RTU

一、RTU概述二、RTU与PLC的区别培训提纲（一）、RTU的定义（二）、RTU的特点（三）、RTU的基本作用（四）、RTU的软件功能（五）、RTU的通讯和标准（六）、RTU的RTOS实时多任务操作系统（一）、RTU的定义RTU英文全称RemoteTerminalUnit，中文全称为远程终端控制系统。它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。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，国内RTU产品正在形成应有的市场。有两种基本类型的RTU——“单板RTU”和“模块RTU”。“单板RTU”在一个板子中集中了所有的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）。（二）、RTU的特点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。RTU产品目前与无线设备，工业TCP/IP产品结合使用，正在发挥越来越大的作用。（三）、RTU的基本作用RTU能控制对输入的扫描，且通常是以很快的速度。它还可以对过程进行一些处理，如改变过程的状态，存储等待SCADA监控中心查询的数据。一些RTU能够主动向SCADA监控中心进行报告，但多数情况下还是SCADA监控中心对RTU进行选择。RTU还有报警功能。当RTU受到SCADA监控中心的选择时，它需要对如“把所有数据上传”这样的要求进行响应，来完成一个控制功能。其主要功能表现为：1、监控中心使用远端地址进行数据的安全传输，对数据变化的异常报告，以及高效的通过一种媒介与多个远端进行通讯。2、对数字状态输入进行监控并在受到轮询时向监控中心汇报状态的变化。3、检测、存储并迅速汇报某一状态点的突发状态变化。4、监控模拟量输入，当其变化超过事先规定的比例时，向监控中心汇报。5、在可编程的执行过程中对每个基点在选择——核对——执行的安全模式下进行执行控制。6、模拟量设定点控制。7、对状态变化作1毫秒事件序列的标定。8、监控并计算从kWh计数器得到的累积脉冲。（四）、RTU的软件功能实时操作系统。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。连接到SCADA监控中心的通讯系统的驱动。连接现场设备的I/O系统设备的驱动。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。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。诊断系统一些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。（五）、RTU的通讯和标准由于RTU是专用的器件，现在还没有统一的标准，尤其是在通讯方面，通常情况下一个产家的RTU是不能和另一个产家的RTU混用的。协议的转化和竞争已经形成了一个产业。近期中国自动化学会专家咨询委员会将向市场发布RTU的通用标准，这些标准大致包括如下：1、通信标准DNPs和IEC870。2、RTU编程标准IEC1131-3。3、中央处理器单元可以包含一个内置的或独立的modem。这些modems可以通过无条件租借的声音级电话线或类似的声道如：微波、无线电、光纤。也可以用异步串行数据端口来代替modem，来扩展通讯设备最大可达36.6Kbaud。4、中央处理器连续的选择输入通道将当前的状态或模拟量和以前的状态作对比。如果模拟量的改变超过了死区限，就会向监控中心通知发生了状态改变；如果没有改变发生，一个简短的确认信号会返回到监控中心。所有其他的信息都是在连续选取信息将交叉存取的，在忽略选取扫描时间冲突时，获得最优的响应时间。（六）、RTU的RTOS实时多任务操作系统关于RTU的RTOS实时多任务操作系统(RealTimemulti-taskingOperationSystem,RTOS)说明：实时多任务操作系统(RTOS)是嵌入式应用软件的基础和开发平台。目前在中国大多数嵌入式软件开发还是基于处理器直接编写，没有采用商品化的RTOS，不能将系统软件和应用软件分开处理。RTOS是一段嵌入在目标代码中的软件，用户的其它应用程序都建立在RTOS之上。不但如此，RTOS还是一个可靠性和可信性很高的实时内核，将CPU时间、中断、I/O、定时器等资源都包装起来，留给用户一个标准的API，并根据各个任务的优先级，合理地在不同任务之间分配CPU时间。TOS是针对不同处理器优化设计的高效率实时多任务内核，优秀商品化的RTOS可以面对几十个系列的嵌入式处理器MPU、MCU、DSP、SOC等提供类同的API接口，这是RTOS基于设备独立的应用程序开发基础。因此基于RTOS上的C语言程序具有极大的可移植性。据专家测算，优秀RTOS上跨处理器平台的程序移植只需要修改1~5%的内容。在RTOS基础上可以编写出各种硬件驱动程序、专家库函数、行业库函数、产品库函数，和通用性的应用程序一起，可以作为产品销售，促进行业内的知识产权交流，因此RTOS又是一个软件开发平台。5.RTOS是嵌入式系统的软件开发平台RTOS最关键的部分是实时多任务内核，它的基本功能包括任务管理、定时器管理、存储器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理、旗语管理等,这些管理功能是通过内核服务函数形式交给用户调用的，也就是RTOS的API。RTOS的引入，解决了嵌入式软件开发标准化的难题。随着嵌入式系统中软件比重不断上升、应用程序越来越大，对开发人员、应用程序接口、程序档案的组织管理成为一个大的课题。引入RTOS相当于引入了一种新的管理模式，对于开发单位和开发人员都是一个提高。二、RTU与PLC的区别RTU与PLC相比较，RTU通常具有更优良的通讯能力和更大的存储容量，更适用于恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能，在国外主要用于室外，比如在一些无人值守的站点，因此，RTU的机柜要适合全天候的气象条件，比如防止日晒、雨淋、风沙等，对温度的要求要比普通PLC要高，有时要求在零下四十到零上八十摄氏度的温度下都能正常工作，如果是安装在石油或天然气管道上的RTU，根据现场的环境还有可能要求防爆，而PLC因为其工作环境温度范围为0~50度，一般用于工厂车间流水线的控制，在其他地方不能可靠工作，虽然在实际应用当中，经常用PLC来当RTU来用，但是比较勉强，可靠性不能保证。RTU和PLC的差别不是很大，前者侧重于高可靠性的远程监测和远程控制，适用于各种恶劣的环境。部分RTU也具有可编程工具，PLC可以应用的大多数场合，RTU都是可以用的。后者则侧重于本地控制，主要是逻辑编程，以及程序经常需要改动的地方。两种产品各有其优缺点，而且主要针对的应用范围也不尽相同，具体选型时可以查阅它们更详尽的参数后确定，在这里不再赘述。rtu优势：1、提供的接口较多2、可以远程维护（程序的下载等）3、功耗小很多rtu可以用电池供电。适合远程通讯特别是RTU＋数传电台这种方式。PLC的优势在于应用案例较多比较成熟稳定，特别是有一些大型的应用。一般是远距离采集系统采用RTU，其他采用PLC方式。谢谢！