RTU远程终端控制系统

RTU
RTU英文全称 Remote Terminal Unit，中文全称为远程终端控制系统。
变电站是电力系统的一个重要组成部分，它的安全可靠运行是电网安全经济运行的根本保证。当前变电站正以分项自动化向着综合自动化方向发展，综合自动化的近期目标是把变电站的保护、测量、监控、远动等融为一体，取得数据共享，资源共享，大幅度提高自动化的功效。
对于电力系统，为了进行现代化管理，往往实现电网调度自动化，虽然省、地、县各级调度有不同的职能和责任，但其组成基本相同，一般是由主站和远动终端（RTU）组成。远动终端就是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，它负责采集所在发电厂或变电站电力运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调度命令。然而，随着煤矿现代化管理的飞速发展，实施煤矿安全生产微机监控调度系统已是大势所趋，该系统通过设置在矿调度室的主计算机能实时地监视煤矿井下生产环境安全参数和全矿重要机电设备的工况，从而对各生产环节进行控制和调节，使生产的指挥管理和控制融为一体，成为矿井生产的中枢。
由于矿调度室远离生产现场，因此，矿井上下需要设置多个远动分站。毋庸置疑，煤矿变电站是企业生产的核心和动力源泉，它关系着安全生产和人体安危。变电站的安全管理也是煤矿监控系统的一个重要环节。通常变电站与煤矿生产调度中心往往相距较远，必须采用远动技术，在变电站设置远动终端即RTU，与调度中心计算机通过信道相连接，RTU与调度中心之间通过远距离信息传输完成RTU的远方监控功能。RTU与主站配合可以实现三遥功能，即：遥测、遥信、遥控。
RTU的主要功能
(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；
(6)接收并执行遥控及返校；
(7)程序自恢复；
(8)设备自诊断(故障诊断到插件级)；
(9)设备自调；
(10)通道监视；
(11)接收并执行遥调；
(12)接收并执行校时命令(包括GPS对时功能 选配)；
(13)与两个及两个以上的主站通讯；
(14)采集事件顺序记录并向远方发送；
(15)提供多个数字接口及多个模拟接口；
(16)可对每个接口特性进行远方/当地设置；
(17)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；
(18)接受远方命令,选择发送各类信息；
(19)可转发多个子站远动信息；
(20)当地显示功能，当地接口有隔离器；
(21)支持与扩频、微波、卫星、载波等设备的通讯；
(22)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）；
(23)可通过电信网和电力系统通道进行远方设置。



一、概述
　　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。
RTU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。目前，RTU产品与无线设备，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相比特点是：
　　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）。
二、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。
　　1．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。
　　2．连接到SCADA监控中心的通讯系统的驱动。
　　3．连接现场设备的I/O系统设备的驱动。
　　4．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。
　　5．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。
　　6．诊断系统
　　7．一些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。