RTU的发展过程 RTU与PLC的区别对比
RTU是Remote Terminal Unit(远程测控终端)的缩写,是SCADA系统的基本组成单元。SCADA是Supervisory Control and Data AcquisiTIon 的缩写,是对分布距离远,生产单位分散的生产系统的一种数据采集与监视控制系统。
一个RTU可以有几个、几十个或几百个I/O点组成,可以放置在测量点附近的现场。RTU至少具备以下两种功能:数据采集及处理、数据传输(网络通信),当然,许多RTU还具备PID控制功能或逻辑控制功能、流量累计功能等等。
一、RTU的发(fa)展过(guo)程
在(zai)生产过(guo)程(cheng)自(zi)(zi)动(dong)化装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)中,DCS控(kong)制(zhi)系(xi)统、PLC控(kong)制(zhi)器是(shi)两类(lei)应用(yong)最广泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)动(dong)化控(kong)制(zhi)产品,20世纪80年代之(zhi)前,这(zhei)些控(kong)制(zhi)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)I/O卡(ka)件均集(ji)中在(zai)远离现场的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)室(shi)(shi)内,与现场装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)仪表(其(qi)(qi)中包(bao)括AI/AO模(mo)拟量(liang)输(shu)(shu)入(ru)(ru)输(shu)(shu)出(chu)装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)和(he)DI/DO 开关量(liang)输(shu)(shu)入(ru)(ru)输(shu)(shu)出(chu)装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)等(deng))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)连接(jie)线(xian)都是(shi)一(yi)对一(yi)直(zhi)接(jie)接(jie)线(xian),我(wo)们(men)现在(zai)还可以在(zai)很多现场看到进出(chu)控(kong)制(zhi)室(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量(liang)电缆和(he)敷设电缆的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)尺寸桥架。在(zai)80年代后期,PLC、DCS两类(lei)控(kong)制(zhi)系(xi)统先后推出(chu)远离控(kong)制(zhi)室(shi)(shi)安装(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)远程(cheng)I/O卡(ka)件,它安装(zhuang)(zhuang)在(zai)现场,可就近与现场装(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)连线(xian),而这(zhei)些远程(cheng)I/O 卡(ka)件与安装(zhuang)(zhuang)在(zai)控(kong)制(zhi)室(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)器是(shi)通(tong)过(guo)单(dan)根电缆的(de)(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)信实(shi)现信息交换。但也同时遇到了(le)受制(zhi)于(yu)安装(zhuang)(zhuang)地点(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)环境(jing)因素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影响,限(xian)制(zhi)了(le)其(qi)(qi)进行(xing)更(geng)大(da)范围的(de)(de)(de)(de)(de)(de)应用(yong)。随着(zhe)RTU的(de)(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)现这(zhei)方(fang)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)问题(ti)也随之(zhi)得到了(le)解(jie)决,RTU在(zai)远端数据采集(ji)转换及通(tong)信方(fang)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)优势明显。90年代后期通(tong)信技(ji)术不断发展带动(dong)了(le)SCADA系(xi)统有(you)了(le)长足发展,RTU产品有(you)了(le)更(geng)广泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)应用(yong)领域,成(cheng)为自(zi)(zi)动(dong)化行(xing)业产品应用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)个重(zhong)要分支。
随着中国(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)业(ye)(ye)(ye)化(hua)水(shui)平和(he)(he)(he)(he)信息化(hua)水(shui)平不(bu)断(duan)提高,SCADA系统(tong)技术的(de)(de)(de)(de)(de)应(ying)用(yong)(yong)领(ling)域也越(yue)(yue)来(lai)(lai)越(yue)(yue)广泛。低(di)(di)碳经(jing)济、绿色环保的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)(xu)求(qiu),更(geng)加(jia)(jia)使(shi)得市(shi)场(chang)对RTU产(chan)品的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)(xu)求(qiu)呈持续(xu)增加(jia)(jia)态势,对产(chan)品性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)也越(yue)(yue)来(lai)(lai)越(yue)(yue)高,推动(dong)了(le)行(xing)(xing)业(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)技术改造和(he)(he)(he)(he)产(chan)业(ye)(ye)(ye)升(sheng)级。在油气行(xing)(xing)业(ye)(ye)(ye)生(sheng)产(chan)方面(mian),中国(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)三大(da)石油生(sheng)产(chan)集(ji)(ji)团已经(jing)进(jin)入国(guo)际(ji)市(shi)场(chang),正(zheng)在承(cheng)受(shou)着日益加(jia)(jia)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)来(lai)(lai)自国(guo)际(ji)石油行(xing)(xing)业(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)竞争压(ya)力。以(yi)(yi)低(di)(di)劳务(wu)成本(ben)取(qu)胜不(bu)会是(shi)永远(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)优势。数字石油建(jian)设(she)对提高油气开发(fa)与生(sheng)产(chan)能(neng)力和(he)(he)(he)(he)管理决策水(shui)平、降低(di)(di)经(jing)营风险具有重(zhong)大(da)意(yi)义。另外,数字油田(tian)和(he)(he)(he)(he)数字石化(hua)也是(shi)石油石化(hua)企业(ye)(ye)(ye)全(quan)面(mian)升(sheng)级与再造的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)(xu)要。这些需(xu)(xu)求(qiu)越(yue)(yue)来(lai)(lai)越(yue)(yue)迫切,越(yue)(yue)来(lai)(lai)越(yue)(yue)复杂(za),越(yue)(yue)来(lai)(lai)越(yue)(yue)苛刻,只有建(jian)设(she)全(quan)面(mian)数字化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)油田(tian)和(he)(he)(he)(he)企业(ye)(ye)(ye)才是(shi)最(zui)(zui)终的(de)(de)(de)(de)(de)解决之道(dao)。而组成数字油田(tian)最(zui)(zui)基本(ben)单元就是(shi)RTU控制(zhi)器。长输管线和(he)(he)(he)(he)城市(shi)管网(wang)以(yi)(yi)及市(shi)政供水(shui)领(ling)域是(shi)SCADA系统(tong)运(yun)用(yong)(yong)最(zui)(zui)为广泛的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)(xing)业(ye)(ye)(ye),是(shi)RTU应(ying)用(yong)(yong)最(zui)(zui)为密(mi)集(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)(xing)业(ye)(ye)(ye),也是(shi)应(ying)用(yong)(yong)最(zui)(zui)为成熟的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)(xing)业(ye)(ye)(ye)。在其它(ta)众多行(xing)(xing)业(ye)(ye)(ye)中,RTU都(dou)是(shi)可以(yi)(yi)得到广泛应(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de),因此,市(shi)场(chang)前景非常广阔。由此吸引了(le)更(geng)多的(de)(de)(de)(de)(de)国(guo)际(ji)知名自动(dong)化(hua)公司参与到RTU的(de)(de)(de)(de)(de)研发(fa)制(zhi)造中来(lai)(lai)。
二、RTU的技术特(te)性(xing)和特(te)征
1)标准的(de)编程语言(yan),符合国际(ji)标准IEC61131-3的(de)编程语言(yan);
2)工作环(huan)境(jing)温度(du):-40℃ ~70℃,环(huan)境(jing)湿(shi)度(du)5~95%;
3)电磁抗干扰(rao)符(fu)合(he)IEC61000-4 和EN55011;
4)具备多种标准通信协(xie)议(yi),如MODBUS TCP/IP、MODBUS RTU、MODBUS ASCII、DNP3等;
5)丰富的通信接口(kou),支持多种通信方式,通信距离长;
RTU
6)大容量存储;
7)模块化结构,便于扩展;
8)具备实时多任(ren)务操作系(xi)统;
9)灵活互相兼容的开放(fang)式接口。
虽然RTU和PLC在工程编程、数据采集和控制等方面很相似,但它们之间还是有很大区别的。PLC一般主要用于工厂车间流水线的控制,主要在室内环境应用,而RTU 不仅可以用于室内应用场合,更大的特点是具备用于室外控制装置中,环境条件非常恶劣的场合。由于PLC 的工作环境温度是0~50℃,因此在一些无人值守的野外站点,PLC不能做到可靠工作。
三、RTU和PLC产品的对比
两者共(gong)同点是均采用编程(cheng)语言IEC61131-3,但在环境(jing)等(deng)方面差别较(jiao)大。
(1)应用(yong)场合范围(wei)优势(shi):
RTU主要应用于现场设备附近,所以RTU对(dui)工作(zuo)的环境要求(qiu)比(bi)较宽泛(fan):
RTU对环境的(de)要(yao)求:
工作温度:-40℃到(dao)75℃;
存(cun)储温度:-40℃到85℃;
相(xiang)对湿度:5%到95%;
RTU产品(pin)具有(you)可(ke)靠的优质(zhi)特性,极(ji)端的环境(jing)工作(zuo)温度,适合各类场(chang)所应用,属于全天(tian)候不受环境(jing)和(he)地域的限(xian)制。
PLC对环(huan)境的(de)要(yao)求:
工作温(wen)度:0℃到55℃;
存储温度:-40℃到70℃;
相对(dui)湿度:5%到95%;
PLC产品更适合室(shi)内环境应用,工(gong)作(zuo)温度(du)范围较窄。
PLC
(2)通信(xin)协议及灵(ling)活性
RTU产品(pin)有较多(duo)的通(tong)信接口(kou)
RTU产品一般(ban)都(dou)具备3到5个通信接口或更多,如(ru)RS232、RS485,主要适应现场(chang)各(ge)类智能仪表及各(ge)类控(kong)制(zhi)器的(de)方(fang)便接入;
RTU产(chan)品具(ju)备支持多种通信协议 MODBUS、DNP3等多种协议;
支(zhi)持新增特殊协议(yi)的(de)接口驱动功能。可以(yi)方便与其(qi)它(ta)不(bu)同种(zhong)类设备相连(lian),特别适合SCADA系统应用;
PLC产(chan)品通(tong)信接口及通(tong)信协议较单一,只适合相(xiang)对固(gu)定(ding)和统(tong)一的站(zhan)内控(kong)制系统(tong)。
(3)功能方面
RTU在(zai)应用(yong)方面除了一些(xie)和PLC的(de)基本相(xiang)似功能(neng)外更面向一些(xie)行业专有(you)技术,具有(you)一些(xie)行业专用(yong)功能(neng),如天然气RTU具备(bei)AGA算法,井口RTU具备(bei)专用(yong)控(kong)制算法等。对于(yu)小(xiao)型站(zhan)点(dian)来说,两(liang)者的(de)应用(yong)范围(wei)都(dou)差不(bu)多,RTU系列具有(you)的(de)存(cun)储(chu)空间,远大于(yu)PLC。此外,RTU采用(yong)内嵌式流量计算程序,可代替(ti)流量计算机,直(zhi)接用(yong)于(yu)计量,存(cun)储(chu)历史(shi)记(ji)录等。
在(zai)(zai)配置(zhi)点(dian)数方(fang)面两(liang)者相(xiang)当,在(zai)(zai)模拟量方(fang)面,RTU要(yao)(yao)(yao)略优于PLC;RTU主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)针对于现场应(ying)用(yong)环境(jing)设置(zhi),对环境(jing)的(de)要(yao)(yao)(yao)求要(yao)(yao)(yao)比PLC系(xi)列宽泛(fan)的(de)多(duo)。从(cong)内存空(kong)间及(ji)附带(dai)功(gong)能来看(kan),RTU要(yao)(yao)(yao)优于PLC。对于现场环境(jing)比较好(hao)的(de)地(di)方(fang),采用(yong)PLC会更经济一些;对于现场环境(jing)比较恶(e)劣的(de)地(di)方(fang),如石油行业的(de)灌(guan)区监控、天然气管道、油气井场的(de)监控、市政管网等(deng)众多(duo)具有室(shi)外(wai)环境(jing)因素(su)的(de)则采用(yong)RTU产(chan)品(pin)更合适。综(zong)合来看(kan),两(liang)类(lei)产(chan)品(pin)各(ge)有其特色和特点(dian),且主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)针对的(de)应(ying)用(yong)范围也(ye)不尽(jin)相(xiang)同(tong)。