Ukryte naruszenia bezpieczeństwa w układach automatycznego sterowania procesami technologicznymi

• Autorzy: Szuster Marcin , Kozioł Bartłomiej

Identyfikatory

DOI

10.14313/PAR_240/31

Warianty tytułu

EN

Hidden Security Breaches in Automatic Control of Technological Processes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Postępująca automatyzacja i robotyzacja w zakładach pracy oraz coraz większa złożoność systemów sterowania maszyn zespolonych powodują konieczność ciągłej poprawy bezpieczeństwa funkcjonalnego maszyn przez prawidłową walidację systemów bezpieczeństwa. Mimo przeprowadzonego procesu walidacji potencjalne błędy programowe mogą ujawnić się w trakcie użytkowania maszyny jako ukryte naruszenia bezpieczeństwa. W artykule przedstawiono przykłady naruszeń bezpieczeństwa rzeczywistych zespołów maszyn oraz próby wdrażania rozwiązań zautomatyzowanych mechanizmów do wykrywania problemów z bezpieczeństwem. Kolejnym aspektem poruszanym w artykule jest nowe podejście do wykrywania ukrytych naruszeń bezpieczeństwa. Dzięki zastosowaniu modelu „cyfrowego bliźniaka” maszyny, programu generującego sekwencję zdarzeń do testowania systemów sterowania i zastosowanie wirtualnej rzeczywistości (wizualna weryfikacja programów bezpieczeństwa) możliwa jest maksymalizacja funkcji bezpieczeństwa funkcjonalnego zespołów maszyn.

EN

The progressing automation and robotization in the industrial plants as well as the increasing complexity of the control systems of integrated machines make it necessary to constantly improve the functional safety of machines through the correct validation of safety systems. Despite the validation process carried out, the potential software errors may reveal during the usage of the machine as hidden security breaches. The article presents examples of security breaches of real machine tools and attempts to implement solutions of automated mechanisms for detecting security problems. Another aspect of the article is the new approach for detecting hidden security breaches. Using the „digital twin” model of the machine, a program that generates a sequence of events for testing control systems, and the use of a virtual reality (visual verification of the safety programs), it is possible to maximize the functional safety functions of the machine.

Słowa kluczowe

PL

ukryte naruszenia bezpieczeństwa; walidacja systemu bezpieczeństwa; programowalne sterowniki bezpieczeństwa; bezpieczeństwo funkcjonalne; maszyn zintegrowanych; automatyczna walidacja

EN

hidden security breaches; safety system validation; programmable safety controllers; functional safety of integrated machines; automatic validation

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Robotyka
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 25, nr 2
• Strony: 31--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szuster Marcin

• Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0002-9713-4456

autor

Kozioł Bartłomiej

• Szkoła Doktorska Nauk Inżynieryjno-Technicznych na Politechnice Rzeszowskiej

• https://orcid.org/0000-0002-5998-5890

Bibliografia

• 1. Zhang M., Chen C.Y., Kao B.C., Qamsane Y., Shao Y., Lin Y., Shi E., Mohan S., Barton K., Moyne J., Mao Z.M., Towards Automated Safety Vetting of PLC Code in Real-World Plants, 2019 IEEE Symposium on Security and Privacy (SP), DOI: 10.1109/SP.2019.00034.
• 2. Broel-Plater B., Układy wykorzystujące sterowniki PLC, Projektowanie algorytmów sterowania, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2021.
• 3. Rockwell Automation, Systemy sterowania związane z bezpieczeństwem maszyn. Zasady, normy i wdrożenie (Podręcznik bezpieczeństwa - wersja 5)
• 4. https://iautomatyka.pl/kurtyny-bezpieczenstwa-rodzaje-dzialanie-sposoby-stosowania-sick/
• 5. https://www.magazynprzemyslowy.pl/artykuly/walidacja-bezpieczenstwa-maszyn
• 6. https://bezpieczenstwo-maszyn.com/uslugi/walidacja/
• 7. http://ftp.beckhoff.pl/download/document/automation/twinsafe/TwinSAFE-Logic-FBen.pdf
• 8. http://www.contra-polska.pl/pliki/1000/636_pl_pluto.pdf
• 9. http://ftp.beckhoff.pl/download/document/automation/twinsafe/TcSafetyPLC_en.pdf
• 10. https://fabrykaelektryka.pl/pulpit-sterowania-dwurecznego-2-przyciski-czerwony-stop-2r-okapturzony-xy2sb72-schneider-electric-p-80944.html
• 11. Wieland, Samos PLAN6 Software Manual nr. BA000968
• 12. https://bezpieczenstwowsystemachsterowania.pl/2018/04/warunki-funkcjonowania-oprogramowania-w-aplikacjach-bezpieczenstwa/
• 13. http://ftp.beckhoff.pl/download/document/automation/twinsafe/applicationguidetwinsafeen.pdf
• 14. Siemens, Przekaźniki bezpieczeństwa - podręcznik aplikacyjny, edycja 2014
• 15. Siemens, Simatic safety - konfiguracja i programowanie - Podręcznik programowania i obsługi, 10/2019
• 16. Siemens, Safety Programming Guideline for SIMATIC S7-1200/1500, 10/2017
• 17. Ko M., Park S., Wang G.N., Visual Validation of PLC Programs, 2008, DOI: 10.7148/2008-0410.
• 18. Park S.C., Park C.M., Wang G.N., Kwak J., Yeo S., PLC-Studio: Simulation based PLC code verification, 2008, DOI: 10.1109/WSC.2008.4736071.
• 19. https://przemyslprzyszlosci.gov.pl/tag/digital-twin/
• 20. https://przemysl-40.pl/index.php/2017/12/04/cyfrowy-blizniak/
• 21. http://www.nirtec.com/index.php/plc-virtual-simulator/
• 22. TwinCAT Safety PLC PC based Safety Controller
• 23. Delta, “DVP-ES2/EX2/SS2/SA2/SX2/SE&TP Operation Manual - Programming”, 2014
• 24. https://induprogress.pl/produkty/sterowanie-i-wizualizacja-procesow/sterowniki-plc-serii-dvp-slim/
• 25. https://www.wieland-electric.com/en/products/safety-technology/safety-controller/
• 26. https://mall.industry.siemens.com/mall/pl/pl/Catalog/Product/6ES7212-1AF40-0XB0
• 27. https://pdfs.semanticscholar.org/dc67/3dfe396e171f70e37ef5ec4d989dbe4b15de.pdf?_ga=2.216117650.543777785.1619125049890432265.1613689756
• 28. https://download.beckhoff.com/download/document/automation/twinsafe/tcsafetyplc_en.pdf
• 29. PN-EN ISO 13851:2019-05 - Oburęczne urządzenia sterujące, aspekty funkcjonalne, zasady projektowania
• 30. Dyrektywa 2006/42/WE Parlamentu Europejskiego i Rady: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:32006L0042&from=PL

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).