RTU

远程终端单元

定义

RTU(Remote Terminal Unit,远程终端单元)专为远程测控设计,具备多路 AI/DI/DO,支持 Modbus、DNP3、IEC 104 等协议,适用于泵站、闸门、管网、变电站等无人值守站点的数据采集与远程控制,接入 SCADA 系统。

系统组成

RTU 通常包含:CPU 与存储;多路模拟量输入(4~20mA、0~10V);多路数字量输入/输出;RS485、以太网等通信接口;4G、光纤等上行通信;宽温、IP 防护 工业设计。支持 Modbus、DNP3、IEC 104 等 SCADA 协议,与主站通信实现四遥。与 DTU 相比,RTU 具备本地 I/O 与协议处理能力,适合复杂现场。

应用场景

电力:变电站、配电自动化;水务:泵站、闸门、管网;油气:管道、井口;市政:路灯、环境监测。RTU 采集现场传感器、仪表数据,执行主站下发的控制指令,经 4G、光纤等上报至 SCADA 主站。

点表四遥与断链保持

本地 I/O 与协议栈做在一起

远程终端把采集、少量逻辑和上行协议放在同一台现场装置里。模拟输入接变送器,开关输入接位置和告警,开关输出接继电器,通信口再去接那些已经带协议的仪表。对主站而言,这些量被整理成遥测、遥信、遥控和遥调四类。遥测是数值,遥信是状态,遥控是开关命令,遥调是设定值。点表规定每一号点的含义、变比、死区和是否允许主站改写。没有点表,协议里传上来的只是通道号。

它和只做透明转发的数传模块不同:终端自己知道点的工程意义,可以在本地做越限判断、掉电保存和通信中断后的默认输出。扫描本地 I/O 的周期通常短于上行轮询周期,主站两次来问之间的变化,要靠终端暂存或用事件顺序记录,否则窄脉冲告警会丢。

站点要能在主站失联时自持

使用条件是现场能提供电源、接地和清晰的点表,并且主站失联时的输出策略已经定义。泵站、闸门和管网站点常常无人,上行中断数小时仍要继续采样、保护设备。该保持原状态的输出不能因为通信超时被清零,该落到安全位置的阀门也不能停在半开。这些策略写在终端里,不依赖主站在线。上行协议可以是多种主站规约中的一种,但点号必须和主站数据库一致,改一侧就要改另一侧。

模拟量要核对变送器量程和终端满度。4–20 毫安对应的工程范围写错,零点会漂出一个固定偏差,趋势形状仍像真的,调度按这个数操作就会出错。开关量要区分常开和常闭,接反后告警极性全反。可参考 4–20mA 回路的供电方式,确认是终端供电还是变送器外供电,接错会没有电流或把电源短路。

点表、变比和遥测冻结

变比和冻结是历史数据失真的两个源头。电流互感器变比没写进点表,遥测差一个倍数,电量和负荷统计全部偏移。冻结若按主站轮询时刻取样,通信一断就留下空白;若终端按固定周期自己冻结,恢复后应把冻结文件补传,而不是只用当前值填满缺口。用当前值回填,会制造一条根本没发生过的平稳曲线。

遥控缺少选择和执行两步确认时,误点一个点号就会动作。点表变更后若只改了终端、主站仍用旧号,遥控会打到别的设备。对时失败则事件顺序失去意义,多站点的事故前后关系排不出来。最后要测试断链:拔掉上行后看输出是否按设计保持或回落,并把通信状态作为一个遥信送上去,避免主站把中断期间的旧数当成实时值继续显示。

本地存储的掉电保持同样要测。只在内存里记账的终端,停电恢复后会从零开始累计,主站把这段缺口补成一条斜线,流量和电量凭空增加。应确认计数和冻结写在掉电仍保留的介质里,并在复电后送出一条“数据已保持”或“数据已丢失”的状态,让主站决定是续接还是标记缺口。

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