RTU-远程测控终端
RTU (远程测控终端,英文全称 Remote Terminal Unit,中文全称为远程终端控制系统,负责对现场信号、工业设备的监测和控制。
其中包括:开关量输入单元、开关量输出单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、脉冲量输入单元、脉冲量输出
单元、数字量输入单元。
开关量输入单元:对现场各种开关信号的采集, 现场信号可以是继电器触点开关(无源 , 也可以是电压信号, 还可以是电流信号。
由于采用光隔离器件,可以抵抗现
场各种干扰,能够在强电场、强磁场、多尘埃、潮湿环境下正常工作。
开关量输出单元:用于遥控远端设备的开停、声光、告警等。
模拟量输入单元:采用模拟开关及光电隔离技术, 将现场各种模拟信号采集进来, 既可以是 4-20mA 、 0-10mA 标准模拟信号;也可以是非标准模拟信号,如交流 220V 等, A/D板采用智能 A/D变换和利用软件技术,可抗工频 50Hz 干扰,射频干扰等,
A/D变换精度高达 14位。
模拟量路路隔离,可以用于不同的地电位设备同时采集。
模拟量输出单元:用于 PID 调节方式下的各种自控系统。
脉冲量输入单元:采集脉冲信号的频率,带光隔。
采集信号的频率范围为
0~20MHz 。
数字量输入单元:接收各种串行数据信号。
可以是 RS485接口, RS232, RS422接口, 或 V11, V28等各种波特率下的异步串行数据。
也可以采集 64K 同步
数据。
RUT 具有的特点是:
1、通讯距离较长
2、用于各种恶劣的工业现场
3、模块结构化设计,便于扩展。
4、在具有遥信、遥测、遥控领域的水利, 电力调度, 市政调度等行业广泛使用。
RTU 产品目前与无线设备,工业 TCP/IP产品结合使用,正在发挥越来越大的作用。
PLC 一般主要用于工厂车间流水线的控制, 而 RTU 在国外主要用于室外应用, 恶劣环境中,比如在一些无人值守的站点。
RTU 具有梯形图和 C 语言编程,屏幕组态软件编程。
与 PLC 相比特点
1、运算能力强
2、可带液晶显示,就地显示和控制
3、模拟量采集能力强最多 24路
4、掉电保护程序不丢失
5、多种通讯方式拨号,数传, RS485
RTU(Remote Terminal Unit 是构成企业综合自动化系统的核心装置,通常由信号输入 /出模块、微处理器、有线 /无线通讯设备、电源及外壳等组成,由微处理器控制,并支持网络系统。
它通过自身的软件 (或智能软件系统,可理想地实现企业中央监控与调度系统对生产现场一次仪表的遥测、遥控、遥信和遥调等功能。
RTU 是一种耐用的现场智能处理器,它支持 SCADA 控制中心与现场器件间的通讯。
它是一个独立的数据获取与控制单元。
它的作用是在远端控制控制现场设备, 获得设备数据, 并将数据传给 SCADA 系统的调度中心。
RTU 的发展历程是与“ 三遥” 工程技术相联系地。
所谓“ 三遥” 工程技术是指遥测、遥控、遥调技术, 是研究远处人们不易到达的地点, 对物理变化过程、生产过程进行检测 (遥测、调节(遥调、控制(遥控的一门学科。
“ 三遥” 系统工程是多学科、多专业的高新技术系统工程,涉及计算机、机械、无线电、
自动控制等技术,还涉及传感器技术、仪器仪表技术、非电量测量技术、软件工程、条
码技术、无线电通讯技术、数据通讯技术、网络技术、信息处理技术等高新技术。
因此,完全可以断言, RTU 的发展将必然会随着“ 三遥” 工程技术的发展而发展。
在我国,随着国内工业企业 SCADA 系统的应用与发展, RTU 产品生产也受到了相应地重视,但总的看来,还是采用国外 RTU 产品居多,目前,在国内 RTU 产品尚未形成应有的市场。
进入新世纪以来, 由于一批新兴的高新技术产业的出现与发展, 这种状况正日益得到改善。
有两种基本类型的 RTU ——“ 单板RTU” 和“ 模块RTU” 。
“ 单板RTU” 在一个版子中集中了所有的 I/O接口.“ 模块RTU” 有一个单独的 CPU 模块,同时也可以有其他的附加模块, 通常这些附加模块是通过加入一个通用的“backplane” 来实现的(象在 PC 机的主板上插入附加板卡一样。
RTU 的软件功能
下面的功能是所有 RTU 都需要的。
在一些 RTU 中有些功能可能混合, 并没有把它们区分开的必要。
·实时操作系统。
它可能是一个特殊的 RTOS , 或是一段在对输入的循环扫描和对通讯端口循环监控开始时有效的代码。
·连接到 SCADA 监控中心的通讯系统的驱动。
·连接现场设备的 I/O系统设备的驱动。
·SCADA 的应用软件。
如对输入、现场过程和储存数据的扫描;对从通讯网络传过来的 SCADA 监控中心命令的响应。
·用户在 RTU 上对应用设定的一些方法。
可能是一些简单的参数设置,启用或禁用特别的 I/O口,或者提供一套完整的用户编程环境。
·诊断系统。
一些 RTU 有文件系统支持文件下载。
所支持的下载文件包括用户程序和设定文件。
RTU 的基本作用
RTU 能控制对输入的扫描,且通常是以很快的速度。
它还可以对过程进行一些处理, 如改变过程的状态, 存储等待 SCADA 监控中心查询的数据。
一些 RTU 能够主动向 SCADA 监控中心进行报告,但多数情况下还是 SCADA 监控中心对 RTU 进行选择。
RTU 还有报警功能。
当 RTU 受到 SCADA 监控中心的选择时,它需要对如“ 把所有数据上传” 这样的要求进行响应,来完成一个控制功能。
其主要功能表现为:
1、监控中心使用远端地址进行数据的安全传输,对数据变化的异常报告,以及高效的通过一种媒介与多个远端进行通讯。
2、对数字状态输入进行监控并在受到轮询时向监控中心汇报状态的变化。
3、监控并计算从 kWh 计数器得到的累积脉冲。
4、检测、存储并迅速汇报某一状态点的突发状态变化。
5、监控模拟量输入,当其变化超过事先规定的比例时,向监控中心汇报。
6、在可编程的执行过程中对每个基点在选择——核对——执行的安全模式下进行执行控制。
7、模拟量设定点控制。
8、对状态变化作 1毫秒事件序列的标定。
RTU 的通讯和标准
由于 RTU 是专用的器件,现在还没有统一的标准,尤其是在通讯方面,通常情况下一个产家的 RTU 是不能和另一个产家的 RTU 混用的。
协议的转化和竞争已经形成了一个产业。
近期中国自动化学会专家咨询委员会将向市场发布 RTU 的通用标准,这些标准大致包括如
下:
1、通信标准 DNPs 和 IEC870。
2、 RTU 编程标准 IEC1131-3。
中央处理器单元可以包含一个内置的或独立的 modem 。
这些 modems 可以通过无条件租借的声音级电话线或类似的声道如:微波、无线电、光纤。
也可以用异步串行数据端口来代替 modem ,来扩展通讯设备最大可达 36.6Kbaud 。
中央处理器连续的选择输入通道将当前的状态或模拟量和以前的状态作对比。
如果模拟量的改变超过了死区限,就会向监控中心通知发生了状态改变;如果没有改变发生,一个简短的确认信号会返回到监控中心。
所有其他的信息都是在连续选取信息将交叉存取的, 在忽略选取扫描时间冲突时,获得最优的响应时间。