplikacji automatyki i sterowania.
