远程测控终端RTU的设计

　　1 引 言

　　RTU(Remote Terminal Unit)即远程测控终端，是监测、监控及数据采集(SCADA)系统的终端测控单元。SCADA系统以计算机为基础，能实现远程数据采集、设备控制、测量、参数调节以及信号报警等功能，可以广泛应用于电力、水利、石油、化工、市政等行业中，用于地理环境恶劣无人值守的环境下进行远程监控。整个SCADA系统由监控中心、若干分散分布在各个监控点上的远程测控终端(RTU)和通信介质三部分组成。RTU作为系统的独立工作站点，完成现场数据的采集与处理、现场执行机构的控制以及与监控中心的远程通信，具有易扩展性和易维护性的特点，而且自成体系，当远程通信中断时能独立运行，不影响对现场的监控功能。

　　2 RTU的主要配置

　　RTU主要有两种工作方式，自动方式和手动方式。自动方式时，RTU的所有工作参数都由监控中心定时或随时设置，现场只能查询不能修改;手动方式时，RTU的所有工作参数都可以现场查询和修改。一般来说，手动方式只是在现场调试、检修和系统通信长时间中断的情况下采用。无论是工作在自动方式还是手动方式，工作参数一经设置，RTU就会自动按照规定的流程和模式进行数据采集和处理、现场控制以及通信响应。

　　RTU的主要配置有CPU板4键盘显示板、I/O板、串行通信接口单元3以及通信设备、电源、机箱等。CPU板一般采用单片机、DSP等作为控制核心，CPU板所固化的程序决定了RTU的全部工作流程，包括现场的数据采集及处理方法、控制模式及功能、故障处理方式、远程通信协议及其实现等，更新程序就可以使RTU满足多种现场流程的要求。键盘显示板用于实现RTU的人机对话功能，支持对RTU的现场操作控制，以保证RTU在系统通信中断时能够继续监控工作。为防止误操作，键盘须加锁或密码管理，限定操作员级别。为适应不同的现场环境状况，显示器件可以选择采用LED数码管或LCD液晶显示器模块等实现，I/O板上的I/O通道是RTU与现场信号的接口，在符合工业标准的基础上，还应该具有多种结构形式，以适应不同的现场信号类型，如开关量I/O通道、脉冲量I/O通道、模拟量I/O通道、数字量I/O通道等。RTU串行通信接口单元一般至少要有两个通信端口，以支持RTU与监控中心、RTU与下级设备或RTU之间的通信。RTU的通信介质根据现场环境及对象的要求，可以选择为有线或无线。有线方式如电力线载波、RS-485总线、公共电话线网等，无线方式如VHF/UHF无线电台、移动电话网等。RTU支持的通信方式有监控中心触发的通信和RTU触发的通信，监控中心触发的通信包括：(1)站点查询。监控中心周期性的、以一定的时间间隔、在一定的时限内，对所有的RTU依次下达查询命令，收集各站点的现场数据和信息。(2)站点控制。由监控中心定时或随机地向所有RTU(群控)或某个RTU(单控)下传工作参数或控制命令，如RTU工作参数设置、现场设备的开/关控制等。(3)校对时间。监控中心定期对所有RTU校对系统时间%以保证系统动作的一致性。监控中心触发的通信具有较高的优先响应权。RTU触发的通信包括：(1)响应监控中心的命令。根据监控中心的命令格式上传现场参数和信息，或接收监控中心下传的工作参数和命令m并执行相应的控制操作。(2)故障报警。当现场工作出现异常或故障时，由RTU主动呼叫监控中心，上传现场状态信息和故障信息。对于监控中心来说，对RTU的故障报警应优先响应。(3)响应下级设备或RTU的呼叫，接收它们的上传信息，并进行处理。(4)对下级设备或RTU下传参数或命令。在SCADA系统中，RTU站点比较分散、站点多，与监控中心的距离较远，通信的可靠性对于整个系统的正常运行至关重要另外，RTU还应具备一定的现场故障定位及其安全保护功能。