RTU的定义与分类
1、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。
2、硬件 RTU的硬件主要包辖艮鲔鸣括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RT炽扃仄呦U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。
3、2.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。
4、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)采集状态匪犬挚驰量并向远方发送,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DL451-91CDT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。
5、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。
6、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。
7、 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。