Triển khai IoT Gateway trong ngành Dầu khí

Để đảm bảo hoạt động nhất quán cho ngành dầu khí, các cổng IoT Gateway trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Theo các cấu hình hệ thống khác nhau và tích hợp phần cứng và phần mềm, họ tối ưu hóa an ninh mạng và quản lý cơ sở bằng nhiều dữ liệu khác nhau. Để triển khai cổng phù hợp nhất ở các cấp độ OT khác nhau, người dùng nên xem xét kích thước, hiệu suất và I/O. Nhìn chung, càng gần hiện trường và rìa thì kích thước cổng càng nhỏ nên được xem xét, có tính đến không gian hạn chế trong khu vực làm việc. Mặt khác, các cổng biên có hiệu suất cao hơn và I/O phong phú hơn sẽ tích hợp nhiều nguồn dữ liệu từ biên, sau đó xử lý và hiển thị thông qua giao diện người-máy hoặc truyền tới cấp độ CNTT của doanh nghiệp.

Là một trong những công ty dẫn đầu về IPC, Axiomtek đã và đang phát hành các cổng OT được xây dựng có mục đích để tăng tốc độ triển khai cho khách hàng của chúng tôi. I/O trên hệ thống dựa trên thiết kế mô-đun mang lại nhiều lựa chọn linh hoạt hơn. Hơn nữa, các hệ thống hỗ trợ DigiHub TMS (Hệ thống quản lý thiết bị đầu cuối) để quản lý thiết bị từ xa.

Tổng hợp dữ liệu hiện trường từ các cảm biến và điều khiển để tối ưu hóa quy trình

Tại hiện trường của ngành dầu khí, do môi trường độc hại nên các hệ thống cần được đặt trong tủ để đảm bảo hoạt động. Vì vậy, kích thước của hệ thống phải nhỏ, nhưng hệ thống phải có I/O cơ bản cho các giao thức truyền thông khác nhau để nhận tín hiệu số hoặc tín hiệu analog từ các thiết bị hiện trường. Ở giai đoạn này, đây là bước đầu tiên để tối ưu hóa quy trình tự động hóa tổng thể bằng cách lọc, xử lý và tổng hợp dữ liệu cũng như chuyển đổi giao thức. Hơn nữa, một cổng đáng tin cậy giúp hệ thống điều khiển gửi lệnh điều khiển để điều chỉnh quá trình sản xuất. Ví dụ: khi cổng nhận dữ liệu và nhận thấy sản lượng dầu không như mong đợi, nó sẽ tăng tốc máy bơm.

Cổng nhỏ nhất mà Axiomtek có là ICO120-E3550, chỉ nặng 0,3kg và có nhiệt độ hoạt động rộng từ -40°C đến +70°C. Nền tảng này dựa trên bộ xử lý Intel® Celeron® N3350. Kích thước nhỏ gọn cho phép cài đặt dễ dàng và nhanh chóng để thu thập dữ liệu từ các thiết bị hiện trường. Để hỗ trợ các giao thức truyền thông khác nhau nhằm tổng hợp dữ liệu và gửi lệnh điều khiển, nền tảng nhỏ này cung cấp hai cổng DB9 mà người dùng có thể chọn trong số COM, CAN và DIO để có sự kết hợp phù hợp nhất. Để truyền dữ liệu đến mức điều khiển, nó cung cấp hai cổng LAN.

Nếu có nhu cầu cao hơn về tốc độ truyền và I/O, ICO330 sẽ cung cấp ba cổng LAN 2,5G để hỗ trợ nhiều cấu trúc liên kết mạng hơn. Được hỗ trợ bởi bộ xử lý Intel Atom® x6212RE hoặc x6414RE và có I/O phong phú và tách biệt, nó được thiết kế nhằm mục đích cắm và chạy trong trang web hiện trường OT. Để phù hợp với bất kỳ loại môi trường hiện trường nào, ICO300 có thiết kế mô-đun để cung cấp hệ thống loại đầy đủ hoặc loại mỏng. Hệ thống này cũng cung cấp nhiều tùy chọn lưu trữ khác nhau như SATA, mSATA và NVMe. Giao diện mở rộng cho phép nó hỗ trợ các kết nối không dây như 5G, 4G LTE và WiFi.

Tổng hợp dữ liệu để quản lý thời gian thực

Nhìn chung, khi dữ liệu thô được xử lý, cổng được cài đặt ở hệ thống phân cấp OT càng cao thì càng cần nhiều sức mạnh tính toán để xử lý khối lượng dữ liệu lớn hơn và thực hiện các tác vụ phân tích và xử lý dữ liệu phức tạp hơn, như báo cáo trong bảng điều khiển hoặc cập nhật lên đám mây để phân tích nâng cao hơn. Cổng ở cấp độ cao hơn này không chỉ giám sát trạng thái hoạt động mà còn có chức năng chẩn đoán. Trong ngành dầu khí, dữ liệu về sản xuất, khoan, hồ chứa và vận chuyển đều rất quan trọng đối với hoạt động chung. Người ra quyết định có thể tận dụng dữ liệu tổng hợp theo thời gian thực để đạt được hiệu quả tốt nhất.

Với mục đích này, ICO520 dựa trên bộ xử lý Intel® Core™ thế hệ thứ 12, mang lại hiệu suất cao vượt trội để thực hiện quản lý dữ liệu từ xa và giám sát thiết bị. Để đẩy nhanh quá trình tích hợp hệ thống trong OT, thiết kế được xây dựng có mục đích bao gồm COM và DIO riêng biệt. Ngoài ra, nó còn hỗ trợ dải nhiệt độ hoạt động rộng từ -40°C đến +70°C và khởi động nguội ở -40°C. Hơn nữa, thiết kế mô-đun giúp I/O trở nên linh hoạt. Ngoài 4 cổng LAN và COM 2.5G, hai khe cắm Thẻ PCIe Mini full-size và một khe cắm M.2 Key B cho phép kết nối không dây như 5G, 4G LTE và WiFi. Ba tùy chọn lưu trữ bao gồm ổ SATA 2,5 inch, mSATA và NVMe.

Đứng giữa CNTT và OT về an ninh mạng

Vì dầu và khí đốt tự nhiên là nguồn tài nguyên quan trọng cho cuộc sống hàng ngày nên các cơ sở này dễ trở thành mục tiêu để tin tặc thực hiện các hình thức tống tiền trên mạng khác nhau để đòi số tiền chuộc lớn. Hơn thế nữa, hệ thống mạng của ngành thường lỗi thời và dễ bị lộ. Việc tạm dừng công việc gây hoang mang và bất tiện cho người dân bình thường. Do đó, để ngăn ngừa tổn thất và thiệt hại to lớn, an ninh mạng đặc biệt có liên quan đến việc triển khai cổng.

Axiomtek cung cấp cổng an ninh mạng DIN-rail chuyên dụng, iNA200, được khuyến nghị triển khai giữa OT và CNTT nhằm thiết lập rào cản lọc các gói bất thường và chạy các ứng dụng như tường lửa hoặc VPN.

INA200 phục vụ nhiều giao diện mạng cho các nhu cầu tốc độ khác nhau. Dựa trên bộ xử lý Intel Atom® x6212RE/x6414RE và bộ nhớ DDR4, iNA200 đảm bảo khả năng hoạt động không ngừng nghỉ về dữ liệu và mạng, với chức năng dự phòng nguồn, LAN Bypass và TSN. Ngoài ra, nó còn hỗ trợ nhiều giao diện mạng bao gồm hai mạng LAN 2.5G, hai mạng LAN GbE và hai cổng SFP 1G để đáp ứng nhu cầu về băng thông. Nó có hai cổng COM để nhận dữ liệu.

Với cảm biến điểm cuối, người dùng có thể điều tra và tìm kiếm các mối đe dọa nâng cao thông qua việc quét Chỉ số thỏa hiệp (IOC) và theo dõi Chỉ số tấn công (IOA). Ngoài ra, việc phân tích nguyên nhân giúp người dùng hiểu rõ toàn bộ quá trình tấn công.