SCADA中的远程终端单元（RTU）

定义：R.夸张地表现感情T.erminal你没用的人(rtu.在SCADA系统中，是一种基于微处理器的电子设备，它位于地理上分散的偏远位置，以便于分布式SCADA系统中各种设备之间的通信。它由输入输出硬件和通信接口组成，用于遥感和对正在进行的过程进行控制。

位于SCADA系统远端站点的RTU的唯一目的是通过传感器、监视器、生产过程等将采集到的所有数据和信息发送到中心站进行存储和监控。

远程终端单元有时被称为远程遥测单元或远程遥控设备。

远程终端设备基础知识

我们在之前的内容中已经讨论过了SCADA系统简介SCADA系统允许分散在不同偏远位置的各种单元相互连接，以处理工业控制过程。

远程终端单元充当SCADA系统的重要组成部分。它建立并维护系统的不同元件之间的连接，以便于无法建立有线连接的通信。由于它支持远程现场设备的通信，因此它被命名为此。

• 这里应注意，通过无线电波进行通信能力的PLC可以充当RTU的替代品。

RTU的进化

在最初阶段，甚至在SCADA系统到达之前，rtu就被用于远程遥测目的，并与中央计算机结合起来。

所以，在那个时候，rtu是一种硬连线设备，被电子设计用于固定的功能，比如响应串行接收的数字代码。因此，早期的远程终端单元具有读取和传输当前输入值和状态值，并根据控制消息生成触点输出的功能。

但是，当时，开发系统仅支持准确的监测，而不是实现有效控制的目的。但是，该领域的进一步创新使得传送到远程监控站的过程状态的变化以及报告的日期和时间打印。

此外，随着基于微处理器的技术的出现，制造商将微处理器和微型计算机逻辑合并到RTUs中。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征和性能。

这背后的原因是微处理器芯片提供了快速的计算功能，并降低了总体成本，这临时提高了系统的性能。

RTU架构

这里的图显示了远程终端单元的体系结构表示：

RTU的主要组件是CPU，内存（易失性和非易失性），电源模块，电源模块，电池，实时时钟，看门狗定时器，通信接口（串行端口或带有I / O接口的车载调制解调器）。

在上图中，示出了硬件模块，其中I / O模块放置在RTU面板内，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。

让我们现在单独理解每个单位：

CPU

现在，内置的中央处理单元使用16位或32位微处理器，存储器容量为256千字节。它由具有以太网链路的3个通信端口组成，实时时钟用于系统的整体控制。

Watchdog计时器的使用提供了定期执行进程的实时检查。此看门狗定时器定期重置，并且如果重置被延迟，则计时器标志错误。

由于从图中清楚的是，双CPU在此处包含双电源。在两个CPU中，一个是初级和其他待机的目的。因此，如果主机失败，系统会自动触发到备用CPU。

电源模块

对于不间断的操作，RTU需要连续的电源供电，但是该装置与实际存在电源的点分开。因此，为了便于在电源故障的情况下不间断运行，将提供给设备的电池备份的备用电源。对于低功率RTU，大多使用太阳能电池板，而有时使用热电发电机根据燃气管道的可用性使用。

一般来说,铅酸或镍镉电池使用。

操作的典型期望值是around110/ 40v AC±10%具有操作频率50赫兹或11/14/ 48v DC±10%。

模拟输入模块

应用的模拟输入通常是可变的电压或电流，其变化与被测过程成正比。不同的模拟输入有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，样本和保持电路，ADC和总线接口。模拟输入模块的功能是：

• 有8 16或32个模拟输入，
• 它通常提供8到12位的分辨率，
• 一般为4 ~ 10 mA范围，
• 输入模块的输入电阻为140公斤欧姆到1百万欧姆，
• 所提供的转换率大约是10微秒到30毫秒。

模拟输出模块

这些是用来处理可变数量，如图形记录仪器或条形图表。它基本上用DAC将从CPU接收到的数字值转换成模拟值。此外，这种模拟表示控制执行器。

模拟输出模块的基本特点是:

• 它有8 16 32个模拟输出，
• 它提供8或12位的分辨率，
• 所提供的转换率在10微秒到30毫秒之间，
• 输出范围在4-10毫安或0到10 V之间。

状态输入

这些代表正在进行的过程的状态或警报信号。通常，远程终端单元保持有两个状态信息的输入状态卡。

它具有隔离电压或电流源，用于在RTU站点上进行远程触点的位置（即，无论是打开还是关闭）。根据接触位置，可以确定各种设备的状态，如电动断路器，报警条件等。

数字输出模块

RTU的数字输出模块通常在每个相应的输出通道处驱动输出电压，例如高电流容量中继，以便打开和关闭电源。

使用的驾驶方法如下:

• TRIAC切换，
• 阅读接力切换,
• TTL电压输出。

通信接口

一个远程终端单元可以使用不同的通信媒介如RS485、RS232、以太网、微波和卫星等与多个控制站和智能电子设备接口。当通信接口在两端之间被维护，那么任何一方都可以发起数据传输，以尽可能少的流量问题有同步的数据传输。

此外，如果SCADA系统内的多个RTU想要共享公共通信线路，则可以使用多滴方案来完成。作为每个单元提供唯一寻址的，并且将根据其轮询和命令来理解响应。

这里值得注意的一点是，当今世界的远程终端的设计依赖于国际电工技术委员会、美国国家标准协会、电气和电子工程师协会预先制定的标准。在这个体系结构中，对可插拔模块有支持。