发布时间:2023-10-12 09:33:34
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的通信自动化技术样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
【关键词】配网自动化 配网通信 无线专网
智能电网的建设以“信息化、自动化、互动化”为特征,覆盖发电、输电、变电、配电、电、调度等环节为实现智能电网的配电自动化,必须利用经济合理、先进成熟的通信技术,建设好10kV配网通信,支持智能电网各类业务的灵活接入。
1配网自动化业务需求分析
配网自动化业务主要包括配电自动化和计量自动化业务,覆盖开关站、环网柜、柱上开关、公用/专用配网变压器、配电线路、220/380kV、低压抄表集中器等,主要业务特性及通信需求如下:
1.1 配电自动化业务
业务点范围:所有配网节点设备遥信信息的采集;部分配网节点(如重要开关)设备的遥测、遥控采集和控制。
业务采集范围:按照对配电自动化系统功能影响的重要程度,遥信、遥测和遥控要采集的信息分重要信息量和次要信息,装置流量约1k。
业务特性及通信需求:遥信、遥测业务通信时延
1.2 计量自动化业务
计量自动化业务以实现变电站、电厂、专变大客户、配变、低压客户供用电数据采集与管理的一体化应用为目标,在功能上实现负荷管理与负荷控制、厂站电能量数据自动采集、配变监测、低压抄表等业务管理。
1.3 配网自动化业务通信需求小结
安全性要求高:业务必须满足《电力二次系统安全防护总体方案》的要求,电力二次系统安全防护工作应坚持安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证的原则。可靠性要求高:通信设备应具备工业级可靠性,配网自动化的通信系统是在户外运行的,容易导致材料老化,
故要求能经受起恶劣气候的考验,同时能经受噪音、电磁、雷电等的干扰,保持稳定运行。
配网自动化节点数量十分庞大,信息点非常多且分散,覆盖范围很广。现阶段配网自动化业务通信需求紧迫,在满足业务高可靠性、安全性要求的同时,迅速实现配网自动化节点的广泛覆盖是配网通信最迫切需要解决的问题。
2配网通信技术分析
现有配网通信的覆盖规模、技术管理模式均不能满足“十二五”智能电网配网自动化业务的通信需求,如何选择合适的通信技术建设通信网络是配网通信目前的重点任务,以下从配网通信的网络架构、技术体制、投资等方面分析无线宽带专网在配网通信中应用的必要性和优势。常用的配网通信技术包括光纤通信、中压电力线载波、无线公网、无线宽带专网等,以下分析这些通信技术应用于配网通信建设的优缺点:
(1)光纤通信技术。光纤通信是电力通信网的主流技术,具有安全性、可靠性高、传输容量大、带宽高、传输距离长、抗电磁干扰性强、绝缘性能好等优势"然而由于受到配电网网架分布广散杂多特征的影响。
(2)中压电力载波通信。中压电力线载波通信是将信号按一定方式调制后,利用相应的耦合设备注入中压配电线传输,是电力系统特有的通信方式,其优点是可以利用现有的配电线路传输到电网关心的任何测控点,不需另铺专用通信线路,具有投资较低、安全性高等优势。但受限于其技术体制的影响,多年来载波技术并没在在配网通信中大规模的应用。
(3)基于无线公网的 GPRS/CDMA。无线公网对用户的数量没有限制,用户无需建网和维护,具有建设周期短、业务开展快、初期网络成本低等特点,但是电力系统业务并非公网运营商的核心业务和重点保障对象,无论从宽带安全性还是网络覆盖角度考虑,都不会为电力行业进行特殊的针对性保障,无线公网络适用于间断的、突发性的或频繁的少量的数据传输,及对通信速率、时延、中断率、安全性等要求不严格的场景,无法满足智能配网自动化高安全、高可靠的需求。
(4)基于无线宽带技术的无线专网。基于无线宽带技术的无线专网具备覆盖面广、施工难度低、实施周期短、组网灵活等特点,同时由于专网专用,其业务质量、宽带保证、安全隔离和覆盖范围都能很好地满足配网自动化业务需求,其主要的优势有:①带宽容量大,能满足配网自动化业务宽带化发展需求。②安全性高,无线宽带技术在解决通信系统面临的中断、篡改、窃听、伪造和抵赖等5类安全威胁的问题上,已在通信系统的认证性、机密性、完整性、可用性和不可否认性几个方面具备很成熟的标准、技术和加密算法。③施工容易,不涉及对线路的停电改造,施工周期短,可迅速实现大范围节点覆盖。
3配网通信技术规划建议
根据上述技术和投资分析,作为应用于配网的通信网络,业务对其安全性、可靠性等都有较严格要求,而且配用电业务有向宽带化迅速发展的趋势,不适合采用无线公网承载;而采用光纤通信、中压载波等技术无法在短时间内实现大范围覆盖。因此,为实现配网自动化,建设专网专用、可定制安全策略的、可自主管理的电力无线宽带专网是很有必要的。以下是对配网通信技术规划的建议:1、对于老城区业务点,以无线宽带专网为主。2、对于新接入的具高可靠、高安全要求的控制类业务点,以光纤通信技术为主,无线宽带专网为辅。3、对于大量的、分散的、以监测为主的业务节点:以无线宽带专网为主,公网通信技术作为补充。
4结语
无线宽带专网可以为电网公司提供先进的无线宽带接入技术,可实现配电网络业务的广泛接入,提供各种无线信息化应用,为电网公司提供更便捷的服务,全面提升电力行业的竞争力。如今智能电网时代即将到来,电力无线宽带专网作为智能配网通信的有效解决方案,不仅能支撑智能电网的各种需求,还具有良好的成本优势,节省通信网络建设的投资,因此,建设电力无线宽带专网具有良好的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]陈晖.GPRS 通信技术在配电网自动化监控系统中的应用[D].山东大学,2006.
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[3]丁道齐.中国电力通信必须适应电力市场发展的需要[J].电力系统通信,2003(5): 1-7.
随着现代通信技术的不断成熟也为电力行业的应用提供了基础,考虑到电力系统行业的实际需求,我们分析了现代通信技术的应用背景如下:
1、来自电力系统自动化的需求。
随着电力系统的发展,电力系统功能涉及的范围越来越广,而且功能也越来越复杂,这给电力系统的自动化管理增加了难度。电力系统对于通信的需求也越来越高,在这样的需求下,只有使用现代化的通信技术,完成电力系统的通信和联网,才能够满足当前电力系统的需求,这也是现代通信技术的发展的重要内因。
2、来自电力系统的客观要求。
电力自动系统设备数量逐渐的增多,自动化管理过程中对于通信的需求日益频繁,先要满足这种需求,单纯的依靠外部的通信手段已经无法满足其客观的需求,基于电力系统自动化管理当中的通信模块,逐渐的被独立出来逐渐的形成了电力自动化系统中的现代通信技术的应用。
3、电力行业技术发展的整体趋势。
随着电力行业中电网组建的不断加快,电网建设和电力自动化系统的实际应用,和其他新兴的技术一样现代化的通信技术的也在电力行业的整体发展中得到了重要的运用,这不但得益于电网新技术的进步,也是电网组建的重要需求,现代通信技术也满足了电网发展的整体趋势。
二、在电力自动化系统中现代通信技术的研究价值
现代通信技术和电力自动化系统的结合有着重要的实践研究价值。具体表现在以下三个方面:首先是现代通信技术是电力自动化系统发展的重要推动力,特别是考虑到电力系统的逐渐的走向智能化的发展方向,要实现对电力设备和系统的远程自动化管理,必须通过现代通信技术实现系统之间的联网,并借助现代化的管理手段和方法全面的提高其自动化的水平,因此研究电力系统中的通信技术势在必行。其次是研究电力系统能够反向促进现代通信技术的发展水平,随着现代通信技术不断发展,其在各个领域得到了快速的发展,无论是理论还是实际应用技术都获得了突破性的进展,电力系统的复杂性和高系统结构也考验了通信系统应用能力和范围,能够促进通信技术的成熟和完善。最后是能偶极大的促进电力系统的稳定性和可靠性,通过先进的网络通信和自动化控制技术的结合,能够为电力企业提供现代化的远程管理和在线监控,确保电力系统的稳定性和可靠性,从而提供更加优质的电力服务。
三、电力自动化系统中现代通信技术的应用与发展
随着国家对于现代化电网建设的重视,先进的通信网络已经得到了一定的应用,为此我们分析现代通信技术的应用现状,分析其发展的历程,通信技术将来的应用提供参考。其应用和发展经历了一下几个重要的阶段:首先是单通信阶段,即将简单的通信模组嵌入到电力自动化系统中,由于当时的电网较为简单,电力设备和系统的数量较少,电力系统之间的通信需求量比较少,通信技术只是作为一个补充技术得到应用。其次是分组通信的阶段,随着电力系统越来越复杂,人们开始认识到了电力系统中通信的重要性,极大的促进了通信技术的应用和发展,随着技术融合和系统升级的不断推进,逐渐的形成了固定分组的通信模式,相比于传统的电力系统管理,通信技术得到了一定的重视。最后是全面的网络通信阶段,借助互联网、移动通信、光纤通信等现代化的通信技术和手段,充分的应用到了电力自动化系统中,全面的提高了电力系统的通信水平。
四、结语
伴随国民经济的快速发展,科学技术的不断进步,我国的电力自动化通信技术随之呈现出逐步增长的发展趋势。其中电力自动化通信技术水平的不断提高,在电力系统中占据着至关重要的地位,这是因为电力作为社会主义市场经济的基础性产业,在一定程度上影响着经济的发展与社会的稳定。因而必须要确保电力自动化通信技术的平稳安全运行。
关键词:
电力自动化;通信技术;信息安全
最近几年来我国的电力经济建设朝着智能化、自动化以及信息化的方向发展。通讯技术作为电力自动化中核心组成要素,直接影响到了供电企业的安全性与稳定性。因而需要加强对电力自动化通讯技术的管理,以便更好的实现其经济效益与社会效益的可持续发展。
1电力自动化通信技术的简单概述
电力自动化通信系统是指信息技术与网络技术在逐步发展的过程中,最后被广泛于电力系统中的一个产物,它具备复杂性、系统性以及自动性等多个显著的特点。而且还需要在电力系统中将管理和安全防护展开紧密的整合,以便更好的为电力系统的自动、安全、高效运行奠定优良的基础。
2影响自动化通信信息安全的要素
2.1人为因素
人为因素又可以被分为意外与恶意两种状况,其中意外因素是指非人为主观意识上故意造成的安全问题,比如设计与操作上的失误等。而恶意因素则是指蓄意、恶意造成的网络安全问题,这对于全部信息系统而言都是一个巨大的破坏。
2.2自然因素
这一方面大多数是指以不可抗力作为前提发生的安全问题,比如系统遭受雷击发生火灾,这些因素都是不以人的意志作为转移的,这对于信息系统而言都会造成不可避免的巨大损失。当然为了有效的提升通信技术的安全水平,通常情况下都是通过对信息展开加密,以此来降低安全事故的发生,然而因为信息加密与密钥管理方面都存在着较多的漏洞,而且在信息传播的过程中,其信息极容易被破坏,从而进一步影响到电力系统的正常运转。
2.3硬件存有较多的安全隐患
在整个通信系统中,其自身硬件存在安全隐患也是造成安全问题的一个重要因素。其中通信系统站作为电力自动化控制的枢纽,相关数据都在这里进行汇集、处理,其突出的重要性也就要求其在运行过程中不得经常发生故障或受到恶意攻击,否则将会影响整个系统的正常运行,甚至造成系统瘫痪。
3电力自动化系统信息安全研究的现状
随着电力自动化系统的不断发展,无线通讯传输协议也在不断地改进,信息安全技术在电力行业中也得到了广泛的应用。国际电工委员会提出了公共信息模型的概念,在电力系统中使用公共信息模型,可以实现不同系统之间的信息交换和交互操作。同时,公用集成总线的规范也被国际电工委员会提出来,并被广泛的运用和推广。随着计算机虚拟化技术的逐渐成熟,人们渐渐考虑将将虚拟化技术应用于电力调度的中心机房,即在一个物理服务器上,利用分区即时实现多个虚拟机的运行,将不同的操作系统和应用程序压缩以后,增加物理服务器的硬件空间,实现在各个虚拟机之间的快速传输,最大化地利用物理服务器中的各项资源。实现服务器的虚拟化,可以减少虚拟机和硬件平台之间的依赖性,从而提高系统信息资源的安全性和可靠性。
4电力自动化通信技术的系统管理措施
4.1建立全面系统的网络管理系统
目前,电力网络管理系统的相关设备和技术主要依赖生产和设计厂家,比较片面,可能会对信息安全造成威胁。所以建立全面、系统的网络管理系统是十分重要的,它主要包括网元数据采集层、业务管理层、网元管理层等多个内容,具有全自动拓扑发现技术、多维度监控、故障智能预测与分析、支持多操作平台、支持分布式管理等特点,不仅能够进行全面实时的数据采集和传输,还可以在线进行故障预测和分析,对整个网络展开多角度、多方面的管理,从而减轻工作人员的工作负担,降低成本,提高经济效益。最重要的是,通过全面系统的管理,可以保证信息安全,进而保证整个电力系统的安全运行。总而言之,对于电力自动化通信技术的信息安全除了使用相关技术进行加密处理外,不断完善电力系统管理系统也是至关重要的。
4.2加强身份验证安全管理
影响电力通信网络管理系统的主要因素有通信系统规模、通信网络结构和技术经济指标等。而在电力系统实际工作中,只需针对不同问题采取相应的措施即可,假如想要更好的将监控和通信系统结合起来,就需要建立一个网元管理系统,以便对整个通信系统进行实时监控。当然在保证国家经济安全正常发展和人们生活水平提高上有着至关重要的作用。而电力通信作为电力系统的重要组成部分,其信息安全在很大程度上直接影响到电力系统的安全正常运行。因此,要重视电力通信技术—密码技术对信息安全防护的作用,同时要不断完善网络管理系统,对信息安全进行全面的实时的监管,保证信息安全,保证电力系统安全,促进社会经济健康可持续发展。在提高信息安全的工作中,通过加强身份验证管理也是保障网络安全的有效手段,通过与日常的工作流程进行结合,能够有效地避免重要资料发生非法访问。身份验证可分为身份识别和身份认证两个环节,其中身份识别指的是用户向系统出示自己身份证明的过程,而身份认证指的是系统对用户身份证明进行查核的过程,即对用户是否具备有其所要求权限。想要在身份验证方面加强安全管理,就必须在系统的安全登录、身份验证、访问控制、访问统计和审计等方面加以重视。
4.3加强安防技术的建设
在网络安全防范体系中,防火墙是第一道屏障,通过合理的选择和使用防火墙能够有效地提高通信网络抗恶意攻击的能力和系统的安全性。利用防火墙,能够在内部可信任网络和外部不可信任网络之间提供一个安全链接的单点。通过对防火墙可以实现功能的分析,逻辑上可以将防火墙简单地看作是一个分离器,同时又具备限制器和分析器的功能。当前阶段,运用极为广泛的防火墙技术还具有更加显著的优势,比如安全性、可伸展性以及可拓展性等,它们代表了防火墙技术的发展潮流。假如电力单位想要进一步提升信息安全水平,降低系统被恶意入侵与攻击的危害,就必须要加强对防火墙的建设,并及时展开维护与更新,为使得它可以全面的发挥出应有的效力。
4.4不断完善安全防范机制
在电力自动化通信系统中,由于涉及到的单位部门众多,如果没有一个健全的安全防范机制,将会造成信息安全问题频发。在安全防范机制的建立过程中要以严谨的逻辑性为原则,且要结合电力企业的自身实际情况对重点防范区域进行细致的划分,在实际的应用过程中,根据划分的区域设置不同的访问权限,实现对重要安全数据、资料信息的重点保护。这是因为网络设备是实现信息传输的硬件基础,假如想要更好的提升信息安全水平,就必须要对信息网络设备展开管理。而且在其具体的管理机制中,应该从信息网络的规划设计、设备采购、安装调试、运行维护以及技术更新等环节进行系统的管理,最终通过较为有效的激励奖罚体制来提升相关工作人员的责任意识与主观能动性。
5总结
综上所述,电力作为国民经济的支柱性产业,在确保国家经济的安全平稳运行上有着至关重要的作用。其中,电力通信作为电力系统的重要组成部分,它的信息安全会直接影响到电力系统的正常运转。这就需要逐步健全网络管理系统,并同时对信息安全展开综合全面的监管,为确保信息的安全与平稳,从而进一步推动社会经济的健康发展。
参考文献
【关键词】配网 自动化 通信技术 应用
配网自动化指的是通过当前电子技术、通讯技术、网络技术以及计算机技术,展现出配电系统正常运转以及事故状况下的保护、监督、控制以及配电管理的现代化。随着经济的不断发展,使得我国的电力事业获得了迅猛的发展,取得了较大的成功,也给我国的经济发展乃至社会的稳步提高给予了较大的贡献,使得人们对于供电的可靠性提出了更高层次的标准。
1 配网自动化现状分析
国外早在70年代就已经提出了配网自动化的概念,经历了20多年的发展,到了20世纪90年代时,配网自动化系统的规划、建设、设计、管理等方面已经基本构成了结合变电所自动化、电容器组调节控制、馈线分段开关测控、客户负荷控制以及远程抄表等系统为一体的配电管理体系,例如欧洲的法国、亚洲的韩国、日本等国家都通过本国的自身需求实现了配网的自动化,而且获得了非常好的成效。
我国的配网自动化开始于20世纪90年代,比国外落后了20多年,到目前为止一直都在对配电网自动化进行不断的研究与探索,期间也对配电网GIS、配电网DA、配电网SCADA等做过试点以及分析,获得了一些宝贵的经验,而因为被一次设备以及通讯技术条件所约束,并没有获得真正的成功。我国大多数配网自动化项目在真正的实施过程里主要通过试点的方式进行,大批量的实施依旧没有进行。由于配网一次设备以及通讯网络技术的进步,使得近几年来执行的配电网自动化局部项目应用研究非常成功,给配电网自动化的规划建设给予了良好的铺垫。
2 配网自动化对通信技术的要求
(1)可靠性。配网的通信设备大多数于室外,要具备抵抗风、雨、雷、电、冰雹、雪等十分恶劣的天气,并且还要经受住长时间日晒的问题。通信技术要抵抗强电磁干扰以及雷电天气,在遇到停电或者电网出现问题时,要能够通过本身的电力确保通信的时间,这也属于一个非常主要的要求之一,并且通信设施大多数会安置在杆塔上端,要考量到安装以及维修是否便利的问题。(2)质量性。高可靠性的保护传输通信,保障了几点保护设备的正确运转以及迅速切除,有利于提升继电保护动作的性能,提升电力系统的稳定性。(3)经济性。通信系统的建设经费同先进性相互矛盾,要选择先进性以及建设经费的最佳结合,令性价比呈现出最高的状态。(4)开放性与扩充性。因为配网系统具有不同厂家设施以及不同通信方式与协议,创建配电通信主网时必须选取开放性能良好的通信技术,并且配电设施要逐年增加,通信技术的寻址方式必须要灵活有效,并且要有充沛的容量。为了保护投资,要选择能够平滑升级的通信技术。(5)双向通信能力以及传输速率。要确保配电自动化系统在功能方面可以进行双向通信,也要实现通信的实时性要求。并且,对于设计通信方式时,要预留出充分的带宽,用来实现以后系统扩建的需求。
3 通用配网通信技术通信方式
3.1 有线配网通信
(1)以太网交换机。以太网指的是通过美国三家公司通过联合研发的基带局域网规范,属于当前最常用的一类通信协议准则。源于此类工业级以太网交换机的先天优越性较为突出,数字化IP通信和高宽带成为了优点。可是高额的组网价格以及适配价格约束了在配电范围的发挥。(2)PLC电力载波配电技术。PLC作为配电载波通信集能量流以及信息流为一体的,通过当前配电网络为准则,体现测控点的全程监控。载波通信并不用另外的成本设置通信线路,加大程度节约了工程建设费用。可是低成本也存在着相应的隐患。技术自身限制较多,在节点处的信号反射衰减非常严重,有效信息被很多因素所影响而导致质量欠佳,较难接收。并且,由于被自然界不可抗力的影响,真正的配电线时常会出现一些结构上的改变。这种微弱的改变严重制约了载波配电通信,还会产生无信号接收的状况。假如其他电力线出现相类似的频率,就会出现同频相互影响的问题。(3)SDH/MSTP。SDH/MSTP通信具有非常明确的层次,确保机制丰富,能够体现从上自下的集中式管理。可是SDH/MSTP的终端带宽使用率有限,如果在环境良好、供电可靠的环境下则会表现良好,可是如果条件相反表现的则会差强人意。(4)RS232/485光猫。通过RS232/485作为借口的配电自动化设施,通过光猫的设备在组网下通过总线式进行串联。并且,除此之外的通信线路铺设容易和当前电力线路造成影响,稳定性以及可靠性无法令人满意。
3.2 无线配网通信
(1)GPRS技术。电力技术通过外包的方式运用GPRS技术进行配网。GPRS供应了理论方面的双向通信能力并且维护的成本较低。可是在现实生活中,GPRS的双向通信能力差强人意,可靠性较差,延迟性较高,无法实现电力的实际需求。(2)数传电台。数据电台技术传统且落后,对于非常多的配变自动化终端的实施转变,此技术没有办法供应实际可操作的处理办法。由于技术自身的不足,使得扩容非常困难,频谱狭窄令数据电台只可以在最小的范围里进行通信。
4 结束语
配电网通信作为配电网自动化通信技术最主要的构成内容,通信系统是否安全、可靠成为了体现配电网自动化的主要保障。以当前成熟的通信方式来看,没有哪一个通信方法是可以单独实现配电网通信需求的,要本着可靠性、经济性以及先进性相融合的方式,通过应用的场地、通信的频率、安全性、实时性、可靠性以及数据量的需求,对不同通道的投资以及维修成本进行技术论证,通过因地制宜的方式融合不同通信方式进行组合。
参考文献
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关键词:通信技术;PLC自动化控制系统;应用
1通信技术的简析
通信技术也被称之为通信工程,是目前在电子工程中经常使用到的一个基础学科,它主要是为了解决通信过程中信息的传递以及信息处理的工作。随着计算机网络的出现,以计算机网络为媒介的通信系统已经基本形成,随着计算机技术和自动化技术的不断进步,通信系统迎来了新的发展阶段。现阶段通信技术的不断发展,目前已经形成了一套全新自动化控制系统,它可以将整个企业的生产纳入到一个整体的框架之内,通过利用先进的科学技术,将通信技术与控制系统进行完美地融合。
2PLC自动化控制系统
PLC自动控制系统是目前控制系统中最为重要的组成部分,它的运行质量决定着企业整个生产系统的运行质量,对于企业整体的运行有着至关重要的作用,如果在PLC自动控股系统的运行过程中出现问题,就会导致整个生产系统无法正常运转,从而导致企业相关系统陷入瘫痪。PLC自动控制系统的运行程序需要专业的技术人员进行编程,同时要对整个系统进行详细的检查,并且要根据企业的实际需要,对PLC自动控制系统中的数据进行调整。通信技术在PLC自动化技术中的应用可以进行人为的选择,其中目前使用比较多的是西门子57--200系列,该技术是在实际的应用工程中已经充分的展现了其特有的优势,它的中央处理器可以满足系统当中不同接口的需求,同时也支持现场总线的技术要求。
3通信技术在PLC自动化控制系统应用中的优势
通信技术在PLC系统化控制系统中的优势有很多,本文主要以控制网络的多样性进行分析。对于PLC的控制网络而言主要是包括了简单网络以及多级复杂网络这两种类型[1]。1)简单网络。简单网络指的是在信息网络中,主站主要是个人计算机,而从站指的是同一个类型的PLC,以此为基础建立的一套控制系统。个人计算机在这套系统当中主要发挥的作用相当于大脑,而PLC就是执行,通过个人计算机来完成编程等操作,利用PLC进行控制,以此完成作业。当然简单网络中也可以使用一台PLC为主站,利用一台或者几台其他类型的PLC为从站进行工作,但是需要注意的是在这种情况下,作为主站的PLC必须要配备一些其他的配套设备,否则将无法进行操作。2)多级复杂网络。这种网络模式现在主要是应用于一些大型的企业当中。目前由于PLC的产生过程不一样,所以就是造成自动化系统中层级和功能存在差异,比如一般制造商在生产过程中会将其分为三个层级,上层主要是对企业的总体生产情况进行控制,中层是对企业在生产过程的一些情况进行改良,底层则是对生产的现场进行优化。由于大型企业内部运行过程中涉及到的部门比较多,想要实现企业的正常运转就必须使用这种多级复杂的网络,它可以利用多级控制的优势,精准地对企业的各个部门进行控制。
4通信技术在PLC自动化控制系统应用中存在的问题
4.1通信协议做不到一致
通信技术在PLC自动化控制系统应用过程中,通信协议无法统一是一个比较棘手的问题。在实际的应用过程中,这种缺陷导致了企业各个部门很难做到切实有效地沟通,例如在底层网络和中层网络之间,由于通信协议不一致就导致在沟通的过程中存在时间差,很难保证沟通的及时性。在企业使用的通信协议中,包括了点对点接口协议、USS协议等多种协议类型,虽然不同的协议有着不同的特点,但是在实际的使用过程中,众多的协议就导致工作人员在使用时很难正确选择,阻碍企业的正常发展。
4.2难以适应大规模企业的发展需要
通信技术在PLC自动化系统中经常使用到的一种系统名为集散控制系统。这套控制系统使用起来比较简单,操作过程也不复杂,但是在面对一些大规模的企业时,一旦通信数量过大,就会造成系统的瘫痪,很难有效地保障企业内部的沟通。
5通信技术在PLC自动化控制系统中应用的改善措施
5.1大力发展PROFIBUS技术的应用
PROFIBUS技术组主要有三个部分组成,分别是DP、PA以及FMS。DP这部分主要是应用在生产现场,其主要的作用是针对生产现场使用的一些设备之间的信息传输工作,并且可以建立起一些简单的通信系统。现阶段在PROFIBUS技术的使用过程中,DP是其重要的组成部分,甚至DP在一定程度上就是PROFIBUS技术的代名词。FMS部分主要是应用于企业生产车间等范围比较大的地方,主要的工作就是进行较大范围的图文转换。它对于各部门之间的通信图文进行统一的规范,极大地解决了因为通信协议不一致所造成的通信阻碍,满足了企业各部门之间的通信往来[2]。
5.2提高现场总线技术的统一性
从我国目前企业的发展过程中不难看出,现场总线技术的应用在一定程度上解决了企业管理的难题,促进了企业的长足发展。但是现阶段使用的现场总线技术差异性比较大,企业使用的现场总线技术标准也各不相同,从而制约了企业的进一步发展。并且在现场总线技术的过程中,其通信协议的标准也是五花八门,从而造成企业各部门之间的沟通不畅,为企业的发展增加了阻碍。所以,未来通信技术在PLC自动化控制系统应用的过程中,要提高现场总线技术的统一性,为企业健康有序的发展保驾护航。
5.3提高信息纠错能力
对于所有的信息技术而言,其本身所具备的信息纠错能力都是检验该系统运行能力的一个重要方面,有效地鉴别错误信息,也是通信技术所必备的一个技术环节。在数据信息传输的过程中,不可避免地存在着很多的错误信息,如果这些错误信息没有被及时地检验出来,很可能导致系统在运行的过程中出现问题,最终很可能导致工作人员出现工作的失误,进而给企业造成一定的损失。所以,就要求通信系统在运行的过程中要具备强大的信息纠错能力,能够及时地发现错误信息,并能够及时地纠正。目前通信系统中经常使用的纠错方法有很多类型,简单一点的有奇偶检验矩阵、方阵码等,而面对一些比较复杂的情况通常使用的CRC检错[3]。所以,未来通信技术在PLC自动化控制系统应用的过程中,要不断提高通信系统的信息纠错能力,并且无论使用哪种纠错的方法都要保证纠错的效率和质量。
6结语
PLC自动化控制系统在我国各行各业中都有着广泛地使用,为我国企业的健康发展贡献了巨大的力量,而通信技术进一步提升了PLC自动化控制系统的使用效果。因此在未来的发展过程中,相关企业要不断提高对通信技术在PLC自动化控制系统中应用的重视程度,从而保障企业的可持续发展。
参考文献
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【关键词】电力自动化通信技术 信息安全 安全隐患 对策
目前,我国电力自动化通信系统中的信息存在一定的安全漏洞,严重威胁了通信系统信息的安全性,面对这一现状,找出其问题所在,及时采取行之有效的措施加以解决势在必行,它是保证电力自动化通信系统中信息安全的重要手段。
一、电力通信系统安全防护体系
电力通信系统安全防护体系是在电力通信中常出现一些故障等安全隐患的情况下应运而生的,对于电力通信系统而言,其主要作用是预防和处理电力通信系统中存在的安全漏洞。该防护体系改善了电力通信系统管理中的不合理因素,利用其内部的防护技术对电力通信系统中的信心安全进行科学有效的管理。然而其具体所要保护的对象与传统的信心安全工程防护体系存在本质上的区别,电力通信系统安全防护体系,更侧重于管理其内部的相关技术及机制,而传统的信息安全防护体系则主要是对管理设备进行安全防护,从管理侧重点来看,现代信息安全防护体系管理中的特点,现代化的电力通信系统安全防护体系融入了一系列的管理策略及管理理念,降低了其对通信设备的依赖性,使电力通信系统更加科学合理的运行。
二、电力自动化通信系统中存在的安全隐患
电力自动化通信技术在电力企业已经广泛推广开来,它给电力企业带来了一定的发展机遇,但同时也面临着诸多挑战,电力自动化通信技术中的信息安全存在一定的安全漏洞影响了电力通信系统的正常运行,以下是笔者总结的关于电力自动化通信系统中存在的主要安全隐患。
(一)电力通信系统中心站的安全隐患。中心站是电力通信系统运行的重要组成部分,它是一个集合电力通信系统内部各子站数据的节点,同时也是通信应用系统与外部进行数据收发连接等操作的一个接口,它存在很大的安全隐患,因为一旦有入侵者攻击该节点或者是接口,那么整个通信系统的操作数据就会呈现在入侵者面前,从而无法保证通信系统内部的信息安全。
(二)电力通信系统无线终端的安全隐患。无线终端是电力通信系统中最基本的构造,它是利用通信系统的子站与中心站之间的相互配合进行通信的,电力通信系统内部有若干条无线终端,然而数据越多,越容易影响电力通信系统的运行,其在运行中也有一些潜在的安全隐患。就电力通信系统中的应用系统来讲,保护系统中的信息安全与该系统的业务其地位是相同的,要提高保护系统中信息的安全性,就要确保电力通信系统的安全访问,要让信息具备一定的识别性,对于应该看到信息的人可以让其随意查看信息,而对于有非法意图者则应该及时拦截,阻止其查看信息,以此来提高电力通信系统的安全性。
三、电力通信系统中保护信息安全的常用方法
电力通信自动化系统运行常出现一些安全漏洞,对于该问题电力企业常用的解决方法就是运用算法加密技术,对通信过程中的发送方要发出的信号进行加密,将其内部数据全部转化成不可识别的密文,当接收方收到文件后运用与之相对应的解密算法将其转化为可识别的明文,如今在电力通信系统中运用的算法加密技术包含两种加密方式,以下是对这两种加密方式的介绍:
(一)数据加密标准算法。数据加密标准算法简称DES算法,该算法其明文分组长是64bit,密匙长是56bit,该加密方式对明文的处理首先需要一个初始置换IP,利用IP将64bit数据进行重新分组,然后将具有相同功能的数据进行16轮转换,当然每轮在置换或者代换过程中都需要进行精确的计算,当16轮转换后将其输出的数据进行左右分割,并交换次序。其次,当通信系统中的数据调换顺序后在利用一个逆初始置换IP-1,这样就得到了64bit密文,对电力通信系统中的信息就可以进行加密操作了。
(二)公开密匙算法。公开密匙加算法属于一种非对称性密匙算法,其中包含了两种密匙,一种是公共密匙,另一种则是专用密匙,两者之间有着密不可分的关系,它们之间相互配合才能保证电力通信系统中信息的安全性。电力通信用户要保障信息及专用密匙的安全,就要将公共密匙出去,并且公共密匙只能用专用密匙来解密,具有唯一性。公开密匙算法与数据加密标准算法的最大不同点就是公开密匙算法不需要连接密匙服务器,操作较为简单,简化了密匙管理。
四、加强电力自动化通信技术中信息安全的对策
(一)采用先进的防火墙技术
防火墙技术主要是针对中心站所存在的安全隐患设立的,它能够作为不同网络及网络安全域之间的信息出入口,从而全面控制信息的流入与输出,其本身具有较强的功能性及抗攻击性,它主要为电力通信系统中的信息提供安全保障。防火墙中一般包含三种设备,分别是分离器、限制器及分析器,在电力自动化系统中运用防火墙技术能够有效监控电力通信系统的整体运行状况,从而确保电力通信系统的安全运行。在通信系统中设置防火墙,可以实现四个目的,第一,阻止无关人员进行通信系统内部网络,它能够自动阻止非法用户,剔除运行中的不安全服务;第二,它能够防御入侵者侵犯通信系统中的防御设备,具有一定的防御功能;第三,对于一些特殊站点,它能够自动化的限定通信用户的访问,避免非法入侵的现象;第四,其具有一定的监控功能,能够全面监控通信系统运行状况。
(二)对无线通信终端进行多层次加密
通信网络系统加密一般分为链路加密、端端加密及混合加密三种方式,链路加密是指通过对网络中两相邻点之间的数据进行加密,任意节点与其相邻节点需要具备相同的密码机及密码,端端加密则是通过通信用户双方认同后进行数据加密,混合加密则是将以上两种加密方式结合在一起,实现多层次加密,从而加大对电力通信系统中信息的保护力度。
五、总结
电力通信自动化系统中的信息安全是电力企业尤为关注的问题,它直接关系着整个电力通信自动化系统运行的安全性与稳定性。中心站是通信系统的重要环节,对其内部的信息安全要重点把握,要保证通信系统中的信息安全需要选择适合的加密方式,将其应用到系统中从而提高电力通信自动化系统中的信息安全性。
参考文献:
关键词:煤矿;自动化;通信技术;功能特点;关键技术
我国地大物博,人口众多,含有丰富的煤矿资源,且煤矿资源在我国能源结构中占比极大,这就促使煤矿行业得以快速发展起来。同时科学技术的不断发展,自动化和信息化等先进科学技术应用到了煤矿资源开发生产过程中,大大提高了煤矿资源开发生产的安全性和高效性,对于煤矿行业的发展有着积极的推进作用。
1 煤矿自动化功能特点与关键技术
1.1 煤矿自动化功能特点
1.1.1 运行、管理自动化
利用远程技术和设备对矿区设备进行远程操作,然后利用集线器收集设备的运行状态信息,并进行记录,最后传输给终端计算机,让煤矿企业能够实时掌握矿区设备运行状态信息,这样的模式下能够让煤矿生产运行管理实现集成化、多维度的管理功能,从而提高煤矿生产运行管理的科学性。
1.1.2 运输自动化
相较于传统的运输方式,运输自动化具有自动运输、自动识别功能。从其构建方面来看,主要是采用单片机或PLC联动传输物理设备的方式,包括了检测传输设备重量,对运动时间与频次进行自动规划,这样能够有效减少人力资源投入,节约煤矿运输成本。
1.1.3 洗选自动化
煤矿资源一旦经过开采就会形成初级产品,然后还需要对初级产品进行洗选以及合理分类,最终将煤矿产品分类进行销售。而煤矿产品洗选环节的工作环境较为恶劣,这就严重影响了煤矿产品洗选工作效率。通过在煤矿产品洗选中应用自动化体系,有效改善了煤矿产品洗选的工作环境,避免了人为损伤情况的出现,极大地提高了煤矿产品洗选工作效率。
1.1.4 安全保障自动化
煤矿开采是一项危险性较高的工作,多年来煤矿开采安全事故也是屡见不鲜,影响煤矿开采安全的因素较多,通过多年调查研究表明,人为操作不当是导致煤矿开采安全事故发生的主要原因之一。所以,在煤矿安全保障体系中构建自动化体系,利用自动化检测设备与报警设备,能够帮助煤矿企业实时了解煤矿井下环境信息与人员操作行为情况,进而有效规避存在的风险,防止安全事故的发生,实现安全保障自动化[1]。
1.2 煤矿自动化的关键技术
将继电器体系与单片机及PLC控制系统进行联动,能够实现对相关设备的自动化管理。煤矿自动化构建中,其关键技术主要包括三个方面:一是管理方面。在管理过程中,自动化管理主要通过系统评价体系及可视化界面来实现。设备自动化控制主要通过主机控制分机的讯号来实现;而设备自动化运行则与自动化控制相反,主要是利用PLC现场终端收集讯号并进行初步处理,进而获取到相关数据信息,然后利用计算机进行统一管理。二是讯号方面。讯号传输主要是通过可视化管理体系来实现,是煤矿自动化实现的根本所在。在通信构建中还应注意以下两点情况:第一点,为了保证讯号传输中的清晰度和保密性,应对讯号进行增强,对设备进行加密;第二点,为了避免讯号在传输过程中受到干扰,还应使用硬件屏蔽技术。三是系统设置方面。为了实现系统自动管理,应有效整合相关设备,合理设定具体参数,同时建立并严格执行数据后台评价与报警机制,将设备的工作情况和检修情况设置为系统指标,从而推进煤矿自动化体系的构建[2]。
2 煤矿通信技术功能特点与关键技术
2.1 煤矿通信技术功能特点
2.1.1 基于设备之间的通信环节
煤矿通信体系构建中,设备之间的通信通常比较简单,只需要将操作指令利用二进制代码进行传输,就能够达到设备之间通信的目的。煤矿通信体系构建中设备之间的通信利用电讯号就能够完成,这是由于电讯号本身就具有整合讯息的功能,所以,设备之间通信体系的构建相对来说比较简单。此外,设备之间通信体系的构建中,大多是采取单一控制,基于这样的条件下,设备之间通信体系构建中的关键技术就是远程控制技术。该通信技术的功能特点就是保证线路通畅以及讯号的准确性。
2.1.2 基于人机互动或者工作人员之间的通信环节
一是工业环网的构建主要通过集成网络来完成,工业环网中的接口技术能够对煤矿整体信息传输进行有效整合。工业环网构建模式具有一次性完成建设并且能够反复利用的功能特点。
二是在煤矿通信系统构建中应用先进技术和新型材料。煤矿通信的基础设施的构建主要是通过光纤介质来完成,在构建中,应对煤矿井下光纤的使用安全给予高度重视,因为光纤容易受到恳、外力、震动等因素的影响,所以需要采取相应的外套保护措施来保护光纤井下使用的安全。
2.2 煤矿通信关键技术
2.2.1 矿井生产调度通信技术
矿井生产调度通信技术简单来说就是对煤矿井下生产过程进行通信管理的技术。矿井生产调度通信技术中涉及到的通信设备主要有调度主机、本安自动电话机、安全隔离器等。
管理人员通过利用以上设备能够实时管控煤矿井下生产运输全过程,以此确保矿井生产安全性与高效性。矿井生产调度通信技术又包括多种技术类型,例如在矿井下结合调度主机与行政交换机的通信技术类型,通过矿井生产调度工作人员对调度主机和行政交换机的综合使用管理,能够对矿井下的生产过程进行实时管控,该种技术类型多用于大型煤矿企业。除了上述通信技术类型外,还有只单独使用调度主机或是只单独使用行政交换机的通信技术类型,多用于小型煤矿企业。
2.2.2 井下光纤通信技术
井下光纤通信技术与其他通信技术相比,具有通信速度快、容量大、质量高等多种优点,还具有防爆性能、阻燃性能及防干扰性能。井下光纤通信技术在煤矿信息化体系构建中的应用,实现了多种系统的有机融合,包括通信系统、电力系统监控、人员定位系统、设备运行监控系统等,有效推进了煤矿信息化的建设[3]。
3 结束语
综上所述,在煤矿生产中应用煤矿自动化和通信技术,不仅能够为煤矿生产管理的顺利进行及作用的发挥提供重要的基础保障,还能够有效保证并提高能煤矿开发生产的质量,安全性和高效性,节省人力资源和成本,进一步提高煤矿企业的经济效益,是煤矿行业发展的必然趋势。
参考文献
[1]王博翰.浅谈煤矿自动化和通信技术的现状与发展趋势[J].科技风,2015(23):150.
关键词:电力通信;安全;数据加密标准
1.电力通信安全防护体系。
电网安全防护工程是一项系统工程,它是将正确的工程实施流程、管理技术和当前能够得到的最好的技术方法相结合的过程。从理论上,电网安全防护系统工程可以套用信息安全工程学模型的方法,信息安全工程能力成熟度模型(SSE-CMM)可以指导安全工程的项目实施过程,从单一的安全设备设置转向考虑系统地解决安全工程的管理、组织和设计、实施、验证等。将上述信息安全模型涉及到的诸多方面的因素归纳起来,最主要的因素包括:策略、管理和技术,这三要素组成了一种简单的信息安全模型。
从工程实施方面讲,信息安全工程是永无休止的动态过程。其设计思想是将安全管理看成一个动态的过程,安全策略应适应网络的动态性。动态自适应安全模型由下列过程的不断循环构成:安全需求分析、实时监测、报警响应、技术措施、审计评估。
2.电力信息系统的数据加密技术
2.1.典型的数据加密算法典型的数据加密算法包括数据加密标准(DES)算法和公开密钥算法(RSA),下面将分别介绍这两种算法。
2.1.1.数据加密标准(DES)算法。目前在国内,随着三金工程尤其是金卡工程的启动,DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡(IC卡)、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用,以此来实现关键数据的保密,如信用卡持卡人的PIN的加密传输,IC卡与POS间的双向认证、金融交易数据包的MAC校验等,均用到DES算法。
图1DES算法框图
DES加密算法的框图如图1所示。其中明文分组长为64bit,密钥长为56bit。图的左边是明文的处理过程,有3个阶段,首先是一个初始置换IP,用于重排明文分组的64bit数据,然后是具有相同功能的16轮变换,每轮都有置换和代换运算,第16轮变换的输出分为左右两部分,并被交换次序。最后再经过一个逆初始置换IP-1(IP的逆),从而产生64bit的密文。
DES算法具有极高的安全性,到目前为止,除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外,还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间为256,这意味着如果一台计算机的速度是每秒检测一百万个密钥,则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间,可见,对DES处法的攻击是难以实现的。
2.1.2.公开密钥算法(RSA)。公钥加密算法也称非对称密钥算法,用两对密钥:一个公共密钥和一个专用密钥。用户要保障专用密钥的安全;公共密钥则可以出去。公共密钥与专用密钥是有紧密关系的,用公共密钥加密信息只能用专用密钥解密,反之亦然。由于公钥算法不需要联机密钥服务器,密钥分配协议简单,所以极大简化了密钥管理。除加密功能外,公钥系统还可以提供数字签名。公共密钥加密算法主要有RSA、Fertzza、Elgama等。
在这些安全实用的算法中,有些适用于密钥分配,有些可作为加密算法,还有些仅用于数字签名。多数算法需要大数运算,所以实现速度慢,不能用于快的数据加密。RSA 使用两个密钥,一个是公钥,一个是私钥。加密时把明文分成块,块的大小可变,但不超过密钥的长度。RSA把明文块转化为与密钥长度相同的密文。一般来说,安全等级高的,则密钥选取大的,安全等级低的则选取相对小些的数。RSA的安全性依赖于大数分解,然而值得注意的是,是否等同于大数分解一直未得到理论上的证明,而破解RSA 是否只能通过大数分解同样是有待证明。
2.1.3.算法比较。DES常见攻击方法有:强力攻击、差分密码分析法、线性密码分析法。对于16个循环的DES来说,差分密码分析的运算为255.1,而穷举式搜索要求255。根据摩尔定律所述:大约每经过18个月计算机的计算能力就会翻一番,加上计算机并行处理及分布式系统的产生,使得DES的抗暴能力大大降低。
RAS的安全性依赖于大整数的因式分解问题。但实际上,谁也没有在数学上证明从c和e计算m,需要对n进行因式分解。可以想象可能会有完全不同的方式去分析RAS。然而,如果这种方法能让密码解析员推导出d,则它也可以用作大整数因式分解的新方法。最难以令人置信的是,有些RAS变体已经被证明与因式分解同样困难。甚至从RAS加密的密文中恢复出某些特定的位也与解密整个消息同样困难。另外,对RAS的具体实现存在一些针对协议而不是针对基本算法的攻击方法,
综合上述内容,对于保密级别不是很高的电力数据,例如日常电量数据,没有必要适用当时最强大的密码系统,直接引用DES密码系统实现一种经济可行的好方案。
2.2.密匙的生成和管理。密钥管理技术是数据加密技术中的重要一环,它处理密钥从生成、存储、备份/恢复、载入、验证、传递、保管、使用、分配、保护、更新、控制、丢失、吊销和销毁等多个方面的内容。它涵盖了密钥的整个生存周期,是整个加密系统中最薄弱的环节,密钥的管理与泄漏将直接导致明文内容的泄漏,那么一切的其它安全技术,无论是认证、接入等等都丧失了安全基础。
密钥管理机制的选取必须根据网络的特性、应用环境和规模。下面对常用的密钥管理机制做详细的分析,以及判断这种管理机制是否适用于无线网络。具体包括以下几个方面:
2.2.1.密钥分配模式。KDC可以是在中心站端,与服务器同在一个逻辑(或物理)服务器(集中式密钥分配),也可以是在与中心站完全对等的一个服务器上(对等式密钥分配)。如果KDC只为一个子站端分发密钥,应该采用集中式,如果KDC为许多的同级子站分发密钥,应该采用对等式。由上文的分析来看,显然应该采用集中式的分配方案,将KDC建立在中心站中。