RTU

基本概念

RTU（远程终端单元），英文全称RemoteTerminalUnit，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。RTU(RemoteTerminalUnit)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。

特点

RTU，是SCADA系统的基本组成单元。RTU是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式，它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令，实现对设备的功能控制。

RTU通常可以分为2种基本类型——“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（像在PC机的主板上插入附加板卡一样）。

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。至少应具备以下功能：

现场信号及工业设备的监测、控制与报警。例如：数据采集及处理、现场控制、数据传输（网络通信）、现场及远程报警等等；某些RTU还具备流量累计等一系列针对特定应用领域的计量功能等等。

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：

通信标准DNPs和IEC870。

RTU编程标准IEC1131-3。

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。

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。

RTU构成

RTU的硬件主要包括CPU、存储器、以及各种输入输出接口等功能模块。这些模块被集成到电路板中，通过电路板布线完成RTU各功能模块连接。CPU是RTU控制器的中枢系统，负责处理各种输入信号，经运算处理后，完成输出。存储器是RTU记忆系统，用来存储各种临时或永久性数据。

其中开关量输入单元：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。

包括RS485接口、RS232接口、以太网接口、HART仪表接口等各种通讯方式。

基本概念RTU

RTU（远程终端单元），英文全称RemoteTerminalUnit，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。RTU(RemoteTerminalUnit)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。

特点

RTU，是SCADA系统的基本组成单元。RTU是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式，它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令，实现对设备的功能控制。

RTU通常可以分为2种基本类型——“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（像在PC机的主板上插入附加板卡一样）。

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。至少应具备以下功能：

现场信号及工业设备的监测、控制与报警。例如：数据采集及处理、现场控制、数据传输（网络通信）、现场及远程报警等等；某些RTU还具备流量累计等一系列针对特定应用领域的计量功能等等。

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：

通信标准DNPs和IEC870。

RTU编程标准IEC1131-3。

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。

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。

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；

(3)采集脉冲电度量并向远方发送，带有光电隔离；

(4)接收并执行遥控及返校；

(5)程序自恢复；

(6)设备自诊断（故障诊断到插件级）；

(7)设备自调；

(8)通道监视；

(9)接收并执行遥调；

(10)接收并执行校时命令（包括GPS对时功能 选配）；

(11)与两个及两个以上的主站通讯；

(12)采集事件顺序记录并向远方发送；

(13)提供多个数字接口及多个模拟接口；

(14)可对每个接口特性进行远方/当地设置；

(15)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；

(16)接受远方命令，选择发送各类信息；

(17)可转发多个子站远动信息；

(18)当地显示功能，当地接口有隔离器；

(19)支持与扩频、微波、卫星、载波等设备的通讯；

(20)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）；

(21)可通过电信网和电力系统通道进行远方设置。

应用

与常用的可编程控制器PLC相比，RTU通常具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。RTU产品在石油天然气、水利、电力调度、市政调度等行业SCADA系统中广泛应用。

RTU发展阶段及发展趋势

RTU技术的发展经历了几个阶段：

第一代RTU只是进行简单的数据采集，和一些开关量的控制，此时的RTU数据处理能力十分有限，现场的数据必须要传送到中心控制站，由中心控制站或主站进行数据的处理。此时的RTU通信能力也很弱，特点是通信数率慢 ，方式单一，且大多数采用的是自定义的非标准协议。

随着半导体技术的飞速发展，RTU的核心芯片--微处理器的功能日益强大，RTU的数据处理能力得到很大的提高，许多比较复杂的算法和通信协议得以实现，输出控制也不单纯依赖于中心控制站，通常提供本地的闭环控制和调节。

网络和通信技术的快速发展为RTU技术提供了更先进、更优良的性能，同时也为RTU产品带来了更广泛的应用。基于IP技术的网络化RTU具备快速的响应能力、开放式的通信协议和平台，已经成为市场上的主流工业控制产品。越来越多的传统工业控制器的生产厂家已经将其产品重点转向RTU，同时有越来越多的新企业加入到RTU的行业中来，包括许多类似Motorola这样的通信企业。

如今，RTU技术正向着智能化方向发展。智能化RTU可以自动判断获取的数据是否需要立即上报给中心控制站，还是可以暂时保留在本地以后再传，或直到中心控制站要求时再传。智能化RTU可以自动检测到通信的中断，并立即开始将数据保存到存储器中，从而可以最有效的利用通信网络。智能化RTU还可以同时向几个中心控制站传送那些关键的数据。此外，由于安全性是目前通信网络中最大的问题，智能化RTU可以将数据在传输前进行加密，也可以拒绝那些来自未知地址的访问。