SCADA中的远程终端单元(RTU)

定义:R表达Temalinal.Unit（RTU）在SCADA系统中，是一种基于微处理器的电子设备，其存在于地理上分布的远程位置，以便于分布式SCADA系统内的各种设备的通信。它由输入 - 输出硬件和通信接口组成，用于遥感和控制正在进行的进程。

RTU的唯一目的存在于SCADA系统的远程站点，是在传感器，监视器，生产过程等的帮助下将所有收集的数据和信息发送到中心站，以便存储和监控它。

远程终端单元有时被称为远程遥测单位要么远程远程控制单位。

远程终端单元的基础知识

我们在以前的内容中讨论过1188betasia 该SCADA系统允许分散在各种远程位置的各种单元的互连，以处理工业控制过程。

远程终端是SCADA系统的重要组成部分。它建立和维护系统中不同元素之间的连接，以便在有线连接无法建立的情况下方便通信。由于它支持远程现场设备的通信，因此得名。

• 这里需要注意的是，具有通过无线电波通信能力的plc可以作为RTUs的替代品。

RTU的演变

在初始阶段，甚至在SCADA系统到达之前，RTU用于远程遥测目的，与集成到中央计算机。

因此，此时，RTU是硬连线设备，其电子设计用于固定功能，例如响应串行接收的数字代码。因此，早期远程终端单元被运行以读取和发送当前输入和状态值，并根据控制消息生成接触输出。

但当时发达的系统只支持准确的监测，没有达到有效控制的目的。但是，该领域的进一步革新使一个过程的状态变化能够传达给远程监测站，并以报告的日期和时间印刷。

此外，随着基于微处理器的技术的出现，制造商在RTU中纳入了微处理器和微型计算机逻辑。这进一步增强了工业的灵活性控制系统通过提供更好的操作特性和性能。

这背后的原因是微处理器芯片提供了快速计算功能，降低了整体成本，这提高了系统的性能。

RTU架构

这里的图显示了远程终端单元的架构表示:

RTU的主要部件有CPU、存储器(易失性和非易失性)、带电池的电源模块、实时时钟、看门狗定时器、通信接口(串口或带I/O接口的板载调制解调器)。

在上图中，显示了一个硬件模块，其中I/O模块被放置在RTU面板内，并通过通信端口与主站建立通信。I/O模块连接到中央处理器，以便与主站通信。

现在让我们分别了解每一个单元:

中央处理器

现今的内置中央处理器使用16位或32位微处理器，内存容量为256千字节。它由3个以太网链路的通信端口组成，采用实时时钟对系统进行整体控制。

看门狗定时器的使用提供了进程定期执行的实时检查。这个看门狗定时器被定期重置，如果重置被延迟，那么定时器标志错误。

从图中可以清楚地看出，这里的双cpu与双电源结合在一起。在这两个cpu中，一个作为主要cpu，另一个作为备用cpu。因此，如果主CPU发生故障，系统将自动触发到备用CPU。

电源模块

对于不间断运行，RTU需要连续供电，但该单元与实际供电的点相距很远。因此，为方便停电时不间断运行，为机组提供了备用电源和电池备份。对于低功率RTUs，通常使用太阳能电池板，有时根据天然气管道的可用性使用热电发电机。

通常，铅酸要么镍镉电池使用。

通常的操作价值是周围的110/40 V AC±10％有一定的操作频率50 Hz.要么11/14/48 V DC±10％。

模拟输入模块

所施加的模拟输入通常是可变电压或电流，与测量下的过程直接相同。不同的模拟输入为0-1 mA，0-10 V，±1.5 V，5 V等。

模拟输入必须具体包括多路复用器、信号调节器、采样和保持电路、ADC和总线接口。模拟输入模块的特点是:

• 有8,16或32个模拟输入，
• 它通常提供8到12位的分辨率，
• 一般来说，4到10 mA系列，
• 输入模块的输入电阻为140千欧欧姆至1兆欧欧姆，
• 提供的转换率约为10微秒至30毫秒。

模拟输出模块

这些用于处理可变量，例如图形记录仪器或条形图表。它基本上使用DAC将从CPU接收的数字值转换为模拟形式。此外，该模拟表示控制了执行器。

模拟输出模块的基本功能是：

• 它有8,16,32个模拟输出，
• 它提供8位或12位的分辨率，
• 提供的转换率为10微秒至30毫秒，
• 输出范围为4-10毫安或0 -10伏。

状态输入

这些表示正在进行的进程的状态或警报信号。通常，远程终端设备持有输入状态卡，它有两个状态真实信息。

它具有隔离的电压或电流源，用于在RTU现场检查远程触点的位置(即，它是打开的还是关闭的)。根据触点位置可以确定各种设备的状态，如电气断路器、报警条件等。

数字输出模块

RTU的数字输出模块通常驱动各个输出通道的输出电压，如大电流容量继电器，从而实现电源的开、关。

用于驾驶的方法如下：

• 双向可控硅开关,
• 读取继电器切换，
• TTL电压输出。

通信界面

远程终端单元可以使用RS485，RS232，以太网，微波和卫星等不同的通信介质接地到多个控制站和智能电子设备等。当通信接口维持在两个端之间，任一侧可以启动数据传输以及具有最小可能的交通问题的同步数据传输。

此外，如果SCADA系统中的多个RTUs想要共享一条公用的通信线路，那么使用多点方案可以做到这一点。由于为每个单位提供了唯一的寻址，并根据它们的投票和命令来理解响应。

这里有值得注意的是，今天的世界中远程终端单元的设计取决于国际电器技术委员会，美国国家标准研究所，电气和电子工程师研究所的预先决定标准。在架构中，朝向可插拔模块存在可支持性。