JP7411538B2

JP7411538B2 - Ｐｌｃの管理システム及び管理方法、及びｐｌｃ

Info

Publication number: JP7411538B2
Application number: JP2020209094A
Authority: JP
Inventors: 基亜須貝
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2024-01-11
Anticipated expiration: 2040-12-17
Also published as: JP2022096156A

Description

本発明は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）の管理システム及び管理方法、及びＰＬＣに係り、特に、ＰＬＣのセキュリティの管理に関する。

ＰＬＣは、ＰＬＣ単体で設備を監視・制御するだけでなく、上位にＨＭＩ、ホストＰＣ等を設けて使用されることが多い。システムによっては上位ホストとの１対１の通信だけでなく複数ホストと接続する場合がある。制御システムのオープン化が進み、遠隔から複数ホストによってリモート操作を行うことができる。一方、システムの大規模化に伴って通信経路も増大するため、不正アクセスによるプログラム漏洩や誤動作などのリスクが増える。
ＰＬＣのプログラムの漏洩を防止するために、例えば、特許文献１には、ハード的なパスワードを使用することで、ＰＬＣのプログラムを強固に保護する技術が開示されている。

特開２０１３－１７１５１３号公報

従来、ＰＬＣを含む制御システムは工場等の閉鎖された施設内で取扱うため外部ネットワークとは遮断されており、セキュリティが未対策状態でも比較的安全に運用させることができた。しかし、システムのオープン化に伴い、様々なリスクに晒されることがあり、また汎用ＰＬＣでは初期パスワードが共通であることも多く、パスワードが特定されやすく脆弱性が問題となる。その結果、ＰＬＣを含む制御システムが、意図しないプログラムで動作して、システム全体に多大な影響を与える恐れがある。
本発明の目的は、初期パスワードの変更を促すことで、ＰＬＣのセキュリティを強化することにある。

本発明に係るＰＬＣの管理システムの好ましい一例は、
メモリと、マイクロプロセッサユニットと、インタフェースを備えるＰＬＣと、
前記インタフェースを介して前記ＰＬＣに接続され、該ＰＬＣに提供されるプログラムを作成するプログラミング装置と、を有し、
前記プログラミング装置は、作成した前記プログラムを、前記インタフェースを介して前記ＰＬＣへ提供するに際して、前記ＰＬＣの前記メモリに予め設定された初期パスワードを変更して運転するか又は前記初期パスワードのままで運転するかの判断を行うことを特徴とするＰＬＣの管理システム、である。

本発明はまた、上記ＰＬＣの管理システムにおけるＰＬＣとして把握できる。
本発明はまた、上記ＰＬＣの管理システムにおけるＰＬＣの管理方法として把握できる。

本発明によれば、初期パスワードの変更を促すことで、ＰＬＣのセキュリティを強化することができる。

本実施例によるＰＬＣの管理システムの構成例を示す図である。ＰＬＣのパスワードの変更管理動作を示すフローチャートである。初期パスワードの変更管理に関する画面を示す図である。初期パスワードの変更管理に関する画面を示す図である。初期パスワードの変更管理に関する画面を示す図である。パスワード管理テーブルの構成例を示す図である。

以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、ＰＬＣの管理システムの構成例を示す。
ＰＬＣの管理システムは、プログラミング装置１がインタフェース（I/F）を介してＰＬＣ１に接続されて構成される。

プログラミング装置１は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）のような情報処理装置であり、入力部１１、表示部１２、プログラムを実行する処理部１３、及びデータやプログラムを記憶する記憶部１４を有し、プログラムの実行により種々のデータ処理を行う。とりわけ、処理部１３は、ＰＬＣ２へ提供するプログラム（シーケンスラダープログラム）を作成し、その作成されたプログラム（以後単にラダープログラムということがある）は記憶部１４に保管される。また、処理部１３は、ＰＬＣ２のシーケンスプログラムメモリ８の内容の変更や動作確認を行う。とりわけ本実施例において、処理部１３はパスワードの変更のための処理（図２）を行う。表示部１２は種々の情報を表示するが、本実施例においてパスワード管理のための画面（ＧＵＩ画面）を表示する。入力部１１は種々の情報を入力するが、本実施例においてはパスワード管理のための情報や指示を入力する。

ＰＬＣ２は、プログラミング装置１との間で通信を行う入出力I/F３と、ＭＰＵ５が制御処理を行う内容を記録するシステムプログラムメモリ４と、論理演算や算術計算を行うＭＰＵ（マイクロプセッサユニット）５と、ラダープログラムの演算処理結果等を一時的に記憶するデータメモリ６と、不揮発性メモリ７と、ＰＬＣ２を制御するラダープログラムを格納するシーケンスプログラムメモリ８と、を有する。ＰＬＣ２は、プログラミング装置１で作成されたプログラムを、入出力I/F３を介して受信して、シーケンスプログラムメモリ８に保管する。本実施例において、不揮発性メモリ７は、初期パスワードおよび変更後のパスワードをその都度、追加的に保管する。

図２は、ＰＬＣのパスワードの変更管理動作を示すフローチャートである。
ＰＬＣのパスワード変更は、ＰＬＣの初回起動時に、プログラミング装置１とＰＬＣ２の間で実行される。ＰＬＣ２は、初期の状態ではＰＬＣ２を動作させるためのラダープログラムが書き込まれていないため動作しない。そのため、プログラミング装置１が作成したプログラムをＰＬＣ２に書き込む必要がある。

まず、プログラミング装置１の処理部１３は、図２に示す処理を実行するプログラム（パスワードの変更管理プログラム）を実行する。そして、プログラミング装置１を、入出力I/F３を介してＰＬＣ２にオンライン接続する（Ｓ２０）。
ここで、プログラミング装置１では、ＰＬＣ１へ提供すべきプログラムが既に記憶部１４に保持されている。また、ＰＬＣ２の不揮発性メモリ７にはＰＬＣ２の出荷時に初期パスワードが記憶されている。また、初期パスワードはユーザに通知されているものとする。

記憶部１４に記憶されたプログラム（ラダープログラム）を、入出力I/F３を介してＰＬＣ１へ転送して、シーケンスプログラムメモリ８に書き込む前に、初回パスワードの認証を行う（Ｓ２１）。すなわち、プログラミング装置１の表示部１２には、初期パスワードを入力させる案内画面３０が表示されて、ユーザは入力部１１から、予め通知された初期パスワードを、入力欄３０１に入力する。すると、プログラミング装置１の処理部１３は、ＰＬＣ２の不揮発性メモリ７に記憶された初期パスワードと、入力部１１から入力された初期パスワードを比較することで、初期パスワードの認証を行う。

認証の結果、両者が不一致のときは（Ｓ２１：NO）、認証失敗であり（Ｓ２２）、表示部１２に図３（a）の画面を表示して、再度、入力欄３０１に初期パスワードの入力を促す。認証失敗が所定回数続いた場合には、ＰＬＣ２へのプログラムの書き込み動作を中止する。ユーザの初期パスワードの記憶違い或いは不正の可能性があるので、初期パスワードを確認させるのがよい。

一方、認証の結果（Ｓ２１：YES）、両者が一致（認証成功）の場合は、記憶部１４に保管されているプログラムを、ＰＬＣ１へ転送して、シーケンスプログラムメモリ８に書き込むことが可能となる（Ｓ２３）。

そして、シーケンスプログラムメモリ８にプログラム（ラダープログラム）の書込み１２が完了すると、初回パスワードの認証（Ｓ２１）で使用した初期パスワードを変更するか否かの判断が行われる（Ｓ２４）。この時に、表示部１２に、図３（b）の画面を表示して、新しく設定するパスワード（新パスワード）をラダープログラム内から選択するか否かを、ユーザに判断させる。ユーザが「Ｙｅｓ」ボタン３０２を押すと、新パスワードの設定に移る（Ｓ２６）。なお、新パスワードの設定を、ラダープログラムの行の選択に関連付けて行う意義については後述する。

初期パスワードの変更の判断において、ユーザが「Ｎｏ」ボタン３０３を押すと、新パスワードの設定は止めて、初期パスワードによる運転の判断に移る（Ｓ２５）。
ここで、ＰＬＣ２を用いた装置を新パスワードで運転するか又は初期パスワードで運転するかの選択は、ＰＬＣ２の利用環境におけるセキュリティリスクの高いか低いかの、ユーザの判断に因る。

ユーザが、セキュリュティリスクが高いと判断した場合、初期パスワードを変更するのがよい。この変更動作は、シーケンスプログラムメモリ８にプログラムの書込みを行ったラダープログラム内から１行選択することで行われる。すなわち、表示部１２には、ラダープログラムを構成する複数行から成るラダーが表示される（図４）。ユーザが、入力部１を操作して、表示部１２に表示されている複数のラダーから任意の１行を選択する（Ｓ２６）。選択された行（ラダー）に対応する新パスワード３０５が設定され、その設定完了３０６が表示される。新パスワードの設定が完了すると（Ｓ２８）、ＰＬＣ２の運転が可能となる（Ｓ２９）。

ここで、ラダープログラムを用いて新パスワードを生成する意義について述べておく。ラダープログラムをＰＬＣ２のシーケンスプログラムメモリ８に記憶させるとき、ラダープログラムが何れの行から構成されるかを表示してユーザに認識させることができる。この表示を兼ねて、そのラダープログラムを形成する複数の行を利用してパスワードを生成しようとするものである。また、複数の各行とパスワードの対応関係は、図６に示すように、管理テーブルに登録される。この管理テーブルは例えば、システムプログラムメモリ４または記憶部１４に保管される。パスワードは、例えば英数字や特殊文字等の記号の組み合わせから形成される。新パスワードは、図４の画面に表示してユーザに知らせてもよいが、別途のメール送信によりユーザに通知してもよい。

説明を元に戻す。ユーザが、利用環境におけるセキュリティリスクが低いと判断して、ユーザが画面（図３（b））のＮｏ（３０３）を選択すると、処理部１３は初期パスワードの変更が不要と判断して（Ｓ２４：ＮＯ）、初期パスワードでの運転の要否を確認する（Ｓ２５）。その判断の結果、ユーザが画面（図５）のＯＫ（３０７）を選択して、初期パスワードでの運転を許可すると、ＰＬＣ２に用意された初期パスワードの状態で運転可能となる（Ｓ２７、Ｓ２９）。なお、図５の画面のキャンセル３０８が選択されると、ステップＳ２４に戻って、再度、上記の動作が行われる。すなわち、初期パスワードの変更又は初期パスワードで運転の何れかを選択しないと、これらの作業を繰り返されるので、運転開始が不可となる。

パスワードの管理について言えば、新パスワード（変更パスワード）は不揮発性メモリ７に予め格納されている初期パスワードに上書きせずに、追加記憶する。初期パスワード以降に設定されるパスワード（二次以降の変更パスワード）については前の変更パスワード（一次変更パスワード）に上書きして記憶する。すなわち、不揮発メモリ７には、初期パスワード（上書き不可）と変更パスワード（上書き可）が存在する。その後、作成された別のラダープログラムがＰＬＣ２に提供される場合または先に提供したラダープログラムの行の修正等が行われる場合、不揮発性メモリ７に格納された上記新パスワードを用いて、認証が行われることになる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されずに、種々変形して実施し得る。

一変形例は、上記実施例における管理テーブルを用いない方法である。例えば、システムプログラムメモリ４に変換プログラムを用意しておき、パスワードを不揮発性メモリ７に格納するときに、当該ラダープログラムまたはラダープログラムの選択された行を、変換プログラムを用いて、可能な形式の文字の羅列や機械語等に変換する。この場合、ラダープログラムまたは行の変換された形式から成るパスワードが不揮発性メモリ７に格納される。
また他の例として、初期パスワードで運転する場合は、初期パスワード運転許可（Ｓ２７）のステータスを不揮発性メモリ７に格納してもよい。

以上説明したように、本実施例によれば、初期パスワードの変更を促すことにより、ユーザはセキュリティリスクに応じて、初期パスワードのまま運用か又は新パスワードで運用するかを選択することができ、結果的にセキュリティリスクを低減することが可能となる。また、パスワードの変更を行わない場合は運転不可となるので、半ば強制的にパスワードの変更を促すことができる。また、パスワードはユーザが書き込んだラダープログラムから一部選択することでＰＬＣの管理者には分かりやすく、他人には複雑なパスワードとなる。

１:プログラミング装置
１１：入力部１２：表示部１３：処理部１４：記憶部
２:ＰＬＣ３:入出力I/F ４:システムプログラムメモリ
５:ＭＰＵ６:データメモリ７:不揮発性メモリ
８:シーケンスプログラムメモリ

Claims

メモリと、マイクロプロセッサユニットと、インタフェースを備えるＰＬＣと、
前記インタフェースを介して前記ＰＬＣに接続され、該ＰＬＣに提供されるプログラムを作成するプログラミング装置と、を有し、
前記プログラミング装置は、作成した前記プログラムを、前記インタフェースを介して前記ＰＬＣへ提供するに際して、前記ＰＬＣの前記メモリに予め設定された初期パスワードを変更して運転するか又は前記初期パスワードのままで運転するかの判断を行い、
前記プログラミング装置は、前記ＰＬＣの前記メモリに予め記憶された初期パスワードを用いた認証を行って、認証が成功した場合、前記初期パスワードを新パスワードに変更して運転するかの判断を行い、
前記プログラミング装置は、該ＰＬＣに提供されるラダープログラムを作成する処理部と、作成された該ラダープログラムを記憶する記憶部と、入力部と、表示部を有し、
前記認証が成功したとき、前記処理部の制御により、前記初期パスワードの変更を促す画面を前記表示部に表示し、前記入力部の操作によりパスワードの変更の選択が行われた場合、前記新パスワードに基づく運転を可能とし、
前記処理部は、前記表示部に、該ＰＬＣに提供される前記ラダープログラムを構成する複数の行を示す画面を表示し、
前記入力部の操作により前記複数の行のうち１の行が選択された場合、前記処理部は、選択された該行に対応して、記号の組み合わせから成るパスワードを生成して前記新パスワードとする
ＰＬＣの管理システム。
前記ＰＬＣの前記メモリまたは前記記憶部は、前記複数の各行と、記号の組み合わせから成る固有のパスワードの対応を保持する管理テーブルを有し、
前記処理部は、前記管理テーブルを参照して、選択された前記１の行に対応する前記パスワードを生成する
請求項１のＰＬＣの管理システム。
前記メモリは、
前記プログラミング装置から提供される、前記ＰＬＣを制御する前記ラダープログラムを格納するシーケンスプログラムメモリと、
前記初期パスワードを記憶する不揮発性メモリと、
前記ラダープログラムの演算処理過程で演算に用いられる値を一時的に格納するデータメモリと、を含み、
前記マイクロプロセッサユニットは、前記シーケンスプログラムメモリに格納された前記ラダープログラムに基づいて演算処理を行う、
請求項１のＰＬＣの管理システム。
前記不揮発性メモリは、前記初期パスワード及び前記新パスワードを記憶する請求項３のＰＬＣの管理システム。
請求項１乃至４の何れかの項に記載のＰＬＣの管理システムにおいて使用されるＰＬＣ。
メモリと、マイクロプロセッサユニットと、インタフェースを備えるＰＬＣと、
前記インタフェースを介して前記ＰＬＣに接続され、該ＰＬＣに提供されるプログラムを作成するプログラミング装置と、を有するシステムにおけるＰＬＣの管理方法であって、
前記プログラミング装置は、作成した前記プログラムを、前記インタフェースを介して前記ＰＬＣへ提供するに際して、前記ＰＬＣの前記メモリに予め設定された初期パスワードを変更して運転するか又は前記初期パスワードのままで運転するかの判断を行い、
前記プログラミング装置は、該ＰＬＣに提供されるラダープログラムを作成する処理部と、作成された該ラダープログラムを記憶する記憶部と、入力部と、表示部を有し、
前記初期パスワードを用いた認証が成功したとき、前記処理部の制御により、前記初期パスワードの変更を促す画面を前記表示部に表示し、前記入力部の操作によりパスワードの変更の選択が行われた場合、新パスワードに基づく運転を可能とし、
前記処理部は、前記表示部に、該ＰＬＣに提供される前記ラダープログラムを構成する複数の行を示す画面を表示し、
前記入力部の操作により前記複数の行のうち１の行が選択された場合、前記処理部は、選択された該行に対応して、記号の組み合わせから成るパスワードを生成して前記新パスワードとする
ことを特徴とするＰＬＣの管理方法。