JP2015184849A - プログラマブルコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】保存された内部の情報のセキュリティ性能を高めるプログラマブルコントローラを提供する。【解決手段】補助記憶装置とのインターフェースを有し、補助記憶装置とのプログラムの書込み・読出しおよびログデータの収集機能を有するプログラマブルコントローラであって、ユーザの設定したパスワード情報を保存する記憶部１０８と、登録された補助記憶装置の補助記憶装置固有の情報と、補助記憶装置に対してユーザが設定したデバイス接続キー情報を保存する記憶部１０９，１１０とを有し、あらかじめユーザによってデバイス登録キーが設定された状態で、プログラマブルコントローラに登録された補助記憶装置を接続した場合に、プログラマブルコントローラ内部のデータにアクセスすることを許可する。【選択図】図１

Description

本発明は、プログラマブルコントローラに関する。

本技術分野の従来技術としては、プログラマブルコントローラのプログラムの書込みや読出し、ログデータの保存における専用プログラマの利用がある。また、プログラムの更新作業などの際の作業負荷を軽減させるために、専用プログラマの代わりに専用メモリカードが用意されている場合がある。

一方、第三者によるプログラムの書き換えや読み出しを防ぐ機能としては、パスワードによるプログラムの保護機能がある。

先行技術として、特許文献１(特開2006-146498号公報)には、「制御部１０は、認証情報入力キー１６ｂにて、認証情報の入力を受け付け、受け付けた認証情報が、ＣＦカード３０に記憶されたファームウェア３０ａを識別する識別情報３０ｂと一致するか否かを判定する。そして、認証情報と識別情報とが一致すると判定された場合に、ＣＦカード３０からファームウェア３０ａを読み出してフラッシュメモリ１１に記憶する記憶処理を実行する。一方、認証情報と識別情報とが一致しないと判定された場合に、ファームウェア３０ａの記憶処理の実行を禁止する。認証情報と識別情報とが一致しない場合には、ファームウェア３０ａは所望のものでないと考えられるので、記憶処理の実行を禁止して、ファームウェアが誤って書き込まれてしまうことを防止する。」ことが記載されている。

特開2006-146498号公報

従来、プログラマブルコントローラ（PLC：Programmable Logic Controller、以下PLCと呼ぶ）のプログラムの書込みや読出し、ログデータの保存には専用のプログラミングソフトをインストールしたパーソナルコンピュータ（以下、PCと呼ぶ）、あるいはメンテナンス用の専用端末が必要である。そのため、例えばシステムの拡張などに伴いPLCのプログラムを更新するとなった場合、プログラムを変更し、前述のPCまたは端末を設備内のPLCに1台ずつ接続してプログラムを書き込む。したがって設備に使用されているPLCの台数が増えれば増えるほどプログラムの更新作業の負荷は増え、この作業負荷を如何に軽減させられるかが一つの課題である。この課題はプログラムを読み出す場合やログデータをPCまたは端末に保存する場合にも同様である。

また、近年セキュリティに対する関心が高まっていて、第三者がPLCのプログラムを読み出せることによるノウハウの流出や、第三者がプログラムを書き替えによる設備の誤作動などを如何に防止するかというセキュリティ面が二つ目の課題となる。

たとえば特許文献１に記載される認証情報を用いた方法では、認証情報と識別情報とが一致しない場合には、ファームウェアは所望のものでないと考えられ、記憶処理の実行を禁止して、ファームウェアが誤って書き込まれてしまうことを防止する。すなわち、誤ったファームウェアの書き込みを防止するものである。この方法では、ファームウェアの書き込みを防止することは考慮されているが、装置に記憶されたプログラムの読み出しについては考慮されていない。ファームウェアの書き込みを行う者を対象とする発明であり、装置のメンテナンスや書き込みを行う者の操作ミスを防ぐための技術であることから、認証情報と識別情報を知りえた第三者が書き込むことを考慮していない。

また、書き込みを行う者であっても、認証情報を変更せずに複製した場合には、書き込みを行うことができてしまう課題を有している。

特に、読み込みについては、安全性を高くしたプログラムのノウハウの流出が問題であり、簡単に装置からプログラムを読み出せないようにする工夫が必要である。

誤った書き込みを防ぐためセキュリティを高めるため、PLCメーカでは専用の補助記憶装置を用意しているケースがあり、このような専用品においては入手性が低いことから、書き込み読み込みともに第三者の介入の可能性は低い。

しかし、利便性のためユーザの入手可能性が高い汎用の補助記憶装置を使用できる機器も多く、この場合は、上記書き込みを行う者が人為的なミス等による誤った書き込みを行う課題が残されている。また、汎用品であるため、PLC本体に書き込まれたプログラムや、プログラムが書き込まれたモジュール等から第三者による読み出しあるいは読み込み、コピー等の複製されてしまう課題の解決方法が必要とされている。

本願発明の目的は、保存された内部の情報のセキュリティ性能を高めるプログラマブルコントローラを提供することにある。

本発明のプログラマブルコントローラは、例えば、補助記憶装置とのインターフェースを有し、補助記憶装置とのプログラムの書込み・読出しおよびログデータの収集機能を有するプログラマブルコントローラであって、ユーザの設定したパスワード情報を保存する記憶部と、登録された補助記憶装置の補助記憶装置固有の情報と、補助記憶装置に対してユーザが設定したデバイス接続キー情報を保存する記憶部とを有し、あらかじめユーザによってデバイス登録キーが設定された状態で、プログラマブルコントローラに登録された補助記憶装置を接続した場合に、プログラマブルコントローラ内部のデータにアクセスすることを許可することを特徴とする。

本発明の構成をとることによって、保存された内部の情報の秘匿性を高めるプログラマブルコントローラを提供する。

本発明の実施例におけるプログラマブルコントローラの構成例である。 本発明の実施例における補助記憶装置のデバイスを登録する際の動作例である。 本発明の実施例におけるプログラム書込みモードでの補助記憶装置接続の際の判定動作例である。 本発明の実施例におけるプログラム読出しまたはログデータ保存モードでの補助記憶装置接続の際の判定動作例である。 本発明の実施例における補助記憶装置のデバイス登録情報を削除する際の動作例である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

本実施例では、補助記憶装置のデバイス登録の際の動作例について説明する。
図１は、本実施例におけるＰＬＣの構成例であり、ユニバーサルシリアルバスインタフェースを持つ補助記憶装置との接続部１０１と接続された補助記憶装置があらかじめ登録されている補助記憶装置であるか否かを判別するデバイス判定処理部１０２とＰＬＣ内のログデータ１０４やプログラムデータ１０５にアクセスするデータアクセス処理部１０３と専用プログラミングソフトとの通信を行う通信部１０６とＰＬＣ内のデータにアクセス可能な補助記憶装置の登録または削除を行うデバイス登録処理部１０７と補助記憶装置の登録または削除に必要なパスワード（パスワードとは、後述のユーザに入力された文字列や生体情報をも含むパスワード情報を指す）を保存するパスワード記憶部１０８とＰＬＣ内のデータにアクセス可能な補助記憶装置のシリアル番号を保存するデバイスシリアル番号記憶部１０９とデバイスシリアル番号記憶部１０９に保存されたデータ毎に設定されたデバイス接続キーを保存するキー情報記憶部１１０とデバイス接続キーとして使用可能で、デバイス登録・削除、プログラム書込み、プログラム読込み、ログデータ保存等のモードを切り換えるスイッチ類１１１とを有する。

なお、補助記憶装置の接続方法は、ユニバーサルシリアルバスインターフェース（USB）に限られることはなく、ホットプラグ対応のインターフェースや、IEEE1394や、RS-232C等の有線通信手段であるインターフェースであってもよい。また、無線LAN等の無線通信手段や、RFID（Radio Frequency Identification）等を用いた通信手段を介して補助記憶装置を接続できるインターフェースであってもよい。ただし、ユーザによる誤った操作を起こしにくくするためにはPLCに対してコネクタ等を介して直接接続するインターフェースを介して補助記憶装置を接続することがより望ましい。

このような特徴を備えた本発明の実施例における補助記憶装置のデバイス登録の際の動作について、図２のフローチャートを用いて詳細を説明する。図２に示す一連の処理はＰＬＣとプログラミングソフトが接続された状態の下で実施される。

図２に示すように、ＰＬＣは補助記憶装置の接続を検出するとはじめに判定処理Ｐ２０１を実行する。Ｐ２０１ではモード設定を確認する。代表的なモードは、プログラム書き込みモードと登録モードを有しており、実施例１では主に登録モードについて説明し、プログラム書き込みモードについては実施例２に後述する。

モード設定は例えば図１に示すスイッチ１１１から設定する方法を示す。Ｐ２０１で確認したようにモード設定が登録モード以外であった場合、モード不一致によりデバイス登録動作は終了する。モード設定が登録モードであった場合は、判定処理Ｐ２０２でユーザからの補助記憶装置登録要求を待つ。プログラミングソフト経由にてユーザからの要求を受けると処理Ｐ２０３でパスワード入力要求を発行し、判定処理Ｐ２０４でユーザからのパスワード入力を待つ。ここでは、補助記憶装置の登録または削除に必要なパスワードはあらかじめ登録されているものとし、プログラミングソフト経由でユーザからのパスワード入力を受けると処理Ｐ２０５でパスワード記憶部１０８からパスワード情報を取得し、ユーザから入力されたパスワードとの比較を行う。

判定処理Ｐ２０６でパスワードが不一致だった場合、パスワード不一致によりデバイス登録動作は終了する。パスワードが一致していた場合は、処理Ｐ２０７で接続された補助記憶装置からデバイスシリアル番号を読出し、デバイスシリアル番号記憶部１０９に保存して、処理Ｐ２０８でユーザにデバイス接続キー入力要求を発行して、判定処理Ｐ２０９でユーザからの設定完了通知を待つ。

このとき、例えばＰＬＣ本体のスイッチ類１１１は複数のスイッチからなるものとして、ユーザは各スイッチのＯＮ/ＯＦＦの組合せをデバイス接続キーとして設定し、ＰＬＣに対してプログラミングソフト経由で設定完了を通知する。

ユーザからの設定完了通知を受けると処理Ｐ２１０で設定されたデバイス接続キーをキー記憶部１１１に保存して、ユーザに対して処理Ｐ２１１のデバイス登録完了通知を発行して補助記憶装置のデバイス登録処理が完了する。

なお、パスワードとデバイス接続キーは、予め汎用コンピュータ（パーソナルコンピュータ）入力や設定を行うことや、別途入力や登録に用いる専用機を用意してプログラミングソフトに対して登録作業を行ってもよい。

このとき、例えば、スイッチ群１１１やキーボードでユーザが指定した文字列を設定する。この場合は、ユーザが自己で指定でき管理もしやすいため利便性が高い。また、別途半導体メモリやＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の光学式記憶媒体やＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｃ）等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ、ハードディスクやＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）や有線無線を問わずネットワークを介した他のコンピュータ等の記憶装置を有するデバイス等の他の記憶媒体や補助記憶装置に保存することで管理効率を高くすることができる。

また、パスワードはプログラミングソフトに直接登録しなくとも、他のネットワークを介したサーバや別の装置に保存したものをプログラミングソフトが認証する構成としてもよい。この構成をとることによってパスワード情報は、第三者がコピーすることは難しくなる。

また、この上記のパスワード登録作業は、指紋情報や網膜情報等の生体情報（バイオメトリクス）を用いてパスワードの代わりとして登録するとよりよい。この場合は、ユーザの生体固有の情報を登録することになるため、他人がなり済ますことは困難でありセキュリティの信頼性が高くなる。仮にどのユーザの情報が登録されているかが第三者に流出しても、生体情報であるため、パスワードを手に入れることは困難であるため、本実施例において、第三者がパスワードを登録し、ＰＬＣからプログラムをコピー等行うことはより困難となり、ＰＬＣ内部に記憶されたノウハウの秘匿性が高まる。

本実施例では、プログラム書込みモードにおける補助記憶装置接続の際の判定動作例について図３のフローチャートを用いて詳細を説明する。

本実施例におけるＰＬＣの構成例は図１と同様であり、実施例１に示す補助記憶装置のデバイス登録はあらかじめなされているものとする。

図３に示すように、ＰＬＣは補助記憶装置の接続を検出するとはじめに判定処理Ｐ３０１を実行する。Ｐ３０１ではモード設定を確認する。モード設定がプログラム書込みモード以外であった場合、モード不一致により処理は終了する。
モード設定がプログラム書込みモードであった場合は、処理Ｐ３０２で接続された補助記憶装置からデバイスシリアル番号を読み出し、デバイスシリアル番号記憶部１０９にＰ３０２で読み出したシリアル番号と一致するものが登録されているかを検索する（Ｐ３０３）。なお、デバイスシリアル番号とは、補助記憶装置が有する固有の装置に関する情報であり、製造に関する情報（例えば、製造日時や製造された工場等の情報や製造にかかるロットナンバー等の情報）、装置そのものの名称（装置の製造の際に付けられた名称であってもよい）や、またそれらの組み合わせを用いた情報であってを指し、以下、総称してデバイスシリアル番号と呼ぶ（なお、単にシリアル番号、補助記憶装置固有の情報とも呼ぶ）。デバイスシリアル番号記憶部１０９にＰ３０２で読み出したシリアル番号と一致するものがない場合、判定処理Ｐ３０４で未登録と判断し処理を終了する。

登録済みであった場合は、処理Ｐ３０５で対象のデバイスシリアル番号に登録されたデバイス接続キー情報をキー情報記憶部１１０から取得し、処理Ｐ３０６でＰＬＣ本体のデバイス接続キー状態を読み出す。

したがって、たとえばユーザは補助記憶装置接続の際にあらかじめモードの設定とデバイス接続キーの設定を行った状態で補助記憶装置をＰＬＣに接続するという操作を行う。

判定処理Ｐ３０７にて処理Ｐ３０５で得られた情報と処理Ｐ３０６で得られた情報とが一致しない場合、処理を終了する。

一致した場合は処理Ｐ３０８でデータアクセス処理部１０３を介して補助記憶装置に保存されているプログラムデータをプログラムデータ記憶部１０５に自動で転送し、プログラム書込みを終了する。

本実施例では、プログラム読出しモードまたはログデータ保存モードにおける補助記憶装置接続の際の判定動作例について図４のフローチャートを用いて詳細を説明する。
本実施例におけるＰＬＣの構成例は図１と同様であり、実施例１に示す補助記憶装置のデバイス登録はあらかじめなされているものとする。

図４に示すように、ＰＬＣは補助記憶装置の接続を検出するとはじめに判定処理Ｐ４０１を実行する。Ｐ４０１ではモード設定を確認する。モード設定がプログラム読出しまたはログデータ保存モード以外であった場合、モード不一致により処理は終了する。モード設定がプログラム読出しモードまたはログデータ保存モードであった場合は、処理Ｐ４０２で接続された補助記憶装置からデバイスシリアル番号を読み出し、デバイスシリアル番号記憶部１０９にＰ４０２で読み出したデバイスシリアル番号と一致するものが登録されているかを検索（判定、確認）する（Ｐ４０３）。

デバイスシリアル番号記憶部１０９にＰ４０２で読み出したシリアル番号と一致するものがなかった場合、判定処理Ｐ４０４で未登録であると判断し処理を終了する。
登録済みであった場合は、処理Ｐ４０５で対象のデバイスシリアル番号に登録されたデバイス接続キー情報をキー情報記憶部１１０から取得し、処理Ｐ４０６でＰＬＣ本体のデバイス接続キー状態を読み出す。判定処理Ｐ４０７にて処理Ｐ４０５で得られた情報と処理Ｐ４０６で得られた情報とが一致しない場合、処理を終了する。

一致した場合は処理Ｐ４０８でデータアクセス処理部１０３を介して、プログラム読出しモードの場合にはプログラムデータをプログラムデータ記憶部１０５から、ログデータ保存モードの場合にはログデータをログデータ記憶部１０４から転送し、プログラム読出しまたはログデータ保存を終了する。

本実施例では、補助記憶装置のデバイス登録情報削除の際の動作例について図５のフローチャートを用いて詳細を説明する。図５に示す一連の処理はＰＬＣとプログラミングソフトが接続された状態の下で実施される。

本実施例におけるＰＬＣの構成例は図１と同様であり、実施例１に示す補助記憶装置のデバイス登録はあらかじめなされているものとする。

図５に示すように、ＰＬＣは補助記憶装置の接続を検出するとはじめに判定処理Ｐ５０１を実行する。Ｐ５０１ではモード設定を確認する。モード設定が削除モード以外であった場合、モード不一致によりデバイス情報削除動作は終了する。モード設定が削除モードであった場合は、判定処理Ｐ５０２でユーザからの補助記憶装置削除要求を待つ。プログラミングソフト経由にてユーザからの要求を受けると処理Ｐ５０３でパスワード入力要求を発行し、判定処理Ｐ５０４でユーザからのパスワード入力を待つ。プログラミングソフト経由でユーザからのパスワード入力を受けると処理Ｐ５０５でパスワード記憶部１０８からパスワード情報を取得し、ユーザから入力されたパスワードとの比較を行う。

判定処理Ｐ５０６でパスワードが不一致だった場合、パスワード不一致によりデバイス情報削除動作は終了する。パスワードが一致していた場合は、処理Ｐ５０７で接続された補助記憶装置からデバイスシリアル番号を読み出し、デバイスシリアル番号記憶部１０９にＰ５０７で読み出したデバイスシリアル番号と一致するものが登録されているかを検索する（Ｐ５０８）。

デバイスシリアル番号記憶部１０９にＰ５０７で読み出したデバイスシリアル番号と一致するものがなかった場合、判定処理Ｐ５０９で未登録と判断し処理を終了する。登録済みであった場合は、処理Ｐ５１０でユーザにデバイス接続キー入力要求を発行して、判定処理Ｐ５１１でユーザからの設定完了通知を待つ。プログラミングソフト経由でユーザからの設定完了通知を受けると、処理Ｐ５１２で対象のデバイスシリアル番号に登録されたデバイス接続キー情報をキー情報記憶部１１０から取得し、処理Ｐ５１３でＰＬＣ本体のデバイス接続キー状態を読み出す。

判定処理Ｐ５１４にて処理５１２で得られた情報と処理Ｐ５１３で得られた情報とが一致しない場合、デバイス情報削除処理を終了する。一致した場合は処理Ｐ５１５でデバイスシリアル番号記憶部またはそれに付随するキー情報記憶部から対象のデータを削除する。最後にユーザに対してデバイス情報が削除されたことを通知し、処理を終了する。

ここでは、対象となる補助記憶装置を実際にＰＬＣに接続した状態でデバイス情報を削除する例を示したが、例えば補助記憶装置を紛失した場合などにその補助記憶装置が不正に利用されることを防ぐため、補助記憶装置の接続なしにプログラミングソフト上でリストを表示し、対象となる補助記憶装置を選択して情報を削除するという方法をとってもよい。

装置構成はこれまでの実施例と同様である。
特に、本実施例ではスイッチ群１１１を用いない方法の一例を示す。

スイッチ群１１１でモード設定を行うが、モード設定の方法はスイッチ以外であっても、工場出荷時から設定されていてもよい。また、プログラム書き込みモードであっても、登録モードが起動するように設定されていても。その場合は、電源投入時に一定時間の信号受付状態を有し、所定の信号を受信することでプログラム書き込みモード前に、登録モードを行ってもよい。さらに、登録モード、プログラム書き込みモード後にプログラムモードを走らせてもよい。このとき、先に説明したように、一定時間所定の信号がない場合には、プログラム実行モードが作動してもよい。このような構成をとる場合には装置構成としてスイッチ１１１を装置に配置する必要がなくなり、コストダウンのみならず、ユーザによるモード設定ミスを減らすことができる。

先に述べた３種のモードは一定時間所定の信号（モード切り替え信号）が入力されない場合に動作モードを切り替えるが、逆に、所定のモード切り替え信号を受信するまで、動作せずに待機するように構成してもよい。この場合は、モード切り替え信号を受信するまでは、一定時間で自動的に動作することはないため、装置の動作はより安全となる。

本発明によれば、プログラムの書込み・読出しまたはログデータの保存作業をUSBメモリに代表される汎用の補助記憶装置を介することによって利便性の向上を図ることが可能となる。

また、プログラマブルコントローラのプログラムやログデータといった内部データにアクセスできる補助記憶装置をあらかじめ登録しておき、未登録のデバイスからは上記内部データへのアクセスを禁止することで利便性とトレードオフの関係にあるセキュリティ性を向上させる。つまり第三者によるプログラムの読み出しによるノウハウの流出や、プログラムの書き替えによる設備の誤作動などを防止することが可能となる。
さらに、補助記憶装置から上記内部データへのアクセスをする際にデバイス接続キーを設定することによって、登録済みの補助記憶装置を紛失した場合にも第三者が前述の登録済み補助記憶装置を入手してプログラマブルコントローラの内部データにアクセスすることを防ぐことが可能となる。

１０１…補助記憶装置接続部
１０２…デバイス判定処理部
１０３…データアクセス処理部
１０４…ログデータ記憶部
１０５…プログラムデータ記憶部
１０６…プログラミングソフト通信部
１０７…デバイス登録処理部
１０８…パスワード記憶部
１０９…デバイスシリアル番号記憶部
１１０…キー情報記憶部
１１１…スイッチ群

Claims (6)

1. 補助記憶装置とのインターフェースを有し、前記補助記憶装置とのプログラムの書込み・読出しおよびログデータの収集機能を有するプログラマブルコントローラであって、
   補助記憶装置に対応するデバイス接続キーを保存するデバイス接続キー記憶部を有し、
   保存された前記デバイス接続キーと接続された補助記憶装置に保存された固有の装置に関する情報とが一致する場合に、前記補助記憶装置は前記プログラマブルコントローラ内部のデータにアクセスすることを許可すること
   を特徴とするプログラマブルコントローラ。
2. 請求項１に記載のプログラマブルコントローラであって、
   前記デバイス接続キーは、前記補助記憶装置が接続される前に、前記補助記憶装置の固有の装置に関する情報に基づいて生成され、前記デバイス接続キー記憶部に保存されること
   を特徴とするプログラマブルコントローラ。
3. 請求項１または２記載のプログラマブルコントローラであって、
   プログラミングソフトと前記プログラマブルコントローラが接続され、前記プログラミングソフトには予めパスワード情報が設定されており、前記デバイス接続キーを登録するには、前記パスワードを前記プログラミングソフトに入力し、入力されたパスワードと予め設定されたパスワード情報とは一致する場合に、前記デバイス接続キーを生成すること
   を特徴とするプログラマブルコントローラ。
4. 請求項３記載のプログラマブルコントローラであって、
   前記パスワード情報の設定は、文字列の入力によって設定されること
   を特徴とするプログラマブルコントローラ。
5. 請求項３記載のプログラマブルコントローラであって、
   前記パスワード情報の設定は、生体情報の入力によって設定されること
   を特徴とするプログラマブルコントローラ。
6. 補助記憶装置とのインターフェースを有し、前記補助記憶装置へプログラマブルコントローラに関する情報の書込み・読込みを行うプログラマブルコントローラであって、
   登録された前記補助記憶装置の補助記憶装置固有の情報と、前記補助記憶装置に対してユーザが設定したデバイス接続キー情報を保存する記憶部とを有し、
   あらかじめユーザによって前記デバイス登録キーが設定された状態で、前記プログラマブルコントローラに前記登録された補助記憶装置を接続した場合に、前記プログラマブルコントローラ内部のデータにアクセスすることを許可すること
   を特徴とするプログラマブルコントローラ。

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