基于PLC的电力供电系统自动化监控系统

基于PLC的电力供电系统自动化监控系统

宋连安

身份证号：372524197210165678

摘要：电力监控系统是指基于计算机及网络技术，以通信、数据网络及智能设备为基础支撑，用于监视和控制电力生产及供应过程的业务系统。由于电力监控系统在电力生产过程中的角色和功能特性，其系统漏洞和后门极易被利用进行恶意入侵，并通过计算机病毒或恶意代码实施破坏和攻击，导致系统被劫持或沦陷，对电力系统生产安全运行造成严重危害。我国电力监控系统安全防护经过不断的强化完善，已经逐步实现了从静态布防到动态管控的转变，但是在发电厂侧，电力监控系统在安全防护技术、应急备用措施和安全管理方面仍然缺乏全面立体的安全防护体系。电力监控系统是电力系统安全稳定运行和电力可靠供应的关键支撑，随着网络规模急剧扩大和网络空间一体化不断推进，电力监控系统网络安全的管控方式、策略和逻辑愈加复杂。

关键词：PLC技术；电力；自动化监控

引言

PLC技术是工业自动化技术中的重要技术，PLC技术具有较高的控制性能，PLC技术是利用单片机实现系统控制的重要技术。PLC技术目前广泛应用于自动化控制以及供配电系统中。电力供电系统自动化监控系统中的PLC技术不仅应该具有高效的控制性能，同时还应满足电力供电系统的扩展性需求。为了令PLC技术更好地适应电力供电系统自动化监控的控制需求，用户可以利用自主选择方式选择系统应用模块，满足电力供电系统自动化监控系统的多样化需求。将PLC技术应用于电力供电系统自动化监控中，提升电力供电系统自动化监控的工作效率。电力供电系统管理人员可以依据自动化监控结果，调整电力系统供配电情况，改善电力供电系统的供配电质量。通过自动化监控系统，实时发现电力供电系统运行中存在的异常，避免电力供电系统出现安全风险。研究基于PLC的电力供电系统自动化监控系统，通过系统测试验证所设计系统可以实现电力供电系统的全方位监控，提升电力供电系统的运行可靠性。

1电力系统调度与监控自动化

网络技术快速发展已被应用于不同领域，其中包括电力调度自动化技术。电力自动化系统的应用需要利用先进的计算机网络技术，而信息技术在电力系统运行中发挥着关键作用。在电力系统调度和监控中，调度信息的管理是重要环节。应以智能电网需求为出发点，为调度监控提供科学、合理的预警系统支持，全面处理和分析实时调度信息，为及时有效地控制电网运行提供便利，保证整个电网运行的科学性和有序性。但是，我国还有很多地区没有制定科学的电力系统调度预警制度，部分电力系统缺乏系统管理信息，合理化、分级化的层次化管理工作不足，无法满足调度需求。为了提升调度监控管理信息的能力，要实时、全面地收集各个节点电网运行信息，准确分类和分析各种信息，及时追踪异常动态，扩大智能电网发展规模，为监控人员顺利开展工作提供必要的参考。为避免电力系统调度和监控异常带来的不利影响，要不断总结实践经验，找到正确的解决方案。除了改进制度、硬件、系统等，要有效提升技术人员的专业能力，更加全面地改进和解决问题，进一步增强电力系统调度监控效果。

2电力监控系统安全现状

近几年，由于国内外安全形势日益严峻，我国越来越重视电力基础设施的安全，电力监控系统安全防护是以“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”为防护策略，其核心内容是加强边界防护。采用基于边界保护的物理隔离无法有效抵抗高级病毒软件的入侵。入侵通过直接修改ELF文件的方法来实现，而系统本身并不会对执行的代码进行完整性和合法性检测，因而让很多病毒程序以及木马程序有机可乘。电力监控系统程序、动态库、组件等基于代码签名验证是一种能够有效防止病毒以及其他恶意代码入侵的方法。因此，提出了一种基于ELF文件格式的代码签名验证机制，通过提供更加灵活的分级验证方式，进一步提高验证效率，并且使系统在安全性与效率方面取得平衡。以自主可控操作系统为平台，采用操作系统内核对文件签名验证的安全机制，同时结合国产密码算法与调度数字证书安全技术，可实现电力监控系统本体安全。

3电力供电系统自动化监控系统

3.1PLC可编程逻辑控制芯片PLC可编程逻辑控制芯片位于系统的PLC控制模块中。选取西门子公司的6ES72210BA23-0xA0的PLC可编程逻辑控制芯片作为电力供电系统自动化监控系统的NANDFLASH，芯片容量为128MB。系统采用3.5V的电源为PLC可编程逻辑控制芯片供电，PLC可编程逻辑控制芯片工作电压为2.8V-3.8V。电力供电系统自动化监控系统运行时，除了设置DSP、SOC等控制部件外，还需要设置控制PLC芯片通信、调试、存储等辅助外围设备，即需要设置PLC可编程逻辑控制芯片的外围设备。PLC可编程逻辑控制芯片的运行性能决定了系统的监控性能，系统需要针对PLC芯片设计操作程序，利用所设计操作程序管理系统中存储器分配情况、系统任务调度以及中断处理等各项软件程序。通过PLC软件设计为PLC可编程逻辑控制提供操作程序。所采用PLC可编程逻辑控制芯片的ISA总线具有16位的数据宽度，包含输入继电器和输出继电器各64个，PLC可编程逻辑控制芯片的数据线宽度为8位，数据线利用TSOP封装。控制模块中的S3C2510芯片包含NANDFLASH存储功能。

3.2综合防护

综合防护要对电力监控系统从主机、网络设备、恶意代码防范、应用安全控制、审计、备份及容灾等多个层面进行信息安全防护。在主机上采取主机加固手段，只允许受信任的对象运行，固化安全环境；在控制区和非控制区之间部署防火墙保障系统安全，按照严格的安全规则过滤对所有流经的数据，杜绝越权访问，防止各类非法攻击行为；在生产控制大区与外部网络连接的核心交换机处部署入侵检测装置，识别网络中发生的入侵行为并实时报警；在生产控制大区边界部署防病毒网关，在主机、服务器及数据库安装恶意代码防范软件，保护数据传输的安全；在管理信息大区的办公区域布置下一代防火墙，抵御应用层攻击；在控制大区和非控制大区的过程监控层网络分别部署工控安全监测审计平台、日志审计与分析系统，对系统的重要操作进行记录、分析，对全网海量的日志数据进行集中收集，实现实时告警响应，准确定位追溯，低风险威胁；事先对系统数据进行备份和容灾，提高信息可靠性和可用性；采用漏洞检测工具对各个安全区域的工控系统进行周期的漏洞检测，在信息系统受到攻击或损害之前为管理员提供漏洞分析报告和修补建议。

结束语

为了适应当前社会不断发展的需求，电力供电系统应该提升自身的自动化水平，满足社会对电力供电系统的需求。将PLC技术应用于电力供电系统的自动化监控中，实现电力供电系统自动化水平的不断完善，提升电力供电系统的供电效率以及供电质量，保证电力供电系统维持稳定的供配电水平。通过系统测试验证，将该系统应用于电力供电系统中，可以降低电力供电系统的故障发生率，提升电力供电系统的供电稳定性，应用前景广泛。

参考文献

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