Informatsioonitasandi võrkude üldised omadused ja nõuded Valikvastustega küsimused: ja Ülesanded

  1. Mis on informatsioonitasandi võrkude peamine eesmärk tööstuslikus juhtimissüsteemis?
  • a) Reaalajaline protsesside juhtimine
  • b) Ärilise info vahetamine ja haldamine
  • c) Sensorite ja ajurite ühendamine
  • d) Andmeside vähendamine
  • Õige vastus: b) Ärilise info vahetamine ja haldamine
  1. Milline võrgutüüp on kõige laialdasemalt kasutatav informatsioonitasandi kaasaegsetes süsteemides?
  • a) Profibus
  • b) ControlNet
  • c) Ethernet
  • d) Modbus
  • Õige vastus: c) Ethernet
  1. Mis on Industrial Ethernet?
  • a) Standard Ethernet kasutamiseks kodustes võrkudes
  • b) Tööstuslikus automatiseerimises kasutatav Etherneti standardversioon
  • c) Spetsiifiline riistvara Etherneti võrgu jaoks
  • d) Vananenud võrgutehnoloogia
  • Õige vastus: b) Tööstuslikus automatiseerimises kasutatav Etherneti standardversioon
  1. Milline järgmistest ei ole informatsioonitasandi võrgu omadus?
  • a) Kõrge läbilaskevõime
  • b) Reaalajaline sünkroniseerimine
  • c) Madal andmeedastuskiirus
  • d) Suurte andmemahtude vahetamine
  • Õige vastus: c) Madal andmeedastuskiirus
  1. Millised seadmed on tavaliselt kasutusel informatsioonitasandi võrkudes?
  • a) Suured juhtarvutid
  • b) Sensorid ja ajurid
  • c) Käsitööriistad
  • d) Külmikutermostaadid
  • Õige vastus: a) Suured juhtarvutid

Kolme keerukuse astmega ülesanded:

Kerged ülesanded

Ülesanne 1: Etherneti võrgu seadistamine ja testimine

Seadmed ja tööriistad:

  • Siemens SCALANCE kommutaator
  • RJ45 pistikud
  • CAT6 kaablid
  • Sülearvuti TIA Portal tarkvaraga

Sammud ja seletus:

  1. Kaablite valmistamine:
    • Lõika CAT6 kaablid vajaliku pikkusega.
    • Eemalda isolatsioon ja ühenda RJ45 pistikud vastavalt T568B standardile.
    • Kasuta kaablitesterit, et kontrollida kaablite õigsust ja ühenduste terviklikkust.
  2. Võrgu seadistamine:
    • Ühenda sülearvuti ja teised seadmed SCALANCE kommutaatoriga, kasutades valmistatud kaableid.
    • Kontrolli ühenduste stabiilsust ja kiirust TIA Portali võrgu testimise tööriistade abil.

Seletus: See ülesanne annab praktilise kogemuse Etherneti kaablite valmistamisest ja seadmete ühendamisest võrku. TIA Portal tarkvara võimaldab kasutajatel testida ühenduste stabiilsust ja kiirust, tagades sellega võrgu töökindluse.

Ülesanne 2: Lihtne võrgu turvalisuse seadistamine

Seadmed ja tööriistad:

  • Siemens SCALANCE kommutaator
  • Sülearvuti TIA Portal tarkvaraga

Sammud ja seletus:

  1. Turvapoliitikate seadistamine:
    • Ava TIA Portal ja loo uus projekt.
    • Lisa projektile SCALANCE kommutaator ja teised võrgu seadmed.
    • Seadista turvapoliitikad, mis piiravad ligipääsu ainult autoriseeritud kasutajatele.
  2. Ligipääsukontrolli seadistamine:
    • Määra seadmetele erinevad ligipääsutasemed, näiteks admin ja kasutaja õigused.
    • Rakenda muudatused ja testige ligipääsupiiranguid, et tagada seadmete turvaline kasutamine.

Seletus: See ülesanne keskendub võrgu turvalisuse põhitõdedele, võimaldades kasutajatel seadistada ja testida ligipääsukontrolli, tagades võrgu kaitse autoriseerimata ligipääsu eest.

Ülesanne 3: Lihtsa topoloogia loomine

Seadmed ja tööriistad:

  • Siemens SCALANCE kommutaator
  • RJ45 pistikud
  • CAT6 kaablid
  • Sülearvuti TIA Portal tarkvaraga

Sammud ja seletus:

  1. Võrgu planeerimine:
    • Määrake seadmete asukohad ja võrgu struktuur (tähttopoloogia).
    • Koostage skeem, kuhu paigutada SCALANCE kommutaator ja teised seadmed.
  2. Kaablite paigaldamine ja ühendamine:
    • Paigaldage CAT6 kaablid vastavalt skeemile ja ühendage need RJ45 pistikutega.
    • Ühendage kõik seadmed SCALANCE kommutaatoriga.
  3. Testimine ja valideerimine:
    • Kasutage TIA Portali, et testida võrgu ühendusi ja tagada seadmete vaheline andmevahetus.

Seletus: See ülesanne keskendub lihtsa võrgutopoloogia loomisele, andes praktilise kogemuse võrgu planeerimisest, seadistamisest ja testimisest.

Keskmise raskusastmega ülesanded

Ülesanne 1: Andmete turvalisuse seadistamine ja audit

Seadmed ja tööriistad:

  • Siemens SCALANCE kommutaator
  • Krüpteerimistarkvara
  • VPN seadmed
  • Sülearvuti TIA Portal tarkvaraga

Sammud ja seletus:

  1. Krüpteerimise seadistamine:
    • Kasuta TIA Portali, et seadistada andmete krüpteerimine võrguseadmetes.
    • Konfigureeri VPN-ühendused ja kasutajapõhine autentimine.
  2. Turvapoliitikate rakendamine:
    • Loo ja rakenda võrgupoliitikad, mis piiravad ligipääsu ainult autoriseeritud kasutajatele ja seadmetele.
  3. Turvaaudit:
    • Tee regulaarselt turvaaudit, kasutades turvaanalüüsi tööriistu, et tuvastada ja parandada võimalikke turvariske.

Seletus: See ülesanne keskendub andmete turvalisuse seadistamisele ja auditeerimisele, tagades võrgu turvalisuse ja kaitse autoriseerimata ligipääsu eest.

Ülesanne 2: Reaalajalise andmevahetuse seadistamine

Seadmed ja tööriistad:

  • Siemens SCALANCE kommutaator
  • PROFINET seadmed
  • Sülearvuti TIA Portal tarkvaraga

Sammud ja seletus:

  1. Reaalajalise andmevahetuse seadistamine:
    • Kasuta TIA Portali, et seadistada PROFINET seadmed reaalajalise andmevahetuse jaoks.
    • Konfigureeri andmeedastusintervallid ja prioriteedid.
  2. Sünkroniseerimise seadistamine:
    • Seadista seadmete kella sünkroniseerimine, kasutades Network Time Protocol (NTP) serverit.
  3. Andmevahetuse testimine:
    • Kasuta reaalajalise andmevahetuse analüsaatorit, et testida seadistusi ja tagada andmete õigeaegne edastamine.

Seletus: See ülesanne keskendub reaalajalise andmevahetuse seadistamisele ja testimisele, tagades seadmete sünkroniseeritud töö ja andmete õigeaegse edastamise.

Ülesanne 3: Võrguliikluse optimeerimine ja analüüs

Seadmed ja tööriistad:

  • Siemens SCALANCE kommutaator
  • Sülearvuti TIA Portal tarkvaraga
  • Võrguliikluse analüsaator

Sammud ja seletus:

  1. Võrguliikluse analüüs:
    • Kasuta võrguliikluse analüsaatorit, et jälgida andmevooge ja tuvastada pudelikaelad.
  2. Liikluse optimeerimine:
    • Rakenda optimeerimisstrateegiaid, nagu QoS (Quality of Service) seadistamine ja liikluse prioriteetide määramine.
  3. Tulemuste valideerimine:
    • Testi võrguliikluse muutusi ja kinnita, et optimeerimisstrateegiad on parandanud võrgu jõudlust ja vähendanud viivitusi.

Seletus: See ülesanne keskendub võrgu jõudluse optimeerimisele ja analüüsile, kasutades erinevaid strateegiaid ja tööriistu, et tagada efektiivne andmevahetus ja kõrge võrgu jõudlus.

Keerulised ülesanded

Ülesanne 1: Kompleksse turvataristu loomine

Seadmed ja tööriistad:

  • Siemens SCALANCE kommutaatorid
  • Tulemüürid ja VPN seadmed
  • Sülearvuti TIA Portal tarkvaraga
  • Turvaanalüüsi tööriistad

Sammud ja seletus:

  1. Turvataristu planeerimine:
  • Esialgne analüüs ja plaan: Koostage detailne plaan võrgu turvataristu kohta, sealhulgas tulemüüride, VPN-ide ja turvapoliitikate asukohtade kohta.
  • Võrgu segmentimine: Määrake, millised võrgu osad peavad olema eraldi segmendid, et piirata potentsiaalsete ohtude levikut. Kasutage SCALANCE kommutaatorite funktsioone VLAN-ide loomiseks.
  • Ligipääsukontrolli nimekirjad (ACL): Koostage nimekirjad, mis määravad, millised seadmed või kasutajad saavad ligipääsu teatud võrgusegmentidele ja teenustele.
  1. Turvaseadmete seadistamine:
  • Tulemüüride seadistamine: Kasuta TIA Portali ja muid vajalikke tarkvarasid, et seadistada tulemüürid, mis filtreerivad sissetulevaid ja väljaminevaid andmepakette vastavalt eelnevalt koostatud turvapoliitikatele.
  • VPN-ühenduste loomine: Konfigureeri VPN-seadmed, et tagada turvaline kaugligipääs võrgule. Seadista krüpteerimisprotokollid, autentimismeetodid ja võtmehaldusprotseduurid.
  • IDS/IPS süsteemide integreerimine: Seadista sissetungide tuvastamise ja ennetamise süsteemid (Intrusion Detection/Prevention Systems), et monitoorida ja reageerida võimalikele turvaohtudele reaalajas.
  1. Kogu võrgu turvaaudit:
  • Turvaanalüüsi tööriistade kasutamine: Kasuta turvaanalüüsi tööriistu, nagu Wireshark, Nessus ja nmap, et teha põhjalik turvaaudit, tuvastada nõrkused ja rakendada parandusmeetmeid.
  • Penetratsioonitestimine: Teosta penetratsiooniteste, et hinnata turvameetmete tõhusust ja tuvastada võimalikke turvaauke.
  • Pidev jälgimine ja hooldus: Seadista pidev jälgimissüsteem, mis teavitab koheselt kahtlastest tegevustest. Korralda regulaarseid turvaauditeid ja uuenda turvapoliitikaid vastavalt uutele ohtudele ja vajadustele.

Seletus:
See ülesanne keskendub keerulise ja kõikehõlmava turvataristu loomisele ja testimisele, tagades võrgu kõrge turvalisuse ja kaitse kõigi võimalike ohtude eest. See hõlmab võrgu segmentimist, tulemüüride ja VPN-ide seadistamist, IDS/IPS süsteemide integreerimist ja pidevat turvaauditit.

Ülesanne 2: Integreeritud juhtimis- ja informatsioonisüsteemi loomine

Seadmed ja tööriistad:

  • Siemens SIMATIC kontrollerid
  • SCADA süsteem (nt WinCC)
  • Sülearvuti TIA Portal tarkvaraga

Sammud ja seletus:

  1. Kontrollerite ja SCADA süsteemi seadistamine:
  • SIMATIC kontrollerite konfigureerimine: Kasuta TIA Portali, et seadistada ja programmeerida SIMATIC kontrollerid vastavalt süsteemi nõuetele. Määra vajalikud sisend- ja väljundmoodulid, andmesideprotokollid ja juhtimisloogika.
  • SCADA süsteemi integreerimine: Installeeri ja konfigureeri SCADA süsteem, nagu WinCC, et monitoorida ja juhtida tootmisprotsesse. Loo kasutajaliidesed, andmepunktid ja häirete teavitussüsteemid.
  1. Andmevahetuse seadistamine:
  • Andmebaaside integreerimine: Seadista andmebaasid, kuhu salvestatakse tootmisprotsesside andmed. Kasuta SQL andmebaase või teisi sobivaid lahendusi andmete salvestamiseks ja päringute teostamiseks.
  • Reaalajalise andmevahetuse konfigureerimine: Kasuta TIA Portali, et seadistada reaalajaline andmevahetus kontrollerite ja SCADA süsteemi vahel, kasutades PROFINET või muud sobivat protokolli.
  1. Süsteemi testimine ja valideerimine:
  • Funktsionaalne testimine: Testi kõik süsteemi funktsioonid, et tagada nende korrektne töö. Kontrolli, kas kõik andmepunktid on õigesti seadistatud ja andmeedastus toimub ootuspäraselt.
  • Jõudlustestimine: Teosta jõudlusteste, et hinnata süsteemi suutlikkust töödelda suurte andmemahtudega ja reageerida reaalajas sündmustele.
  • Kasutajate koolitus ja dokumentatsioon: Koolita süsteemi kasutajaid ja loo põhjalik dokumentatsioon süsteemi konfiguratsiooni ja hooldusprotseduuride kohta.

Seletus:
See ülesanne keskendub integreeritud juhtimis- ja informatsioonisüsteemi loomisele, mis hõlmab SIMATIC kontrollerite ja SCADA süsteemi seadistamist, andmevahetuse konfigureerimist ja süsteemi testimist. Lõppeesmärk on tagada sujuv ja efektiivne tootmisprotsesside juhtimine ja monitoorimine.

Ülesanne 3: Mitme võrgusegmendi integreerimine ja optimeerimine

Seadmed ja tööriistad:

  • Siemens SCALANCE kommutaatorid
  • PROFINET seadmed
  • Sülearvuti TIA Portal tarkvaraga
  • Võrguliikluse analüsaatorid

Sammud ja seletus:

  1. Mitme võrgusegmendi planeerimine ja seadistamine:
  • Segmentide määramine: Määrake, millised võrguosad peavad olema eraldi segmendid, et optimeerida liiklust ja tagada turvalisus. Kasutage SCALANCE kommutaatorite funktsioone VLAN-ide ja subnettide loomiseks.
  • Seadmete paigutamine: Paigutage seadmed vastavalt määratud segmentidele ja konfigureerige võrguliidesed, et tagada korrektne andmevahetus segmentide vahel.
  1. Andmevahetuse optimeerimine:
  • QoS seadistamine: Rakendage QoS (Quality of Service) seadistused, et tagada kriitiliste andmevoogude prioriteetne käsitlemine. Määrake erinevatele rakendustele ja seadmetele vastavad prioriteedid.
  • Liikluse kontroll ja suunamine: Kasutage TIA Portali ja teisi tööriistu, et seadistada liikluse kontrolli ja suunamise reegleid. Optimeerige andmevoogude marsruutimist ja minimeerige viivitusi.
  1. Tulemuste analüüs ja optimeerimine:
  • Võrguliikluse analüüs: Kasutage võrguliikluse analüsaatorit, et jälgida andmevooge ja tuvastada võimalikud pudelikaelad ja optimeerimisvõimalused.
  • Optimeerimisstrateegiate rakendamine: Rakendage tuvastatud optimeerimisstrateegiaid, näiteks liikluse tasakaalustamine, seadmete konfiguratsiooni muutmine ja andmevoogude optimeerimine.
  • Jätkuv jälgimine ja parendamine: Seadistage pidev jälgimissüsteem, et tuvastada uusi optimeerimisvõimalusi ja tagada süsteemi pidev parendamine.

Seletus:
See ülesanne keskendub mitme võrgusegmendi integreerimisele ja optimeerimisele, tagades efektiivse ja turvalise andmevahetuse. See hõlmab segmendi planeerimist ja seadistamist, QoS rakendamist, liikluse optimeerimist ja tulemuste pidevat jälgimist ja parendamist.