Tööstuslikud infovõrgud ja IT turvalisus

Praktilised ülesanded: Modbus ja CAN võrkude ülesehitamine ja konfigureerimine

Alljärgnevalt on esitatud kolm keerukuse astmega ülesannet, mis aitavad õppuritel arendada oma oskusi Modbus RTU, Modbus TCP ja CAN võrkude ülesehitamises, konfigureerimises ja hoolduses. Kõik ülesanded kasutavad Siemensiga seotud võrguseadmeid ja kaug-I/O komponente ning sisaldavad viiteid asjakohastele juhenditele ja dokumentatsioonile.

Ülesanne 1: Modbus RTU võrgu ülesehitamine ja konfigureerimine

Keerukusaste: Algaja

Eesmärk: Õppida üles seadma ja konfigureerima Modbus RTU võrku, kasutades Siemensi seadmeid.

Vajalikud vahendid:

  • Siemens S7-1200 PLC koos CM 1241 RS-485 mooduliga
  • SIMATIC ET 200SP kaug-I/O moodulid
  • RS-485 liidesega seadmed
  • Keerutatud juhtmepaar
  • PC koos TIA Portal tarkvaraga

Sammud:

  1. Seadmete ühendamine:
  2. Konfigureerimine TIA Portalis:
    • Kasuta TIA Portal tarkvara, et konfigureerida Modbus RTU võrk. Määra aadressid ja andmeedastuse parameetrid.
    • Laadi üles vastav programm PLC-sse.
  3. Andmevahetuse testimine:
    • Kasuta TIA Portal diagnostikafunktsioone, et jälgida Modbus RTU võrgu liiklust ja testida andmevahetust seadmete vahel.
    • Logi tulemused ja analüüsi andmete usaldusväärsust.
Ülesanne 2: Modbus TCP võrgu ülesehitamine ja konfigureerimine

Keerukusaste: Keskmine

Eesmärk: Õppida üles seadma ja konfigureerima Modbus TCP võrku, kasutades Siemensi võrguseadmeid.

Vajalikud vahendid:

  • Siemens S7-1500 PLC koos CP 1543-1 Ethernet mooduliga
  • SIMATIC ET 200SP kaug-I/O moodulid
  • Ethernet liidesega seadmed
  • Ethernet kaablid
  • PC koos TIA Portal tarkvaraga

Sammud:

  1. Seadmete ühendamine:
  2. Konfigureerimine TIA Portalis:
    • Kasuta TIA Portal tarkvara, et konfigureerida Modbus TCP võrk. Määra IP-aadressid ja pordid vastavalt seadistustele.
    • Laadi üles programm PLC-sse ja seadista TCP ühendused.
  3. Andmevahetuse testimine:
    • Kasuta TIA Portal diagnostikafunktsioone, et jälgida Modbus TCP võrgu liiklust ja testida andmevahetust seadmete vahel.
    • Logi ja analüüsi tulemusi, keskendudes ühenduse stabiilsusele ja andmete õigsusele.
Ülesanne 3: Modbus võrgu turvalisuse tagamine

Keerukusaste: Ekspert

Eesmärk: Õppida Modbus võrkude turvalisuse tagamise meetodeid ja parimaid praktikaid, kasutades Siemensi turvakomponente.

Vajalikud vahendid:

  • Siemens S7-1500 PLC koos CP 1543-1 mooduliga, millel on integreeritud turvafunktsioonid
  • SIMATIC ET 200SP kaug-I/O moodulid
  • Ethernet liidesega seadmed
  • Turvalisuse seadistamise tarkvara (nt TIA Portal Security Configuration Tool)
  • Keerutatud juhtmepaar

Sammud:

  1. Võrgu turvakonfiguratsiooni seadistamine:
    • Kasuta TIA Portal Security Configuration Tool-i, et seadistada Modbus TCP võrgu turvaprotokollid (nt TLS) ja autentimisreeglid.
    • Konfigureeri võrgu juurdepääsukontrollid, piirates ligipääsu ainult volitatud seadmetele.
    • Juhend turvaprotokollide seadistamiseks TIA Portalis
  2. Turvatestide läbiviimine:
    • Teosta Modbus võrgu turvatestid, kasutades TIA Portali turvalisuse testimise tööriistu, et tuvastada võimalikud haavatavused.
    • Kontrolli, kas andmevahetus on turvaline ja kas võrku saab kaitsta võimalike rünnakute eest.
  3. Parandusmeetmete rakendamine ja analüüs:
    • Rakenda tuvastatud turvariskide kõrvaldamiseks parandusmeetmed, sealhulgas tulemüüride seadistamine ja võrgu segmentimine.
    • Logi ja analüüsi tulemusi, tehes vajadusel seadistuste muudatusi, et tagada võrgu turvalisus ja stabiilsus.
Viited:

Need ülesanded on loodud nii, et need hõlmaksid Modbus võrkude erinevaid aspekte, pakkudes süstemaatilist ja järkjärgulist õppimist, alustades lihtsamatest ülesannetest ning liikudes keerukamate ja spetsialiseeritumate teemade juurde. Viidatud materjalid ja juhendid aitavad õppuritel süveneda iga ülesande tehnilistesse detailidesse ning rakendada õpitud teadmisi reaalsetes tööstuslikes olukordades.

Ülesanne 1: CANBUS võrgu ülesehitamine ja konfigureerimine

Keerukusaste: Algaja

Eesmärk: Õppida üles seadma ja konfigureerima CANBUS võrku, kasutades Siemensi seadmeid.

Vajalikud vahendid:

  • Siemens S7-1200 PLC koos CM CANopen mooduliga
  • CAN transiiver (nt MCP2551)
  • Keerutatud juhtmepaar
  • PC koos TIA Portal tarkvaraga

Sammud:

  1. Seadmete ühendamine:
  2. Konfigureerimine TIA Portalis:
    • Kasuta TIA Portal tarkvara, et konfigureerida CANBUS võrk, määrates sõlmede aadressid ja andmeedastuse parameetrid.
    • Laadi üles vastav programm PLC-sse ja seadista CANBUS sõlmed.
  3. Andmevahetuse testimine:
    • Kasuta TIA Portal diagnostikafunktsioone, et jälgida CANBUS võrgu liiklust ja testida andmevahetust seadmete vahel.
    • Logi tulemused ja analüüsi andmete usaldusväärsust.
Ülesanne 2: CANBUS võrgu diagnostika ja hooldus

Keerukusaste: Keskmine

Eesmärk: Õppida CANBUS võrgu diagnostika ja hooldusmeetodeid, kasutades Siemensi komponente.

Vajalikud vahendid:

  • Siemens S7-1200 PLC koos CM CANopen mooduliga
  • CAN analüsaator (nt Kvaser Leaf Light)
  • Keerutatud juhtmepaar
  • PC koos CAN diagnostika tarkvaraga

Sammud:

  1. CAN analüsaatori ühendamine:
    • Ühenda CAN analüsaator CANBUS võrku, kasutades keerutatud juhtmepaari.
    • Ühenda analüsaator PC-ga, kus töötab CAN diagnostika tarkvara, nt Kvaser CANlib või PCAN-View.
    • Juhend CAN analüsaatori seadistamiseks
  2. Diagnostiliste testide läbiviimine:
    • Teosta diagnostilised testid, sealhulgas signaali tugevuse, veakoodide ja andmepakettide analüüs.
    • Kontrolli ühenduste kvaliteeti ja tuvastada võimalikud vead võrgus.
  3. Parandusmeetmete rakendamine:
    • Rakenda vajalikud parandusmeetmed tuvastatud probleemide kõrvaldamiseks, sealhulgas ühenduste parandamine ja seadistuste muutmine.
    • Logi ja analüüsi tulemusi, et veenduda võrguliikluse stabiilsuses ja usaldusväärsuses.
Ülesanne 3: CANBUS võrgu turvalisuse tagamine

Keerukusaste: Ekspert

Eesmärk: Õppida CANBUS võrgu turvalisuse tagamise meetodeid ja parimaid praktikaid, kasutades Siemensi turvakomponente.

Vajalikud vahendid:

  • Siemens S7-1500 PLC koos CP 1543-1 Ethernet mooduliga ja integreeritud turvafunktsioonidega
  • CAN transiiver (nt MCP2551)
  • Keerutatud juhtmepaar
  • Turvalisuse seadistamise tarkvara (nt TIA Portal Security Configuration Tool)

Sammud:

  1. Võrgu turvakonfiguratsiooni seadistamine:
    • Kasuta TIA Portal Security Configuration Tool-i, et seadistada CANBUS võrgu turvaprotokollid ja autentimisreeglid.
    • Konfigureeri võrgu juurdepääsukontrollid ja seadista turvameetmed, piirates ligipääsu ainult volitatud seadmetele.
    • Juhend CANBUS turvalisuse seadistamiseks TIA Portalis
  2. Turvatestide läbiviimine:
    • Teosta CANBUS võrgu turvatestid, kasutades TIA Portali turvalisuse testimise tööriistu, et tuvastada võimalikud haavatavused.
    • Kontrolli, kas andmevahetus on turvaline ja kas võrku saab kaitsta võimalike rünnakute eest.
  3. Parandusmeetmete rakendamine ja analüüs:
    • Rakenda tuvastatud turvariskide kõrvaldamiseks parandusmeetmed, sealhulgas tulemüüride seadistamine ja võrgu segmentimine.
    • Logi ja analüüsi tulemusi, et tagada võrgu turvalisus ja stabiilsus.
Viited:

Need CANBUS ülesanded on loodud nii, et need katavad CANBUS võrgu erinevaid aspekte, alates algtaseme seadistustest kuni keerukate turvameetoditeni, võimaldades õppuritel omandada sügavaid teadmisi ja praktilisi oskusi reaalsetes tööstuslikes rakendustes.