Tulevaisuuden automaattiojärjestelmät: OPC UA:n tietoturva ja pilvipalvelut

Abstract

Automaation järjestelmäintegraatio halutaan laajentaa vertikaalisesti ulottumaan jokaiselle tuotannon tasolle, mutta myös horisontaalisesti laitteelta toiselle. Pilvipalvelut tuovat mahdollisuuden jopa usean tehtaan integrointiin toisiinsa. Tähän tarvitaan tietoturvallinen tiedonsiirron standardi, sillä integrointi muodostaa valtavan tietoturvariskin paitsi yrityksen taloudelle, myös työ- ja ympäristöturvallisuuteen.

OPC oli ollut jo useita vuosia automaatioteollisuuden viestintäprotokollana. Sillä päästiin eroon toimittajariippuvaisista automaatiojärjestelmistä sekä laitevalmistajien valtavista työmääristä erilaisten laitekombinaatioiden ajuriviidakoista. OPC:n uusin määrittely OPC UA julkaistiin vuonna 2006, ja siinä oli kaikki OPC Classicin hyödyt, mutta se oli myös alustariippumaton. Näin toteutettiin turvallinen, avoin ja luotettava kommunikointitapa palvelimien sekä asiakasohjelmien välillä.

Tässä opinnäytetyössä perehdyttiin tulevaisuuden automaatiojärjestelmiin erityisesti viestintäprotokollan näkökannalta tietoturvallisuus huomioiden. Työssä tutkittiin OPC UA:n toteutustapaa sekä käyttötarkoitusta ja käsiteltiin niitä tietoturvan näkökulmasta. Työssä perehdyttiin myös OPC UA:n toimintamalleihin erilaisia tietoturvauhkia vastaan sekä UA:n käyttämiseen pilvipalveluissa. Työssä tutkittiin myös UA:n julkaisija/tilaaja–mallia sekä TSN:ää, jonka avulla saadaan aikaan tietoturvallinen sekä reaaliaikainen tiedonsiirto. Lopuksi esitettiin muutama käytännön esimerkki OPC UA:n käytöstä.

Companies want to integrate their automationsystems vertically from top-level ERP to low-level sensors and actuators. In addition, companies seek for horizontal integration of machines. Cloud services have enabled integrating factories. A secureway to connect these integrationsis necessary.

OPC has been used as a standard communication protocol for several years. It specified the communication between control devices from different manufacturers. OPC had some disadvantages such as a large amount of work inmaking drivers for every combination of manufacturers and devices.In addition, Windows requirement caused problems in reliabilityand security.A solution for this was OPC UA, which was first released in 2006.It had every advantage from OPC but it was also independent of the platform. OPC UA was an open, reliable, secure and scalable transfer protocol between servers and clients.Modern automation systems are connected to cloud services from every level. This is a major risk in a company’s security.

The ways to protect companies from these risks while using OPC UAwere studied in this thesis. Moreover, PubSuband TSN technologies were discussed. Atthe end some examples of how OPC UA is used in real lifeare presented.