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什么是RTU——RTU的定义与分类

木马童年 2019-3-16 16:10 17 0

RTU,英文全称Remote Terminal Units,中文全称为远程测控终端,是SCADA系统的基本组成单元。RTU是安装在远程现场的电子设备,用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备,负责对现场信号、工业设备的监测和控制。R ...

RTU,英文全称Remote Terminal Units,中文全称为远程测控终端,是SCADA系统的基本组成单元。RTU是安装在远程现场的电子设备,用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备,负责对现场信号、工业设备的监测和控制。RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式,它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令,实现对设备的功能控制。

RTU通常可以分为2种基本类型——“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(像在PC机的主板上插入附加板卡一样)。

RTU至少应具备以下功能:现场信号及工业设备的监测、控制与报警。例如:数据采集及处理、现场控制、数据传输(网络通信)、现场及远程报警等等;针对油气田应用,某些RTU还具备流量累计等一系列针对特定应用领域的计量功能等等。

RTU最大的一个特点,就是可以在多尘、高温、低温、潮湿环境等恶劣的环境中工作,如在温度-40℃至70℃、相对湿度5%至95%的环境下均可以正常工作。RTU对于模拟量输入和输出精度的设计在常温下可以达到0.1%,在全温度范围亦可达到0.2%。RTU由硬件和软件两部分组成。

什么是RTU——RTU的定义与分类

图表1RTU结构原框图

  (一)硬件

RTU的硬件主要包括CPU、存储器、以及各种输入输出接口等功能模块。这些模块被集成到电路板中,通过电路板布线完成RTU各功能模块连接。CPU是RTU控制器的中枢系统,负责处理各种输入信号,经运算处理后,完成输出。存储器是RTU记忆系统,用来存储各种临时或永久性数据。输入输出接口通常包括: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、脉冲量输出单元等。这些输入输出单元,就是为了连接各种传感器和执行器,从而构成一个区域范围内的工业设备监测和控制。

1.开关量输入单元。

对现场各种开关信号的采集,如触点开关(无源)、电压信号。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。

2.开关量输出单元。

用于对设备的开停及声光报警等。

3.模拟量输入单元。

采用光电隔离技术,将现场各种模拟信号采集进来,既可以是4-20mA也可以是0-10V标准模拟信号;可抗工频50Hz干扰、射频干扰等,A/D变换精度高达16位。

4.模拟量输出单元。

用于阀门调节或需要PID调节的自控系统。

5.脉冲量输入单元。

采集脉冲信号的频率,带光隔。

6.脉冲量输出单元。

如控制步进电机等。

7.通讯方式

包括RS485接口、RS232接口、以太网接口、HART仪表接口等各种通讯方式。

(二)软件

软件包括两部分,一个是嵌入式软件Firmware,固化在RTU控制器的FLASH中;另外一个是Software,也称之为上位机软件,运行于PC机,是用于对RTU控制器进行通讯、采集、控制等参数配置,是一个专用的软件。

(三)RTU的功能

RTU与主站配合可以实现三遥功能,即:遥测、遥信、遥控。

主要功能

(1)采集状态量并向远方发送,带有光电隔离,遥信变位优先传送;

(2)采集数据量并向远方发送,带有光电隔离;

(3)直接采集系统工频电量,实现对电压、电流、有功、无功的测量并向远方发送 ,可计算正反向电度;

(4)采集脉冲电度量并向远方发送,带有光电隔离;

(5)接收并执行遥控及返校;

(6)程序自恢复;

(7)设备自诊断(故障诊断到插件级);

(8)设备自调;

(9)通道监视;

(10)接收并执行遥调;

(11)接收并执行校时命令(包括GPS对时功能 选配);

(12)与两个及两个以上的主站通讯;

(13)采集事件顺序记录并向远方发送;

(14)提供多个数字接口及多个模拟接口;

(15)可对每个接口特性进行远方/当地设置;

(16)提供若干种通信规约,每个接口可以根据远方/当地设置传输不同规约的数据;

(17)接受远方命令,选择发送各类信息;

(18)可转发多个子站远动信息;

(19)当地显示功能,当地接口有隔离器;

(20)支持与扩频、微波、卫星、载波等设备的通讯;

(21)选配及多规约同时运行,如DL451-91 CDT规约,同进应支持POLLING规约和其他国际标准规约(如DNP3.0、SC1801、101规约);

(22)可通过电信网和电力系统通道进行远方设置。

(四)行业标准  

RTU尚无统一行业标准,一般来说符合下列技术特征的控制设备,均可称之为RTU:   

(1)标准的编程语言环境;   

(2)极强的环境适应能力,工作温度-40℃—70℃,环境湿度5%—95%RH;   

(3)极强的抗电磁干扰能力;   

(4)多种标准通信协议;   

(5)丰富的通信接口、支持多种通信方式、通信距离长;   

(6)大容量存储能力;   

(7)实时多任务操作系统;   

(8)灵活互相兼容的开放式接口。

(五)RTU的分类

1.集中式微机远动装置

集中式微机远动装置的典型体系结构如图4.2所示。集中式RTU采用的并行总线一般有三种:

(1)796总线(Multibus)。

(2)STD总线。

(3)PCI总线。

什么是RTU——RTU的定义与分类

集中式RTU装置典型结构图

2.分布式微机远动装置

分布式微机远动装置较集中式微机远动装置具有如下优点:布置灵活,便于采集地理上分布的信号;连线简单,可靠性高;便于扩容,容量可以增大;便于采用交流采样方式;便于实现多规约转发和一发多收。

分布式微机远动装置的特征为:多CPU、串行总线、智能模块,既可以柜集中组屏,又可以分散布置。

RTU入门资料下载:点击图标立即下载 包含以下内容:4.1 RTU的主要功能\4.2 RTU的硬件构成\4.3 RTU分类\4.4 RTU软件\4.5 遥信量的采集与处理\4.6 遥测量的采集与处理\4.7 遥控操作输出\4.8 环境温度和湿度对RTU的影响及解决措施\4.9 RTU模板的日常维护及注意事项。

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