Demonstrace SCADA pomocí protokolu OPC UA

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá tvorbou zabezpečeného SCADA systému pomocí protokolu OPC UA. Teoretická část práce popisuje průmyslové protokoly OPC UA a CIP a jejich bezpečnostní mechanismy. V praktické části je dokumentován demonstrační SCADA systém, který řídí simuluaci výroby ledu a provoz vodního čerpadla. Systém je tvořen zařízeními Orange Pi Zero 3, Raspberry Pi 4B a výukovou stanicí DS1, která je tvořena z programovatelného řídícího automatu, síťového adaptéru a ovládacího panelu vyrobeného firmou Rockwell Automation. Simulace výroby ledu je realizována pomocí open-source knihovny open62541 na zařízení Orange Pi Zero 3. Výuková stanice DS1 simuluje vodní čerpadlo, které dodává vodu do systému výroby ledu. Hlavní řídící SCADA jednotka je vytvořena open-source aplikací FUXA na zařízení Raspberry Pi 4B. Propojení všech částí systému je zabezpečeno prostřednictvím mechanismů OPC UA, kontejnerizací řídícího centra a omezením přístupu za pomoci certifikátů.

This bachelor thesis focuses on demonstration of secure SCADA system using protocol OPC UA. Theoretical part of thesis analyzes industrial protocols OPC UA and CIP and security features of those protocols. Practical part documents a demonstration SCADA system that controls a simulation of ice production and the operation of a water pump. The system is composed of devices Orange Pi Zero 3, Raspberry Pi 4B, and a DS1 educational station, which consists of a programmable logic controller, network adapter, and a control panel manufactured by Rockwell Automation. The ice production simulation is implemented using the open-source library open62541 on the Orange Pi Zero 3 device. The DS1 educational station simulates a water pump that supplies water to the ice production system. The main SCADA control unit is created using the open-source FUXA application on the Raspberry Pi 4B. All components of the system are interconnected and secured using OPC UA mechanisms, with additional protection provided by containerization of the control center and certificate-based access control.