JP2016129346A - Monitoring control system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、セキュリティレベルの異なる複数のネットワークを有する監視制御システムに関するものである。 The present invention relates to a supervisory control system having a plurality of networks having different security levels.
一般的な監視制御システムは、監視の対象となる設備からの情報を温度センサ、圧力センサ、位置センサ、その他の各種センサで検出し、その情報を運転・監視員に提示するとともに、運転・監視員の操作によりモーター、弁、開閉器、油圧装置などの各種駆動装置を動作させて設備の動作状態を制御するものであり、発電プラント、化学プラント、受配電設備、上下水道など、幅広い分野で用いられている。 A general supervisory control system detects information from the equipment to be monitored by a temperature sensor, pressure sensor, position sensor, and other various sensors, and presents the information to the operation / monitoring staff as well as operation / monitoring. By operating various driving devices such as motors, valves, switches, hydraulic devices, etc., by the operator's operations, the operating state of the equipment is controlled, and it can be used in a wide range of fields such as power plants, chemical plants, power distribution facilities, and water and sewage systems. It is used.
このような監視制御システムの典型的な例としては、図5に示すような構成が採られている。
図において、監視制御システムは、監視の対象となる設備1と、この設備1の温度、圧力、位置、その他の動作情報を検出する各種のセンサ2と、設備1を駆動するモーター、弁、開閉器、油圧装置などの各種の駆動装置3と、センサ2からの情報に基づいて設備1の動作状態を監視し、所望の状態にコントロールする監視制御装置4とを備えている。この監視制御装置4は、センサ2からの情報を処理して駆動装置3を駆動させ、設備1を所望の状態にコントロールする操作端末4aおよび設備1の動作状態などを表示するディスプレイ4bを有し、これらの装置は施設内部のネットワーク5を介して相互に接続されている。
As a typical example of such a monitoring control system, a configuration as shown in FIG. 5 is adopted.
In the figure, the supervisory control system is a facility 1 to be monitored,
また、監視制御装置4の設置位置とは異なる位置で設備1の動作状態を監視するため、監視装置6がネットワーク5に接続されたプラントゲートウェー(以下、ゲートウェーをG/Wと称す)装置7、ネットワーク8を介して設けられており、この監視装置6には監視制御装置4とデータ通信を行なうための通信用端末6aおよびディスプレイ6bが設けられている。なお、これらのネットワーク5、8は、専用もしくは汎用のプロトコルにて実装されている。
Also, a plant gateway apparatus (hereinafter, the gateway is referred to as G / W) in which the
ここで、設備1の運転制御を行なわない監視装置6のような装置は、通常外部から情報を収集したり、外部へのデータ送信を行なうため、外部通信G/W装置9を介してインターネット10にも接続可能とされている。
Here, a device such as the
このような従来の監視制御システムでは、設備1とこの設備1を直接運転操作する監視制御装置4とは、サイバー攻撃など外部からの侵入を防ぐため、プラントG/W装置7によりセキュリティレベルを高く設定して保護しているが、単に監視を行う監視装置6は、外部通信G/W装置9によりセキュリティを確保しているものの、外部と通信するため、さほどセキュリティレベルを高く維持することができない。
In such a conventional supervisory control system, the facility 1 and the
このため、従来の監視制御システムにおいては、セキュリティレベルの高いネットワーク5は、インターネット10を介した外部からの侵入を防止することが可能であるが、セキュリティレベルの低いネットワーク8は、近年のサイバー攻撃の高度化に伴い、外部侵入を防ぐことができない可能性を有しており、一旦ネットワーク8がウイルスなどに感染すると、このネットワーク8における許容されたパケットを利用してセキュリティレベルの高いネットワーク5も感染するというセキュリティ脅威の可能性が生じてきている。
For this reason, in the conventional monitoring and control system, the
ところで、一般的にセキュリティを保護するものとして、ネットワーク内にセキュリティを評価する装置を設け、セキュリティレベルの低いネットワークからの通信を制限するものが知られている。(特開2006−279338号公報)
また、外部ネットワークからのサイバー攻撃から情報資産を保護するため、光スイッチにより通信方向を切り替えるものが知られている。(特開2004−274444号公報)
By the way, as a device that generally protects security, a device that provides a security evaluation device in a network and restricts communication from a network with a low security level is known. (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-279338)
In addition, in order to protect information assets from a cyber attack from an external network, an optical switch that switches the communication direction is known. (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-274444)
しかしながら、上記の特許文献のようなネットワークの保護装置を適合した場合、セキュリティレベルの異なる監視制御装置4および監視装置6との通信を確保することができず、監視制御システムを構成できないものとなる。また、逆に、通信を確保した場合、セキュリティレベルの低いネットワーク8からセキュリティレベルの高いネットワーク5に感染が及ぶ可能性があり、監視制御システムの信頼性を損なうものとなっていた。
すなわち、従来のものにおいては、ファイアウォールを使用して通信を制限しているものの、ファイアウォールはソフトウエア的なものであり、このため、ファイアウォール自身の脆弱性や管理者権限の取得により禁止されていた方向への通信が可能となるような設定変更が行われる可能性がある。
However, when a network protection device such as the above-mentioned patent document is adapted, communication with the
In other words, in the past, communication was restricted by using a firewall, but the firewall was software-like. For this reason, it was prohibited by the vulnerability of the firewall itself or acquisition of administrator authority. There is a possibility that the setting will be changed to enable communication in the direction.
この発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、セキュリティレベルの高いネットワークからセキュリティレベルの低いネットワークへの一方向のみの通信を可能とすることにより安全を確保することができる監視制御システムを提供するものである。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and monitoring capable of ensuring safety by enabling communication in only one direction from a network with a high security level to a network with a low security level. A control system is provided.
この発明に係る監視制御システムは、制御対象となる設備の動作状態を検出するセンサと、前記設備の動作状態を調整する駆動装置と、前記センサの出力に基づき、セキュリティレベルの高い第1のネットワークを介して前記駆動装置を動作させ、前記設備の動作状態を制御する監視制御装置と、インターネット等の外部ネットワークに接続可能であって、セキュリティレベルの低い第2のネットワークに接続された前記設備の動作状態を監視する監視装置と、前記第1のネットワークと前記第2のネットワークとの間に設けられ、前記第1のネットワークから前記第2のネットワークへ一方向にのみデータ通信をする送信機および受信機と、前記受信機および前記送信機に接続され、前記受信機における動作異常を前記送信機側に通知するハードワイヤードとを備え、前記第1のネットワークから前記第2のネットワークへのみデータ通信を行なわせることにより、前記監視装置が前記監視制御装置から前記第1のネットワーク、前記送信機、前記受信機および前記第2のネットワークを介してデータを受信するようにしたものである。 The monitoring control system according to the present invention includes a sensor that detects an operation state of equipment to be controlled, a drive device that adjusts the operation state of the equipment, and a first network having a high security level based on the output of the sensor. A monitoring control device that operates the drive device via the network and controls the operating state of the facility, and the facility connected to an external network such as the Internet and connected to a second network having a low security level. A monitoring device for monitoring an operating state, a transmitter provided between the first network and the second network, and performing data communication in only one direction from the first network to the second network; Connected to the receiver, the receiver and the transmitter, and notifies the transmitter of abnormal operation in the receiver And having the monitoring device perform data communication only from the first network to the second network, so that the monitoring device can transmit the data from the monitoring control device to the first network, the transmitter, the receiver, and the Data is received via the second network.
この発明によれば、セキュリティレベルの低いネットワークからセキュリティレベルの高いネットワークへのデータ通信を阻止することができ、監視制御システムの信頼性を確保することができるとともに受信機における動作異常を送信機側で把握させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, data communication from a network with a low security level to a network with a high security level can be prevented, the reliability of the monitoring control system can be ensured, and an operation abnormality in the receiver can be detected on the transmitter side. There is an effect that can be grasped by.
実施の形態1.
以下、この発明を実施の形態である図面を参照して説明する。
図1は、この発明の実施の形態1に係る監視制御システムを示す構成図である。
図において、この監視制御システムは、監視制御の対象となる設備1と、この設備1に装着され、設備1の動作状態を検出するセンサ2と、設備1の動作状態を制御する駆動装置3と、これらセンサ2および駆動装置3にセキュリティレベルの高い第1のネットワーク5を介して接続された操作端末4aおよびディスプレイ4bなどからなる監視制御装置4とを有している。
また、監視制御システムは、監視制御装置4にセキュリティレベルの低い第2のネットワーク8を介して接続された監視装置6を有しており、この監視装置6は、外部通信G/W装置9を介してインターネット10に接続可能とされている。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings as embodiments.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a monitoring control system according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, this monitoring control system includes a facility 1 to be monitored and controlled, a
The monitoring control system has a
ここで、ネットワーク5とネットワーク8とは、送信機11、受信機12を介在させてネットワーク5からネットワーク8へ一方向のみデータ通信が可能となるように構成されている。さらに、受信機12からハードワイヤード13を介して送信機11側に信号をフィードバックし、この信号によって受信機12の動作異常を表示するための表示手段14が設けられている。
Here, the
なお、一方向のみのデータ通信は、送信機/受信機の片方向にのみ光ケーブルを実装することにより行なわせることができ、また、受信機12における異常状態の検出は、電源の停止やウオッチドッグタイマの不到達などRAS(Reliability Availability Serviceability)通知を用いて行なわせることができる。さらに、ネットワーク5およびネットワーク8の通信は、汎用プロトコルで行なわせることができる。また、表示手段14は、ハードワイヤード13からの信号を監視制御装置4のディスプレイ4bに供給することによって省略することも可能である。
Note that data communication in only one direction can be performed by mounting an optical cable in only one direction of the transmitter / receiver, and an abnormal state in the
このような構成のもとで、監視制御装置4は、ネットワーク5、送信機11を介して設備1の動作状態のデータを送信し、このデータを受信機12で受信し、さらに、ネットワーク8を介して監視装置6へ供給することになる。
Under such a configuration, the
このように送信機11、受信機12を用いて監視制御装置4から監視装置6へ一方向にデータを送信させることにより、セキュリティレベルの低いネットワーク8からのネットワーク5へのデータ流入を物理的に遮断することができ、ネットワーク5をセキュリティレベルの高いものとすることが可能となる。この結果、監視制御システムの信頼性を確保することができる。
また、受信機12が正常に動作していない場合、ウオッチドッグタイマの不到達などのRAS通知を用いて表示手段14によりその状態を表示させることができ、この結果、監視装置6が正常にデータを受信していないことを把握することが可能となり、対策を講じさせることができる。
In this way, by transmitting data in one direction from the
In addition, when the
実施の形態2.
図2は、この発明の実施の形態2に係る監視制御システムを示す構成図である。
図において、この監視制御システムは、実施の形態1に加えて、送信機11a、受信機12aを送信機11、受信機12に並列に設けるとともに、これらをRAS通知の有無により切り替える中継装置15を設けている。
これらの送信機11a、受信機12aは、それぞれ送信機11、受信機12と同等の機能を持ち、汎用プロトコルにより同じデータを並列に伝送している。
また、ハードワイヤード13aにより、受信機12aの動作状態を送信機11a側にフィードバックするように構成している。
FIG. 2 is a block diagram showing a monitoring control system according to
In the figure, in addition to the first embodiment, the monitoring control system includes a
These
The operation state of the
このような構成のもとで、通常時、中継装置15は、受信機12を主系、受信機12aを従系であるとして、伝送路Aを経由して受信機12で受け取ったデータのみをセキュリティレベルの低いネットワーク8へ伝送する。
次に、受信機12からのウオッチドッグタイマの不到達などのRAS通知を受け取る等の異常が発生すると、中継装置15は、即座に受信機12aを主系として伝送路Bを経由して受け取ったデータをセキュリティレベルの低いネットワーク8へ伝送することになる。
このように、主系の受信機12の不具合を受信すると、中継装置15で従系の受信機12側に切り替えて情報を伝達する冗長化構成を採ることにより、送信機11、受信機12のいずれかが故障した場合でもデータ通信機能を維持させることができる。
Under such a configuration, in a normal state, the
Next, when an abnormality such as receiving a RAS notification such as the watchdog timer not reaching from the
As described above, when a failure of the
実施の形態3.
図3は、この発明の実施の形態3に係る監視制御システムを示す構成図である。
図において、監視制御システムは、実施の形態2に加えて、送信機11から受信機12aに、送信機11aから受信機12にも同じ情報を伝送するように構成するとともに、中継装置15により受信データを選択するように構成している。
FIG. 3 is a block diagram showing a monitoring control system according to
In the figure, in addition to the second embodiment, the supervisory control system is configured to transmit the same information from the
すなわち、中継装置15は、通常時、伝送路Aを1番、伝送路Bを2番、伝送路Cを3番、伝送路Dを4番として優先付けし、優先順位の高い伝送路Aを経由した受信データのみをセキュリティレベルの低いネットワーク8へと伝送する。ここで、中継装置15の優先順位の判定は、送信機11、11a、受信機12、12a間のデータ構造に優先度フラグを付与するなどにより実現することができる。
That is, the
次に、例えば受信機12に異常が生じた場合、受信機12の異常をハードワイヤード13、表示手段14を介して送信機11へ通知し、ハードワイヤード13c、表示手段14aを介して送信機11aへ通知する。これに伴い、送信機11は伝送路Aの優先度を、送信機11aは伝送路Cの優先度を、それぞれ伝送路B、伝送路Dより下げ、この結果、伝送路Bの優先度を1番、伝送路Dの優先度を2番として優先順位が変更され、中継装置15では伝送路Bを経由したデータのみをセキュリティレベルの低いネットワーク8へと伝送する。このような送信機11、11aにおける優先順位の変更は、優先度フラグの値の変更などにより実現することができる。また、表示手段14および表示手段14aにて受信機12にて異常が発生していることを表示することになる。
このように、4つの伝送路のうち優先度の高い伝送路を通過したデータのみを中継装置15で伝達する冗長化構成を採ることにより、送信機と受信機とがそれぞれ1つずつ故障した場合でもデータ通信機能を維持させることができ、監視制御システムの信頼性を向上させることができる。
Next, for example, when an abnormality occurs in the
In this way, when the transmitter and the receiver fail one by one by adopting a redundant configuration in which only the data that has passed through the high-priority transmission path among the four transmission paths is transmitted by the
実施の形態4.
図4は、この発明の実施の形態4に係る監視制御システムを示す構成図である。
この監視制御システムは、送信機11、11aおよび受信機12、12aにそれぞれ系切替装置16、16a、17、17aを設け、これらにより冗長化構成を実現するものである。
FIG. 4 is a block diagram showing a monitoring control system according to
In this supervisory control system,
すなわち、系切替装置16、16aは、送信機11を主系、送信機11aを従系として認識する機能を有し、系切替装置17、17aは、受信機12を主系、受信機12aを従系として認識する機能を有している。
ここで、通常動作時には、送信機11から受信機12へ送られるデータを主系として、主系の受信機12のみがセキュリティレベルの低いネットワーク8へデータを伝送し、従系である受信機12aはデータをネットワーク8へ伝送しない。
次に、例えば受信機12に異常が生じた場合、系切替装置17がこれを検知し、受信機12を従系にするとともに、系切替装置17aに通知して受信機12aを主系とする。これによって、主系は送信機11と受信機12aとなり、送信機11から受信機12aへ送られるデータがセキュリティレベルの低いネットワーク8へ伝送される。
That is, the
Here, during normal operation, data sent from the
Next, for example, when an abnormality occurs in the
また、送信機11に異常が生じた場合、系切替装置16がこれを検知し、送信機11を従系にするとともに、系切替装置16aに通知して送信機11aを主系とする。これによって、主系は送信機11aと受信機12となり、送信機11aから受信機12へ送られるデータがセキュリティレベルの低いネットワーク8へ伝送される。
同様に、送信機11および受信機12に異常が生じた場合、系切替装置16、17により、送信機11aおよび受信機12aを主系とし、これを通したデータがネットワーク8へ伝送されることになる。
Further, when an abnormality occurs in the
Similarly, when an abnormality occurs in the
このように、系切替装置16、16a、17、17aが各送信機11、11a、受信機12、12aの主系または従系を制御することにより、冗長化構成を実現することができ、例えば送信機と受信機とがそれぞれ1つずつ故障した場合でも送受信機能を維持させることができる。この結果、監視制御システムの信頼性を向上させることができる。
また、系切替装置16、16a、17、17aをソフトウエアとして監視制御システムに組み込むことにより、図2、図3における中継装置15といった別の機器を設ける必要がなく、装置を安価に構成することが可能である。さらに、中継装置15の故障といったケースを想定する必要がなくなる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
In this way, the
Further, by incorporating the
In the present invention, each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.
本発明は、発電プラント、化学プラント、受配電設備、上下水道などの監視制御システムに適用することができる。 The present invention can be applied to monitoring and control systems such as power plants, chemical plants, power distribution facilities, and water and sewage systems.
1:設備 2:センサ 3:駆動装置
4:監視制御装置 4a:操作端末 4b:ディスプレイ
5:ネットワーク 6:監視装置 8:ネットワーク
11,11a:送信機 12,12a:受信機
13,13a, 13b,13c:ハードワイヤード
14,14a:表示手段 15:中継装置
16,16a,17,17a:系切替装置
1: Equipment 2: Sensor 3: Drive device 4:
Claims (7)
前記設備の動作状態を調整する駆動装置と、
前記センサの出力に基づき、セキュリティレベルの高い第1のネットワークを介して前記駆動装置を動作させ、前記設備の動作状態を制御する監視制御装置と、
インターネット等の外部ネットワークに接続可能であって、セキュリティレベルの低い第2のネットワークに接続された前記設備の動作状態を監視する監視装置と、
前記第1のネットワークと前記第2のネットワークとの間に設けられ、前記第1のネットワークから前記第2のネットワークへ一方向にのみデータ通信をする送信機および受信機と、
前記受信機および前記送信機に接続され、前記受信機における動作異常を前記送信機側に通知するハードワイヤードとを備え、
前記第1のネットワークから前記第2のネットワークへのみデータ通信を行なわせることにより、前記監視装置が前記監視制御装置から前記第1のネットワーク、前記送信機、前記受信機および前記第2のネットワークを介してデータを受信するようにしたことを特徴とする監視制御システム。 A sensor for detecting the operating state of the equipment to be controlled;
A drive for adjusting the operating state of the equipment;
A monitoring control device for operating the drive device via the first network with a high security level based on the output of the sensor and controlling the operation state of the facility;
A monitoring device that can be connected to an external network such as the Internet and that monitors the operating state of the facility connected to a second network having a low security level;
A transmitter and a receiver that are provided between the first network and the second network and perform data communication in only one direction from the first network to the second network;
Hardwired connected to the receiver and the transmitter and notifying the transmitter side of abnormal operation in the receiver,
By causing data communication only from the first network to the second network, the monitoring device connects the first network, the transmitter, the receiver, and the second network from the monitoring control device. A supervisory control system characterized in that data is received via the network.
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