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远程测控终端RTU知识全解

供稿:中国工控网 2018/6/27 14:00:07

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  • 关键词: 远程测控终端 RTU
  • 摘要:RTU是REMOTETERMINALUNIT的简称,中文名称为远程测控终端,用于监视、控制与数据采集的应用。本文来讲简单的认识下RTU,希望能对大家提供帮助。

RTU是REMOTETERMINALUNIT的简称,中文名称为远程测控终端,用于监视、控制与数据采集的应用。本文来讲简单的认识下RTU,希望能对大家提供帮助。

【RTU的特点】

RTU具有如下特点:

1.通讯距离较长

2.适用于各种环境恶劣的工业现场

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、市场调度等行业广泛使用

RTU实际上就是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置,是调度自动化、变电站自动化、无人值守变电站、配电自动化和过程控制自动化系统中的关键装备。RTU将侧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的数据转换成命令,实现对设备的功能控制。

变电站是电力系统的一个重要组成部分,它的安全可靠运行是电网完全经济运行的根本保障。当前变电站正以分项自动化向着综合自动化方向发展,综合自动化的近期目标是把变电站的保护、测量、监控、远动等融为一体,取得数据共享,资源共享,大幅度提高自动化的功效。

对于电力系统,为了进行现代化管理,往往实现电网调度自动化,虽然省、地、县各级调度有不同的职能和责任,但其组成基本相同,一般是由主站和远动终端(RTU)组成。远动终端就是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置,它负责采集所在发电厂或变电站电力运行状态的模拟量和状态量,监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量,执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调度命令。然而,随着煤矿现代化管理的飞速发展,实施煤矿安全生产微机监控调度系统已是大势所趋,该系统通过设置在矿调度室的主计算机能实时地监视煤矿井下生产环境安全参数和全矿重要机电设备的工况,从而对各生产环节进行控制和调节,使生产的指挥管理和控制融为一体,成为矿井生产的中枢。

由于矿调度室远离生产现场,因此,矿井上下需要设置多个远动分站。毋庸置疑,煤矿变电站是企业生产的核心和动力源泉,它关系着安全生产和人体安危。变电站的安全管理也是煤矿监控系统的一个重要环节。通常变电站与煤矿生产调度中心往往相距较远,必须采用远动技术,在变电站设置远动终端即RTU,与调度中心计算机通过信道相连接,RTU与调度中心之间通过远距离信息传输完成RTU的远方监控功能。

【RTU的功能】

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;

2.采集数据量并向远方发送,带有光电隔离;

3.直接采集系统工频电量,实现对电压、电流、有功、无功的测量并向远方发送,可计算正反向电度;

4.采集脉冲电度量并向远方发送,带有光电隔离;

5.接收并执行遥控及返校;

6.程序自恢复;

7.设备自诊断(故障诊断到插件级);

8.设备自调;

9.通道监视;

10.接收并执行遥调;

11.接收并执行校时命令(包括GPS对时功能选配);

12.与两个及两个以上的主站通讯;

13.采集事件顺序记录并向远方发送;

14.提供多个数字接口及多个模拟接口;

15.可对每个接口特性进行远方/当地设置;

16.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;

17.接受远方命令,选择发送各类信息;

18.可转发多个子站远动信息;

19.当地显示功能,当地接口有隔离器;

20.支持与扩频、微波、卫星、载波等设备的通讯;

21.选配及多规约同时运行,如DL451-91CDT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);

22.可通过电信网和电力系统通道进行远方设置。

【RTU操作系统】

1.电源

两路电源输入,供电电源为DC24V/1A,支持宽电压输入(18~36V),两路电源冗余,可分别单路供电,两路电源无缝切换,输入输出之间有1500VDC的隔离电压。

2.通信接口

两路RS485/RS232通信接口,可分别响应主机召唤(任一时刻仅一个RS485接口响应主机通讯)。两路通信接口都有防雷措施,输入输出之间有光电隔离器件进行隔离,以保证高质量的通讯传输。

终端初始默认串口通讯波特率为9600bps,8位数据位,1位停止位,无校验。如果需要使用其它波特率,可进入校验程序对终端进行设置,本终端还有以下波特率可供选择,110bps,300bps,600bps,1200bps,2400bps,4800bps,9600bps,14400bps.

3.遥信输入(DI输入)

本终端有8路遥信输入接口,每一路的遥信输入信号都有防雷措施和光电隔离器件(高达5000V的隔离电压)进行保护,保证系统的运行稳定。

用于采集厂站设备运行状态等无源节点,并按规约传送给调度中心,包括:断路器和隔离刀闸的位置信号、继电保护和自动装置的位置信号、发电机和远动设备的运行状态等。

4.模拟量信号遥测(AI输入)

本终端有8路模拟量信号输入的遥测信号,用于采集4-20mA/0-5V/0-10V信号,每一路的直流电流遥测信号都有一个高精度、高隔离、低漂移、低功耗、温度范围宽的隔离变送器对输入输出进行隔离。由于本终端在采集电路设计了多级干扰抑制和浪涌保护电路,从而明显地降低了干扰的影响,设置的低通滤波功能有效地限制了输入信号的带宽,保证了测量的准确度,在中国电科院“电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心”的检测确认直流电流遥测的准确度为0.2级。

5.遥控输出(DO输出)

本终端有8路(对)遥控输出,用于执行调度中心改变设备运行状态的命令,如操作厂站各电压回路的断路器、投切补偿电容和电抗器、发电机组的启停等。为了保证终端遥控的准确性和寿命,本终端的遥控输出均采用欧姆龙的继电器。

每一路遥控输出节点在终端的后面板有两副端子,默认情况下,一副为常开,一副为常闭,如果需要两副端子都是常开或常闭的状态,可以通过更改终端里面的跳线来实现。另外,为了保证厂站某些重要回路的断开操作能够可靠执行,遥控输出的第1路(DO1)和第2路(DO2)各用两个继电器串接起来使用,大大提高了断开操作的可靠性。

1.数据采集

1)模拟量:采集电网中的P、Q、U、I等运行参数,一般称为遥测量;

2)开关量:如断路器和隔离开关的开合、自动装置或继电保护装置的工作状态,称为遥信量;

3)脉冲量:脉冲电能表的输出脉冲等,称为遥脉量,有时也归入遥测量中;

2.数据通信

按照预定通信规约的规定,自动循环(或相应调度要求)地向调度端发送所采集的本厂站数据,并接收调度端下达的各种命令。

3.执行命令

根据接收到的调度命令,完成对指定对象的遥控、遥调操作。

4.其他辅助功能

人机交互、自检、告警、站内事件顺序记录功能

【RTU的结构】

1.RTU的硬件结构

1)现代的RTU都是以单板机/单片机为核心的微机系统,单CPU结构的RTU如图:

硬件组成:

a.系统部分:CPU、总线、RAM、EPROM、记次数/计时器、中断控制器、串行通信接口

b.人机联系:打印机、显示器、键盘

c.输入/输出电路(可编程接口芯片):输入YC、YX输入YT、YK

d.通过总线连接

对于小的厂、站,采用单CPU结构的RTU即可,对于较大厂站,则可采用多CPU结构。

2)多CPU结构的RTU

最主要的区别:除了主CPU模块外,其他主要模块也配备了自己的CPU

a.主CPU:统筹全局,一般通过并行或串行总线接口,与各模块CPU进行数据通信,如通过地址总线选择模块、读取数据,设置CPU工作参数等。

B.输入输出、开入开出模块:可根据需要采用的普通芯片或单片机

C.公共总线:CPU之间通信接口,由主CPU控制,通常包括地址总线、数据总线,利用地址总线确定通信对象,利用数据总线传输数据

d.通信方式:主、从CPU之间的通信方式有两种,既定时扫描和中断触发

优点:配置灵活可扩展,速度快,采集量大

缺点:昂贵、复杂

2.RTU的软件结构

1)软件组成结构

a.数据采集软件:采集模拟量、开关量、数字量和脉冲量等数据

b.数据处理软件:进行数字滤波、越限判断、BCD码转换等

C.控制软件:执行收到的遥控、遥调命令

d.通信软件:根据约定的通信规约与调度中心相互通信

e.人机交互软件:处理键盘、屏显以及打印机操作

F.其他功能软件:如事件顺序记录、事故追忆、自动及调试等功能

1)RTU软件的主程序结构

a.初始化:加电开机,先使各外设接口和公用RAM初始化

b.开中断:对于实时性要求较高的任务,如发送、接收、开关动作等,都利用中断方式使其运行最快

C.中断服务:执行中如有中断请求,则立即挂起巡查的任务,并进入相应的中断服务程序处理。例如:“接收慢”、“发送空”等中断信息,值得注意的是:中断本身有优先级区别,高级别的任务可以中断低级别任务

D.巡查任务:根据程

审核编辑(王静)
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