遠程測控終端RTU知識全解

RTU是REMOTETERMINALUNIT的簡稱，中文名稱為遠程測控終端，用于監視、控制與數據采集的應用。本文來講簡單的認識下RTU，希望能對大家提供幫助。

【RTU的特點】

RTU具有如下特點：

1.通訊距離較長

2.適用于各種環境惡劣的工業現場

3.模塊結構化設計，便于擴展

4.在具有遙信、遙測、遙控領域的水利、電力調度、市場調度等行業廣泛使用

RTU實際上就是電網監視和控制系統中安裝在發電廠或變電站的一種遠動裝置，是調度自動化、變電站自動化、無人值守變電站、配電自動化和過程控制自動化系統中的關鍵裝備。RTU將側得的狀態或信號轉換成可在通信媒體上發送的數據格式。它還將從中央計算機發送來的數據轉換成命令，實現對設備的功能控制。

變電站是電力系統的一個重要組成部分，它的安全可靠運行是電網完全經濟運行的根本保障。當前變電站正以分項自動化向著綜合自動化方向發展，綜合自動化的近期目標是把變電站的保護、測量、監控、遠動等融為一體，取得數據共享，資源共享，大幅度提高自動化的功效。

對于電力系統，為了進行現代化管理，往往實現電網調度自動化，雖然省、地、縣各級調度有不同的職能和責任，但其組成基本相同，一般是由主站和遠動終端（RTU）組成。遠動終端就是電網監視和控制系統中安裝在發電廠或變電站的一種遠動裝置，它負責采集所在發電廠或變電站電力運行狀態的模擬量和狀態量，監視并向調度中心傳送這些模擬量和狀態量，執行調度中心發往所在發電廠或變電站的控制和調度命令。然而，隨著煤礦現代化管理的飛速發展，實施煤礦安全生產微機監控調度系統已是大勢所趨，該系統通過設置在礦調度室的主計算機能實時地監視煤礦井下生產環境安全參數和全礦重要機電設備的工況，從而對各生產環節進行控制和調節，使生產的指揮管理和控制融為一體，成為礦井生產的中樞。

由于礦調度室遠離生產現場，因此，礦井上下需要設置多個遠動分站。毋庸置疑，煤礦變電站是企業生產的核心和動力源泉，它關系著安全生產和人體安危。變電站的安全管理也是煤礦監控系統的一個重要環節。通常變電站與煤礦生產調度中心往往相距較遠，必須采用遠動技術，在變電站設置遠動終端即RTU，與調度中心計算機通過信道相連接，RTU與調度中心之間通過遠距離信息傳輸完成RTU的遠方監控功能。

【RTU的功能】

1.采集狀態量并向遠方發送，帶有光電隔離，遙信變位優先傳送；

2.采集數據量并向遠方發送，帶有光電隔離；

3.直接采集系統工頻電量，實現對電壓、電流、有功、無功的測量并向遠方發送，可計算正反向電度；

4.采集脈沖電度量并向遠方發送，帶有光電隔離；

5.接收并執行遙控及返校；

6.程序自恢復；

7.設備自診斷（故障診斷到插件級）；

8.設備自調；

9.通道監視；

10.接收并執行遙調；

11.接收并執行校時命令（包括GPS對時功能選配）；

12.與兩個及兩個以上的主站通訊；

13.采集事件順序記錄并向遠方發送；

14.提供多個數字接口及多個模擬接口；

15.可對每個接口特性進行遠方/當地設置；

16.提供若干種通信規約，每個接口可以根據遠方/當地設置傳輸不同規約的數據；

17.接受遠方命令，選擇發送各類信息；

18.可轉發多個子站遠動信息；

19.當地顯示功能，當地接口有隔離器；

20.支持與擴頻、微波、衛星、載波等設備的通訊；

21.選配及多規約同時運行，如DL451-91CDT規約，同進應支持POLLING規約和其他國際標準規約（如DNP3.0、SC1801、101規約）；

22.可通過電信網和電力系統通道進行遠方設置。

【RTU操作系統】

1.電源

兩路電源輸入，供電電源為DC24V/1A，支持寬電壓輸入（18～36V），兩路電源冗余，可分別單路供電，兩路電源無縫切換，輸入輸出之間有1500VDC的隔離電壓。

2.通信接口

兩路RS485/RS232通信接口，可分別響應主機召喚（任一時刻僅一個RS485接口響應主機通訊）。兩路通信接口都有防雷措施，輸入輸出之間有光電隔離器件進行隔離，以保證高質量的通訊傳輸。

終端初始默認串口通訊波特率為9600bps，8位數據位，1位停止位，無校驗。如果需要使用其它波特率，可進入校驗程序對終端進行設置，本終端還有以下波特率可供選擇，110bps,300bps,600bps,1200bps,2400bps,4800bps,9600bps,14400bps.

3.遙信輸入（DI輸入）

本終端有8路遙信輸入接口，每一路的遙信輸入信號都有防雷措施和光電隔離器件（高達5000V的隔離電壓）進行保護，保證系統的運行穩定。

用于采集廠站設備運行狀態等無源節點，并按規約傳送給調度中心，包括：斷路器和隔離刀閘的位置信號、繼電保護和自動裝置的位置信號、發電機和遠動設備的運行狀態等。

4.模擬量信號遙測（AI輸入）

本終端有8路模擬量信號輸入的遙測信號，用于采集4-20mA/0-5V/0-10V信號，每一路的直流電流遙測信號都有一個高精度、高隔離、低漂移、低功耗、溫度范圍寬的隔離變送器對輸入輸出進行隔離。由于本終端在采集電路設計了多級干擾抑制和浪涌保護電路，從而明顯地降低了干擾的影響，設置的低通濾波功能有效地限制了輸入信號的帶寬，保證了測量的準確度，在中國電科院“電力工業電力設備及儀表質量檢驗測試中心”的檢測確認直流電流遙測的準確度為0.2級。

5.遙控輸出（DO輸出）

本終端有8路（對）遙控輸出，用于執行調度中心改變設備運行狀態的命令，如操作廠站各電壓回路的斷路器、投切補償電容和電抗器、發電機組的啟停等。為了保證終端遙控的準確性和壽命，本終端的遙控輸出均采用歐姆龍的繼電器。

每一路遙控輸出節點在終端的后面板有兩副端子，默認情況下，一副為常開，一副為常閉，如果需要兩副端子都是常開或常閉的狀態，可以通過更改終端里面的跳線來實現。另外，為了保證廠站某些重要回路的斷開操作能夠可靠執行，遙控輸出的第1路（DO1）和第2路（DO2）各用兩個繼電器串接起來使用，大大提高了斷開操作的可靠性。

1.數據采集

1）模擬量：采集電網中的P、Q、U、I等運行參數，一般稱為遙測量；

2）開關量：如斷路器和隔離開關的開合、自動裝置或繼電保護裝置的工作狀態，稱為遙信量；

3）脈沖量：脈沖電能表的輸出脈沖等，稱為遙脈量，有時也歸入遙測量中；

2.數據通信

按照預定通信規約的規定，自動循環（或相應調度要求）地向調度端發送所采集的本廠站數據，并接收調度端下達的各種命令。

3.執行命令

根據接收到的調度命令，完成對指定對象的遙控、遙調操作。

4.其他輔助功能

人機交互、自檢、告警、站內事件順序記錄功能

【RTU的結構】

1.RTU的硬件結構

1）現代的RTU都是以單板機/單片機為核心的微機系統，單CPU結構的RTU如圖：

????

硬件組成：

a.系統部分：CPU、總線、RAM、EPROM、記次數/計時器、中斷控制器、串行通信接口

b.人機聯系：打印機、顯示器、鍵盤

c.輸入/輸出電路（可編程接口芯片）：輸入YC、YX輸入YT、YK

d.通過總線連接

對于小的廠、站，采用單CPU結構的RTU即可，對于較大廠站，則可采用多CPU結構。

2）多CPU結構的RTU

????

最主要的區別：除了主CPU模塊外，其他主要模塊也配備了自己的CPU

a.主CPU：統籌全局，一般通過并行或串行總線接口，與各模塊CPU進行數據通信，如通過地址總線選擇模塊、讀取數據，設置CPU工作參數等。

B.輸入輸出、開入開出模塊：可根據需要采用的普通芯片或單片機

C.公共總線：CPU之間通信接口，由主CPU控制，通常包括地址總線、數據總線，利用地址總線確定通信對象，利用數據總線傳輸數據

d.通信方式：主、從CPU之間的通信方式有兩種，既定時掃描和中斷觸發

優點：配置靈活可擴展，速度快，采集量大

缺點：昂貴、復雜

2.RTU的軟件結構

1）軟件組成結構

????

a.數據采集軟件：采集模擬量、開關量、數字量和脈沖量等數據

b.數據處理軟件：進行數字濾波、越限判斷、BCD碼轉換等

C.控制軟件：執行收到的遙控、遙調命令

d.通信軟件：根據約定的通信規約與調度中心相互通信

e.人機交互軟件：處理鍵盤、屏顯以及打印機操作

F.其他功能軟件：如事件順序記錄、事故追憶、自動及調試等功能

1）RTU軟件的主程序結構

????

a.初始化：加電開機，先使各外設接口和公用RAM初始化

b.開中斷：對于實時性要求較高的任務，如發送、接收、開關動作等，都利用中斷方式使其運行最快

C.中斷服務：執行中如有中斷請求，則立即掛起巡查的任務，并進入相應的中斷服務程序處理。例如：“接收慢”、“發送空”等中斷信息，值得注意的是：中斷本身有優先級區別，高級別的任務可以中斷低級別任務

D.巡查任務：根據程