Cyberfysikalisk risk: Hur IoT-fel kan utlösa elektriska bränder i industriella nätverk

Över 1,35 miljarder kronor personer drabbades av dataintrång i USA under 2024. Dessa attacker sträcker sig från ett enkelt felplacerat betalkort till skadlig kod som infekterar en industriell utrustning. Även om automatiseringar har gjort livet enklare i många fall, utsätter specifika enheter företag för högre risk.

Tillväxten inom Industrial IoT (IIoT) förändrar vårt sätt att tillverka. Smarta sensorer, fjärrövervakning och prediktiv analys hjälper alla till med katodisk korrosion eller elektrisk lastbalansering, men de ställer också ytterligare krav på fysiska system. Det kan leda till elektriska brandrisker när sådana IIoT-enheter orsakar fel.

Det sista en organisation behöver är dolda cyberfysiska risker, som kan orsaka eller avbryta strategier för brandbegränsning. Proaktiva bedömningar är avgörande för att säkerställa att dessa enheter hjälper, inte hindrar, verksamheten.

Cyberattacker kan manipulera fysiska system till farliga tillstånd

De flesta cyberattacker riktas mot finans eller försäkring. År 2021 blev tillverkningsindustrin den näst högsta mål för sådana attacker. Inte bara anläggningar som är inriktade på oljeraffinaderier eller cementtillverkning, utan även den viktiga infrastruktur och de myndigheter som stöder det civila livet.

Nätfiske, utpressningstrojaner, interna intrång och sabotage av utrustning på grund av sårbarheter i IIoT-enheternas programvara är alla verkliga risker som hotar era elsystem, särskilt när de är anslutna till SCADA-system. Dessa enheter kan manipuleras för att skicka falska rapporter eller larm till maskiner, åsidosätta säkerhetsprotokoll och förfalska temperatur- och spänningsavläsningar. Allt kan se ut att fungera inom säkra parametrar, medan en hackare på andra sidan jordklotet i själva verket ökar temperaturen i ett system så att det överhettas och orsakar brand.

Glapp i integrationen skapar farliga blinda fläckar

De flesta industrianläggningar som är i drift idag har en blandning av äldre elsystem med viss integration av moderna IoT-plattformar. Det kan handla om övervakning av eldistribution, HVAC-automation, belysningskontroll, energihantering eller fjärrstyrd maskindrift. Om det finns dålig interoperabilitet mellan dessa system kan det leda till missade signaler och fördröjda svar på fel.

Föreställ dig att en reservgenerator för en vårdgivare inte märks av en separat instrumentpanel för energiövervakning, bara för att de två systemen inte är korrekt synkroniserade. Denna enda felpunkt utgör ett gap som kan leda till att det primära systemet förblir under full belastning, även om reservgeneratorn tyst överhettas.

Brister i hårdvaran och dåliga installationer ökar risken

Den vanligaste risklänken mellan IoT-enheter och dina system är den fysiska installationen. Brandrisker uppstår på grund av att kablar inte har terminerats korrekt eller att anslutningarna inte har dragits åt med rätt vridmoment. Ljusbågsfel från dåliga anslutningar är fortfarande den främsta orsaken till elektriska bränder, och IIoT-installationer lägger till komplexa lager i den processen.

Installera aldrig IIoT- eller enkel IoT-hårdvara utan att först rådfråga ett kvalificerat team av erfarna elektriker eller kriminaltekniska ingenjörer. De kan genomföra en elektrisk belastningsanalys och granska dina system för att säkerställa att anslutningarna är korrekta, fungerar som de ska och inte utsätter några komponenter för ytterligare påfrestningar. En “plug and play” IoT-enhet kan verka harmlös, men när den utsätts för påfrestningar kan den snabbt bidra till kretsfel och termisk antändning.

Överbelastning och obalanserad belastning från alltför många enheter

Det går inte att förneka IIoT:s förmåga att förbättra systemeffektiviteten. A senaste blogginlägget från den ledande tillverkaren GE belyser hur IIoT-teknik gör det möjligt för sensorer att samla in data, lagra den trådlöst och använda analys och maskininlärning (ML) för att tillhandahålla rapportering eller beslutsunderlag.

Även om dessa fördelar är stora kan de leda till att vissa företag överbelastar sina elsystem genom att anpassa tekniken för snabbt. Snöbollseffekten av dussintals enheter som kommunicerar med varandra dygnet runt gör att ytterligare ström dras och genererar mer värme. Du måste genomföra regelbundna elektriska belastningsanalyser för att minimera risken för överbelastning av grenkretsar och paneler.

De vanligaste IIoT-felkällorna

För att vara tydlig: IIoT finns i en mängd olika formfaktorer. Det som fungerar för en anläggning för avfall-till-energi i Houston kommer inte att vara detsamma för en anläggning för återvinning i Maine. Det är därför det är bra att anlita en ingenjörsfirma när man installerar flera IIoT-enheter. Du vill ha lite “heads up” om de vanligaste IIoT-felkällorna, t.ex:

• Sensordata blir felaktiga, flaggor av dålig kvalitet samlas in
• Kontrollfel med PLC:er eller styrenheter som inte har en reservströmkälla på plats
• Fel i styrkommunikationen på grund av fel i nätverkskommunikationen
• Långa förseningar i programuppdateringar orsakar systematiska överbelastningar
• Felaktiga eller överbelastade kretsar
• Dålig installation och dåligt underhåll
• Föråldrad eller skadad utrustning
• Cyberattacker tar kontroll över uppkopplade industriella miljöer
• Miljöfaktorer
• Grov oaktsamhet på grund av felaktig utbildning och tillsyn

IIoT är inte farligt i sig självt. När de implementeras väl och underhålls på rätt sätt kan de minska risken för elbränder avsevärt. Smarta sensorer kan hjälpa till att upptäcka onormala värmesignaturer innan brytaren löser ut eller varna team för kretsbelastningar från problem med lastbalansering. Det kan till och med finnas automatiserade avstängningsprotokoll för att isolera fel och begränsa termisk uppbyggnad. Alla dessa fördelar är dock beroende av ett rent, säkert och välintegrerat nätverk.

Med andra ord är IIoT bara så säkert som den infrastruktur och de processer som stöder det. Du måste planera regelbundna inspektioner av kvalificerade ingenjörer, se till att programvaran är uppdaterad, utbilda dina anställda och chefer i cybersäkerhetsåtgärder och se till att alla, från toppen och nedåt, förstår riskerna.

Bästa praxis för ingenjörsteam och fastighetsförvaltare

På Dreiym Engineering vill vi inte komma till din plats för en rättsmedicinsk teknisk konsultation efter en brand. Om vi är där betyder det att något riktigt illa har hänt och att du behöver en expert. Vi vill mycket hellre hjälpa dig att förhindra skador från första början. Här är några praktiska tips som du kan använda för att se till att dina IIoT-enheter inte orsakar någon skada:

• Planera alltid in regelbundna analyser av elbelastningen så att obalanser i belastningen eller påfrestningar på kretsarna inte går obemärkta förbi.
• Använd interna team eller anlita konsulter för cyberfysiska revisioner för att verifiera samspelet mellan dina digitala system och den fysiska infrastrukturen, särskilt när det gäller ställverk och kontrollrum.
• Tillämpa olika åtkomstkontroller för SCADA- och IIoT-enheter samt säker konfiguration av enheter.
• Samla alla dina övervakningssystem (HVAC, el, reservkraft, vatten etc.) så att de kommunicerar via en enda instrumentpanel som dina chefer snabbt kan utvärdera.

Den sista förebyggande åtgärden du bör vidta är att verifiera alla installationer med en expert. Riskera inte att låta en praktikant installera sensorer om de saknar rätt utbildning. Du vill ha någon med expertis inom området så att du inte bara får systemet online på rätt sätt, utan också får insikt i hur du underhåller det eller identifierar potentiella fel i framtiden.

Låt inte smarta enheter orsaka dumma bränder

IIoT-enheternas kraft förändrar drastiskt hur tillverknings- och industrianläggningar fungerar. Tricket är att inte låta cyberfysikalisk säkerhet bli ett problem för brandsäkerheten i frontlinjen. Även om varje sensor eller styrenhet kan ge förbättrad insyn, medför den också ytterligare sårbarheter.

Gör ditt bästa för att undvika IoT-fel, oavsett om det beror på hackning, dålig integration eller hårdvarufel, genom att samarbeta med experter. När det är gjort, anställ vårt team på Dreiym Engineering för revisioner, elektrisk lastbalansering, jordtestning och kortslutningsanalys. Vi kan erbjuda den där lilla extra sinnesfriden som du, din försäkring och ditt juridiska team föredrar.