PLC 网络通信技术在远程监控中的实践策略研究

一、引言

工业 4.0 时代，工业生产智能化、自动化的实现离不开远程监控技术的重要支撑，工作人员借助远程监控能实时掌握工业现场设备运行状态、生产数据等信息，从而及时发现处理异常情况，提高生产效率和安全性。工业控制领域核心控制器 PLC 逻辑控制能力强大且可靠性高，在各类工业场景广泛应用，其网络通信技术是远程监控的关键桥梁，将 PLC 与远程监控中心相连以实现数据传输交互，但在实际应用里，PLC 网络通信技术在远程监控中面临不少挑战，并且数据传输过程中的安全性也备受关注，信息要是泄露或者被篡改，工业生产可能遭受巨大损失，研究 PLC 网络通信技术在远程监控中的实践策略很有现实意义。

二、PLC 网络通信技术概述

（一）基本原理

PLC 网络通信技术就是利用特定通信协议与网络拓扑结构，将 PLC 和传感器、执行器、远程监控终端等其他设备连接起来以达成数据传输与交换，其基本原理为现场设备的状态信息和数据由 PLC 的输入模块采集，经内部逻辑运算和处理后由输出模块控制现场设备运行，并且处理后的数据被 PLC 经通信接口发往网络，远程监控中心在网络上接收这些数据加以分析处理后向 PLC 发送控制指令，从而实现对现场设备的远程控制[1]。

（二）常见类型

1.现场总线技术

工业现场设备之间通信有一种数字化、串行、多点通信技术即现场总线技术，其结构简单、成本低、可靠性高且适用于近距离、低速数据传输，PROFIBUS、Modbus、CAN 总线等是常见的现场总线技术，以 PROFIBUS为例，这一现场总线标准在制造业自动化、过程自动化等领域应用广泛且能够实现 PLC 与传感器、执行器等设备间的高速数据传输。

2.工业以太网技术

以太网技术发展出的工业以太网技术是一种传输速度快、带宽大、兼容性佳，适合中远距离、高速数据传输的工业通信技术，其硬件和软件设计特殊，能适应抗电磁干扰、耐高低温等工业现场恶劣环境，EtherNet/IP、PROFINET、ModbusTCP/IP 等是常见的工业以太网技术，其中 EtherNet/IP是基于以太网和 TCP/IP 协议的工业通信标准，可让 PLC 和其他设备无缝连接并交换数据。

三、PLC 网络通信技术在远程监控中存在的问题

（一）通信稳定性不足

工业现场环境往往很恶劣，有大量电磁干扰、振动、温度变化之类的因素，PLC 网络通信稳定性受这些因素严重影响，像电磁干扰会造成数据传输错误、通信中断等状况，振动能让通信线路接触不良，干扰数据正常传输，温度变化太大电子设备性能就可能受影响，通信可靠性会降低，网络负载过重、通信协议不完善，也会使通信稳定性变差。

（二）数据传输安全性低

远程监控里，PLC 和远程监控中心传输的数据常关联工业生产的关键信息，像生产计划、设备参数、工艺配方啥的，这些数据的安全极为关键，要是有信息泄露、被篡改或者遭到恶意攻击这类情况，就可能引发生产事故、带来经济损失等严重后果，可现在好多 PLC 网络通信系统没有效的安全防护措施，数据传输时易受攻击，明文传输数据容易被窃听，身份认证机制的缺乏可能使非法用户接入系统，没有数据加密功能，数据的完整性和机密性就没法保证。

（三）设备兼容性差

PLC 设备与其他工业控制设备品牌、型号不通信协议、接口标准存在差异，会使设备间产生兼容性问题，构建远程监控系统需将不同类型设备连入同一网络以实现数据共享交互，但由于兼容性问题，系统集成往往要花费大量时间精力，不仅增加系统成本，还可能影响稳定性和可靠性，有的品牌 PLC 只支持特定通信协议，与其他品牌设备不能直接通信，要靠网关或者协议转换器转换，这会让系统更复杂且数据传输可能延迟[2]。

（四）故障诊断困难

PLC 网络通信系统里设备和线路多，通信故障时故障点很难被快速准确定位，传统故障诊断法以人工排查为主效率低且易出现漏诊误诊，而且部分 PLC 设备自诊断功能不完善，故障信息不能及时发给远程监控中心也加大了故障诊断的难度，故障若不及时诊断会使通信中断时间延长，远程监控效果和工业生产正常进行都会受到影响。

四、PLC 网络通信技术在远程监控中的实践策略

（一）优化网络拓扑结构

PLC 网络通信稳定性需靠合理的网络拓扑结构来保证，在远程监控系统里要根据工业现场实际情况挑选合适的网络拓扑结构，设备分布集中的场景星型拓扑结构较为合适，因其易于维护且可靠性高，而设备分布分散且距离远的场景可用总线型或者环型拓扑结构，总线型成本低、易扩展，环型可靠性和抗干扰能力强。网络布线时应尽量避开电机、变压器这些电磁干扰源，采用屏蔽电缆布线且处理好接地，这样可减少电磁干扰对通信的影响，增加网络节点的冗余设计，如双网卡、双线路等能提高网络可靠性，当一条线路或者一个节点出故障时系统会自动切换到备用的，从而保证通信的连续性[3]。

（二）加强数据加密与认证

要提高数据传输的安全性，有效的加密与认证措施必不可少，数据传输时，可使用像 DES、AES 这类对称加密算法或者 RSA 这种非对称加密算法加密数据，保证传输中的数据不被窃听、篡改，并且要建立完备的身份认证机制，验证接入网络的设备和用户身份，只有验证通过的才能接入系统，避免非法入侵，也可以使用防火墙、入侵检测系统等安全设备，它们能实时监控和防护网络，及时发现、处理网络攻击行为，还应定期扫描系统安全漏洞、评估风险，及时修补漏洞以提升系统安全性。

（三）提升设备兼容性

设备兼容性问题咋解决？选PLC 设备还有其他工业控制设备的时候尽量挑支持 Modbus、TCP/IP 之类通用通信协议的产品，这些通用协议兼容性挺好能实现不同品牌、型号设备之间的互联互通，要是设备不支持通用协议可以用网关或者协议转换器来转换协议将设备接入统一网络，并且设备厂商之间要加强合作交流推动统一通信标准和接口规范的制定以减少设备兼容性差异，系统集成的时候要充分测试调试以保证不同设备正常通信和数据交换。

（四）建立完善的故障诊断机制

建立完善的故障诊断机制是提高 PLC 网络通信系统可靠性的重要保障。可以采用基于人工智能、大数据等技术的故障诊断方法，对网络中的设备运行状态、通信数据等进行实时监测和分析，及时发现潜在的故障隐患，并提前进行预警和处理。在 PLC 设备中增加自诊断功能，使其能够实时监测自身的运行状态，当出现故障时，能够自动记录故障信息，并及时向远程监控中心发送故障报警信号。远程监控中心接收到故障报警信号后，能够根据故障信息快速定位故障点，并指导维修人员进行维修。此外，还可以建立故障诊断知识库，将以往的故障案例和诊断经验存储起来，为故障诊断提供参考，提高故障诊断的效率和准确性。

结束语

综上所述，PLC 网络通信技术是实现远程监控的关键，其常见类型包括现场总线技术和工业以太网技术。在远程监控应用中，PLC 网络通信技术存在着通信稳定性不足、数据传输安全性低、设备兼容性差、故障诊断困难等问题；通过优化网络拓扑结构、加强数据加密与认证、提升设备兼容性、建立完善的故障诊断机制等实践策略，能够有效解决上述问题，提高 PLC 网络通信技术在远程监控中的应用效果。随着工业互联网、人工智能、5G 等新兴技术的不断发展，PLC 网络通信技术在远程监控中的应用将迎来新的机遇和挑战，在未来的研究中，需要进一步深入探索 PLC 网络通信技术与新兴技术的融合应用，不断优化实践策略，提高远程监控系统的性能和可靠性，为工业生产的智能化和高效化提供更强有力的支撑。

参考文献：

[1]徐焕. 基于人工智能的网络通信信息数据安全加密技术研究[J].中国高新科技,2025,(12):109-111.DOI:10.13535/j.cnki.10-1507/n.2025.12.33.

[2]杨思琦. 基于网络通信技术的智能农业机械系统建模与优化研究[J].中国农机装备,2025,(06):65-68.

[3]王田园.网络通信中的数据信息安全保障技术研究[C]//中国电力设备管理协会.全国绿色数智电力设备技术创新成果展示会论文集（二）.国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心通信发明审查部;,2024:241-242.

作者简介：李志鹏（1982.10.24），性别：男；籍贯：河南；民族：汉；学历：本科、学士；职称：工程师；研究方向：自动化；