Teollisuussektorin tehtaat ovat pitkään käyttäneet digitaalista tietoa tuotantolaitosten seuraamiseen ja hallintaan. Tehtaiden, tietokeskusten ja kaupallisten rakennusten suuret verkottuneet järjestelmät ovat työntäneet niiden digitaalisten tietoverkkojen reunoja lähemmäksi ja lähempänä fyysistä maailmaa. Fyysiset mittaukset, kuten lämpötila, paine, läheisyys tai valo, muunnetaan digitaaliseksi tietoksi järjestelmän käsittelemiseksi, ja lasketut tulokset käännetään sitten todellisten laitteiden, kuten venttiilien, tuulettimien, virtalähteiden ja indikaattorien fyysisiin toimiin. Tietotekniikan (IT) verkot ja operatiiviset tekniikan (OT) verkot pyrkivät käyttämään samanlaisia tekniikoita tietojen virtauksen virtaviivaistamiseen organisaation kautta.
Yksi tapa tuoda se ja OT lähemmäksi toisiaan on käyttää yhtä taustalla olevaa verkkoa viestintää järjestelmien välillä. Kun elektroniikka tuli ensimmäisen kerran automaatiokenttään, erilaiset hajautetut alijärjestelmät olivat erikoistuneet ja määritelty käytetyillä laitteilla. Näille verkkotunnuskohtaisille laitteistoarkkitehtuureille määritetään viestintätekniikat, jotka on optimoitu tietyille sovelluksille. Jokainen laitteistojärjestelmä käyttää erikoistunutta väylää kommunikointiin, joten se on muunnettava yhden laitteistojärjestelmän viestintäprotokollasta toisen laitteistojärjestelmän viestintäprotokollaan monimutkaisen yhdyskäytävän kautta.
Ajan myötä tämä vanhentunut arkkitehtuuri korvattiin vähitellen ohjelmiston määrittelemällä keskitetyllä arkkitehtuurilla. Uudessa arkkitehtuurissa erillisten verkkotunnusten tai toimintojen käytön sijasta elektroniset rajapinnat on ryhmitelty yrityksen alueille ja kytketään nykyaikaisten keskitettyjen laskentaalustoihin. Nämä elektroniset rajapinnat käyttävät nyt abikifatiivista Ethernet-tekniikkaa tietojen lähettämiseen sinne, missä sitä tarvitaan. Yksi ohjelmistoprotokollapino voi käyttää erilaisia laitteistokerroksia tietojen välittämiseen eri nopeuksilla muuttamatta itse tietoja. Samaa Ethernet -kehysmuotoa käytetään riippumatta tietyn Ethernet -linkin kaistanleveydestä.
Verkon reunalla erilaiset anturit (lämpötila, paine, valo, läheisyys jne.) Ottavat tietoja fyysisestä maailmasta ja muuntaa ne digitaaliseksi tietoksi. Tietotiedot käsitellään ja muunnetaan toimilaitteiden fyysisiksi toimiksi (moottorit, valot, tuulettimet, venttiilit jne.). Nämä laitteet eivät tyypillisesti vaadi suuria määriä tietoja, mutta painotetaan yksinkertaista johdotusta ja helppoa asennusta.
turvata
Kun data -bitit ja tavut siirretään linjalta toiseen ja palautetaan, ne toimitetaan korkeammille ohjelmistokerroksille tavallisessa Ethernet -pakettimuodossa. Muoto sisältää kohdeosoitteen, lähdeosoitteen, jotkut hallinnolliset bitit ja hyötykuorman. Muoto ei muutu, kun fyysinen kerros muuttuu. Tämä tarkoittaa, että vaikka tietokonejärjestelmien käsittelemiseen kerätään yhä enemmän tietoa, mikä aiheuttaa verkon nopeuden muutoksen, ohjelmistokerros pysyy samana.
Tähän sisältyy erilaisia tietoturvamekanismeja tietojen hakkeroinnin tai snopoinnin estämiseksi ja mikä pahempaa, häiritä fyysisten järjestelmien tietojen käyttöä. Koska Ethernet on erittäin joustava, sitä voidaan käyttää erittäin turvallisissa sovelluksissa, kuten pankkitoiminnassa. Muilla erillisillä viestintätekniikoilla voi olla vähän tai ei lainkaan kyberturvallisuusominaisuuksia, ja niitä on kehitettävä tyhjästä ja ylläpidettävä. Lisäksi logistiikka on toteutettava näiden toimintojen tarjoamiseksi, mikä voi olla paljon monimutkaisempi kuin laitteistotuotteiden suunnittelu ja valmistus. Tilojen pääsyä ei tarvitse vain hallita, vaan luotettavia ketjun haavoittuvuuksia voi tapahtua missä tahansa toimitusketjun vaiheessa.
Suuria tietoja käytetään trendien analysointiin ja palvelujen tarjoamiseen. Ennustava ylläpito, etädiagnostiikka ja muut valvontapalvelut vaativat pääsyn kaikkiin järjestelmän tietoihin, ja Ethernet voi tarjota pääsyn teollisuusinfrastruktuurin kauimpaan ulottuvuuteen. Samanaikaisesti ohjelmistot voivat hallita erilaisia prosesseja ja sopeutua dynaamisesti tekniikan muuttuessa, mikä täydentää toisiaan.
Toiminnallinen turvallisuus
Funktionaalinen turvallisuus tarkoittaa, että kun järjestelmän komponentti epäonnistuu, järjestelmä pystyy reagoimaan ennustettavissa olevalla tavalla, jotta vältetään turvallisesti lisää ongelmia. Eri toimialoilla on erilaiset standardit. Mutta pohjimmiltaan se on melkein sama. Funktionaalinen turvallisuus koskee koko järjestelmää, mutta järjestelmäsuunnittelijoiden on varmistettava, että komponentit tukevat funktionaalista turvallisuutta siten, että koko järjestelmä täyttää toiminnalliset turvallisuusstandardit.
Summata
Tietoja voidaan käyttää verkon reunan solmuista, ja niitä voidaan käyttää uusien älykkäiden ennustepalvelujen sekä omaisuuden seuranta- ja hallintaratkaisujen mahdollistamiseen.
Järjestelmäkustannuksia voidaan vähentää virtaviivaistamalla komponentteja, ohjelmistojen suunnittelua ja johdotuksia. Yhdyskäytävää ei enää tarvita. Koska useita laitteita on kytketty väylään yhden kaapelipelin kautta, käytettyjen kytkinporttien lukumäärä vähenee.
Riskiä voidaan vähentää käyttämällä yhtenäistä rajapintaa ja vakaa tietoturvamekanismi. Se tukee yhtenäistä suunnittelua, ohjelmistojen kehittämistä, testausta ja ylläpitoa kaikilla OT- ja IT -verkkojen tasoilla. Virtaviivainen arkkitehtuuri ja parannetut turvaominaisuudet voivat auttaa suunnittelijoita vähentämään riskiä ja rakentamaan helposti toiminnalliset turvajärjestelmät.