PLC在电力监控系统中的应用及其可靠性研究

摘要：PLC能够利用供电线路快速接入数字信号，在工业发展的各个领域已经得到了广泛使用，通过协同大数据、人工智能、物联网等，进一步提高了PLC技术应用的可靠性。文章以电力系统的发展为例，总结了时代发展对电力监控系统的技术要求，并从系统集成、数据采集与处理、安全保障与隐私保护、做好故障诊断与维护几个层面探索了PLC在电力监控系统中的具体应用方式。

关键词：电力监控系统；PLC；可靠性

引言

在智能化转型背景下，电力系统也在朝着规模化、数字化、智慧化的方向发展，在电力系统的运行过程中会出现大量数据，为了保障电力系统的安全、稳定运行，需要持续对监控系统进行更新和升级。PLC即可编程逻辑控制器，在现代工业自动化领域中有着广泛使用，将PLC应用在电力监控系统中，既能够提高监控系统的稳定性，也可以满足后续的扩展要求，有效规避系统运行中的各类安全风险。

1 时代发展对电力监控系统的技术要求

监控系统是电力系统的重要组成，需要满足几个技术要点：1）数据实时采集要求。电力监控系统需要满足多点采集、高频率采集要求，并且要确保数据采集的质量，能够随时反映出电力系统的运行状态，保障数据的稳定性和准确性，避免数据采集和传输受到外部因素的影响；2）极强的稳定性。电力监控系统的稳定性就是需要满足电力系统运行过程中冗余备份要求，并且在各类复杂的工况下也需要做到稳定运行，不能出现服务中断。针对各类关键数据都应该有冗余备份，即便一部分设备出现故障，也不会影响整个监控系统的运作；3）准确、及时的数据。要求能够满足监控系统的实时分析要求，还应当做到时延的最小化，在采集了数据之后，电力监控系统应该能够支持实时分析，精准得出结果，使得管理者可以借助数据分析结果做出正确决策；4）容易维护。电力监控系统的设计需要做到界面简洁、易于维护，便于操作人员迅速理解，还要支持远程手机、电脑端的访问，使技术人员可以随时查看、进行检查，同时，系统中的模块应该能够分步运行，如果某个模块需要维护升级，不会影响整个系统的运行；5）安全性要求。安全性就是要求电力监控系统需要能够满足数据加密以及防篡改要求，所有数据都需要进行加密处理，只有被授权人员才能够访问操作，还要能够及时检测出外部因素的干扰，具备一定的防篡改能力。

2  PLC在电力监控系统中的应用

2.1 系统集成

在系统集成之前，首要任务就是分析电力监控系统的具体功能和技术要求，确定所需的通信协议、数据采集要求、数据采集频率以及适合的设备类型，并与相关厂家共同制定好集成计划，选择适合的设备。目前，常用的标准化接口有OPC、Modbus等，这可以满足不同设备的数据交互要求。在集成环节完成之后即可进入测试，测试前先检查设备能否正常运转，通信是否稳定，做好数据测试，看系统有无满足预期要求。另外，为了满足电力系统的更新和升级要求，还需要跟踪技术发展，与供应商保持联系，在出现了新的软件工具和技术支持之后需要及时进行更新，以保障监控系统可以满足每个阶段的监控要求[1]。

2.2 数据采集与处理

根据需要采集的数据类型和采集频率来确定处理策略，不同电力监控系统的监控目标不同，在选择数据采集与处理方法之前需要确定好具体的电压、电流、温度等参数，合理选择设备和传感器，保障设备的可靠性和稳定性。同时，还要选择出对应的通信协议，确保数据可以安全、准确的传输到PLC中，适合的数据存储方式较多，可以采用云存储或者数据库，如果数据量较大，需要对数据进行压缩处理，以减小存储压力。在此基础上合理选择数据处理算法，对采集的数据进行统一处理，剔除其中的无用数据，获取到可靠、准确的数据。在系统中还要设置数据实时监测与分析模块，能够支持对数据的实时监控，设置好阈值，如果超过阈值，可判定有异常情况出现，需要及时采用应对措施。

2.3 安全保障与隐私保护

在电力系统运行过程中会产生大量隐私数据，如果被不法分子窃取或者外流，将会对电力企业造成极大损失，因此，数据安全与隐私保护也是必须要关注的问题，这主要是通过几个方式来实现：1）优化网络架构。在PLC在电力监控系统的应用过程中，需要将安全性提到应有高度，建立科学的电力监控安全管理制度，做到网络专用、纵向加密、横向隔离，并根据要求设置独立的网络安全专员，确保电力监控系统的运行安全[2]；2）加强设备管理。在当前的电力系统运行过程中，维护方面还存在问题，对此，技术人员要定期分析日志，及时发现安全隐患，根据日志分析结果修改设备配置，发挥出网络隔离作用，如果发现系统出现漏洞，要及时更新固件；3）做好安全检测。严格遵照《数据安全法》、《网络安全法》等法律法规的规定，做好数据安全风险等级保护、安全检测等工作，把好电力监控系统安全屏障；4）建立安全仿真实验环境。电力监控系统的稳定运行十分重要，对此，电力企业还需要联合技术部门出发构建仿真实验环境，这可以满足系统安全检测的要求，也支持各类应急演练和安全培训；5）做好数据备份。定期对电力监控系统中的数据进行备份，确保数据的可恢复性，如果遇到数据损坏或者其他的意外故障也不会影响数据的完整性；6）加强安全审计。建立完善的安全审计机制，将电力系统运行中的异常情况、用户操作全程记录下来，及时发现其中的安全隐患，制定应对措施；7）加强员工培训。提高员工的安全意识，使之充分认识到隐私保护和数据安全的重要性，使之能够具备网络攻击、恶意软件攻击的识别和应对能力。

2.4 做好故障诊断与维护

为了保障 PLC在电力监控系统中的应用可靠性，故障诊断和维护也不可或缺，在这一方面需要从几个角度来实现：1）加强实时监测。对设备状态和关键参数进行持续、有效的监测，设置警报机制，在发生异常情况时能够迅速响应和处理；2）做好故障诊断。在出现故障之后采用系统化方法进行排查，明确故障原因，采用对应的修复方式；3）建立维护记录系统。将维护过程和历史数据记录下来，定期进行纠偏，并建立紧急响应机制，利用紧急响应来识别出紧急情况和重大故障，在发生异常之后确保人员可以及时到达现场，进行修复处理；4）加强远程监控。利用远程监控技术手段满足远程维护要求，在系统出现故障之后，技术人员可以通过收集系统运行信息来支持远程故障诊断，这可以大大降低修复成本[3]。

3 PLC在电力监控系统中的应用可靠性

实践证明，将PLC应用到电力监控系统中可以有效提高安全防护水平，解决传统系统抗干扰能力较弱、安全防护效率偏低的问题。在电力系统需求出现高峰时，还支持手动化调整，同时，系统也具备了可扩展性，通过联合应用大数据、物联网、人工智能，还可进一步提高电力监控系统的数字化、自动化水平，使电力监控系统借助建模和数据分析为设备性能优化提供建议，可以有效处理各类突发故障，满足预防性维护的要求。

4 结语

在技术手段的进步下，PLC在工业领域得到了广泛使用，将其应用到电力监控系统中进一步提升了电力监控系统的自动化水平，也可保障监控系统的运行安全与可靠，借助于基于PLC的电力监控系统，能够实现远程操控、实时监测，做到对传输和分配的精准控制。PLC可以采集设备的数据参数，提供故障诊断和数据分析，在出现异常之后会提示技术人员进行处理，这可以大幅提升电力系统的运行安全性。在技术手段的进一步发展下，PLC的应用也会更为广泛，能够为电力行业的升级更新带来有效的技术工具。

参考文献：

[1]史彩丽. PLC技术在电力系统中的应用[J]. 现代工业经济和信息化，2024，14（6）：189-191.

[2]周爽. PLC在电力自动化系统中的应用研究[J]. 光源与照明，2024（4）：225-227.

[3]杨林松. 基于PLC的高速公路隧道电力监控系统优化设计[J]. 电子元器件与信息技术，2022，6（10）：179-182，199.