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什么是远程终端单元 (rtu)?
来源:赛斯维传感器网 发表于 2021/11/23

了解远程终端单元 (rtu) 的基础知识以及它们如何融入 scada 系统。


rtu 代表远程终端单元。rtu 是一种控制设备,通常作为大型系统的一部分安装在远程位置。rtu 的主要用途是监视和控制现场设备,例如阀门、执行器、传感器等。rtu 是监控和数据采集( scada) 系统的重要组成部分,可在 scada 控制和物理过程之间建立接口。

图 1. ace3600 是摩托罗拉流行的 rtu。图片由ebipax 提供

 

rtu 有时被误归类为可编程逻辑控制器 (plc),因为它们的相似性以及后者在工业自动化领域的主导地位。然而,它们之间存在一些技术差异,以及一种比另一种更适合的不同应用。 


rtu 的历史与 scada 的历史密切相关。最早的 scada 系统起源于 1950 年代的发电厂。当时的挑战是从互连变电站收集数据并将其发送到主控制室。这要归功于第一个遥测应用程序,本质上是第一个 rtu。 


后来,在 1960 年代和 1970 年代,随着计算机科学的进步,实现第一个基于电子的 scada 和 rtu 系统成为可能。仪器的安装距离比以前更远,rtu 提供了获取更大量数据和执行一些基本控制功能的能力。


rtu 的现代版本是在 1980 年代推出的,并在整个 1990 年代得到发展。rtu 现在基于微处理器,能够执行更高级的逻辑,类似于 plc。引入了新的通信协议,允许可靠地交换更多信息。rs-232、rs-482 和后来的以太网是一些最广泛使用的协议。现代 rtu 具有更多特性和功能。


rtu 组件

rtu 包含一个硬件面板,其中安装了一个或多个输入/输出 (i/o) 模块。rtu 最重要的组件是中央处理单元 (cpu)、电源、通信端口和物理 i/o。接下来我们将更详细地回顾这些组件。

图 2.典型的 rtu 硬件结构。图片由researchgate 提供


中央处理器 (cpu)

cpu 可以由一个或多个执行中央功能处理的复杂电路卡组成。现代 rtu 使用 32 位微处理器。cpu 使用看门狗定时器来验证循环执行是否正确完成。cpu 模块也可以配备以太网通信端口。一些 rtu 带有双 cpu,在这种情况下,它们被配置为主备,为设备提供冗余。


许多 rtu 可以使用类似于 plc 的语言和语法进行编程,例如梯形逻辑和结构化文本。其他人可能需要使用 c# 或其他语言进行更复杂的编码。另一方面,一些简单应用程序中的 rtu 可以使用 web 界面进行编程。


电源

rtu 通常由主线连续供电。然而,可以安装 rtu 的远程位置通常也配备有备用电池模块。这有助于确保在一段时间内不间断运行。使用的电池的最常见的类型是铅酸,尽管锂电池已被最近日益普及。


通讯端口

每个 rtu 都需要一种与客户端(或主)scada 站进行外部通信的方式。为此,它们至少配备了一个通信端口。rtu 支持多种通信协议,包括以太网、rs-232 和modbus。rtu 和 scada 网络支持的一些最常见的拓扑是环形、串联、星形等。


物理输入/输出

rtu 支持四种最常见的 i/o 模块:数字输入、数字输出、模拟输入和模拟输出。数字输入模块捕获来自现场设备的状态和报警信号。数字输出是向现场设备发送信号和命令所必需的。模拟输入和输出以可变电流或电压工作,通常分别在 0-1 ma 或 0-10 v 范围内。 


现在我们了解了 rtu 的工作原理及其组件,让我们简要地看看它们如何适应 scada 系统。


scada 系统中的 rtu

完整的 scada 架构包括不同类型的现场设备。这些设备可以连接到系统中的一个或多个 rtu 并传输有关物理事件的数据。考虑到不同 scada 系统的数量,当今市场上有各种各样的现场设备。 

图3。流量计和连接到 rtu 的无线传感器的示例。图片由bentek systems 提供

 

一些最常见的设备是接近传感器、温度传感器、流量计、液位计(用于液体)、无线传感器等。rtu 的作用是编译这些现场设备提供的信息,并将其传送到中央 scada 控制。


rtu 是 scada 中的重要设备,尤其是长距离传输。它们很容易集成到控制系统中,并且在远程监控条件(例如液位)方面很受欢迎。在下一篇文章中,我们将深入探讨 rtu 和 plc 之间的差异。


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