¿Cuál es la diferencia entre RTU y PLC?
El nombre completo de RTU en inglés es Remote Terminal Unit y su nombre completo en chino es Remote Terminal Control System. Las características de RTU son:
1. Larga distancia de comunicación
2. Se utiliza en diversos sitios industriales hostiles
3. Diseño estructurado modular, fácil de expandir.
4. Ampliamente utilizado en conservación de agua, despacho de energía eléctrica, despacho municipal y otras industrias con señalización remota, telemetría y control remoto.
Los productos RTU se utilizan actualmente junto con equipos inalámbricos y productos TCP/IP industriales y están desempeñando un papel cada vez más importante.
RTU (Unidad Terminal Remota) es un dispositivo unidad de control y medición remota responsable de monitorear y controlar señales en sitio y equipos industriales. En comparación con el controlador programable PLC de uso común, RTU generalmente tiene excelentes capacidades de comunicación y mayor capacidad de almacenamiento, es adecuado para ambientes de temperatura y humedad más hostiles y proporciona más funciones informáticas. Precisamente gracias a las funciones perfectas de RTU, los productos RTU se han utilizado ampliamente en los sistemas SCADA.
La unidad terminal remota (RTU) es un dispositivo electrónico instalado en un sitio remoto y utilizado para monitorear y medir sensores y equipos instalados en el sitio remoto. RTU convierte estados o señales medidos en un formato de datos que puede enviarse a través de un medio de comunicaciones. También convierte los datos enviados desde la computadora central en comandos para realizar el control funcional del equipo.
El control de vigilancia y adquisición de datos es un término amplio que se aplica a los sistemas que proporcionan control central y monitoreo de equipos instalados en sitios remotos. Los sistemas SCADA pueden diseñarse para atender diversas aplicaciones (agua, electricidad, gas, alarma, comunicaciones, seguridad, etc.) y cumplir con los indicadores de diseño y conceptos operativos requeridos por los clientes. Un sistema SCADA puede ser tan simple como un interruptor conectado de forma remota a través de un par de cables, o tan complejo como una red informática que consta de muchas unidades terminales remotas (RTU) inalámbricas que se comunican con una potente microcomputadora instalada en una sala de control central.
El equipo terminal remoto del sistema SCADA se puede implementar con una variedad de hardware y software diferentes. Esto depende de la naturaleza del sitio controlado, la complejidad del sistema, los requisitos de comunicación de datos, informes de alarmas en tiempo real, precisión de medición de señales analógicas, monitoreo de estado, control regulatorio y control de interruptores del equipo.
Revisión del Terminal de Control y Medición Remota (RTU)
1. Descripción general
En los dispositivos de automatización de procesos de producción, PLC y DCS son los dos sistemas de control más utilizados. , antes de la década de 1980, las tarjetas de E/S de estos sistemas de control se concentraban en salas de control alejadas del sitio, junto con dispositivos en el sitio (incluidos dispositivos de entrada y salida analógica AI/AO y entradas y salidas de conmutación DI/DO). dispositivos de salida, etc.) Las líneas de conexión son todas de cableado directo uno a uno. Ahora podemos ver una gran cantidad de cables entrando y saliendo de la sala de control y bandejas de cables de gran tamaño para el tendido de cables en muchos sitios. A finales de la década de 1980, los sistemas de control PLC y DCS introdujeron sucesivamente tarjetas de E/S remotas que se instalaban lejos de la sala de control y se podían conectar a dispositivos cercanos. Conectado al PLC, el controlador del sistema DCS instalado en la sala de control intercambia información a través de la comunicación a través de un solo cable. Antes de eso, es decir, a principios de la década de 1980, algunos fabricantes con una escala de producción relativamente menor aprovecharon sus ventajas en la adquisición, conversión y comunicación de datos para lanzar el terminal de control y medición remota RTU, y utilizaron RTU para formar una computadora SCADA (Control de Supervisión). Y el sistema de adquisición de datos, a veces lo llamamos el sistema de cuatro controles remotos (telemetría, teleseñalización, control remoto, teleregulación), como el terminal de control y medición remota IMP desarrollado por la empresa británica Schelumberger a principios de la década de 1980 y el sistema SCADA. Este es un ejemplo de la aplicación exitosa temprana de RTU.
Entonces, ¿qué es RTU? RTU es la abreviatura de Remote Terminal Unit (terminal de control y medición remota) y es la unidad componente básica del sistema SCADA. Una RTU puede tener varios, docenas o cientos de puntos de E/S y puede colocarse en el sitio cerca del punto de medición.
La RTU debe tener al menos las dos funciones siguientes: recopilación y procesamiento de datos, transmisión de datos (comunicación de red). Por supuesto, muchas RTU también tienen función de control PID o función de control lógico, función de acumulación de flujo, etc.
El terminal de control y medición remota RTU, como producto que incorpora la idea de "medición y control descentralizados, gestión centralizada", se introdujo en China en la década de 1980 y rápidamente se volvió ampliamente utilizado. Los usuarios también reconocen sus ventajas para mejorar la confiabilidad de la transmisión de señales, reducir la carga sobre el host, reducir la cantidad de cables de señal y ahorrar costos de instalación.
2. Aplicación del terminal de control y medición remota RTU
(1) Ocasiones de aplicación
Además de ser ampliamente utilizado en procesos de producción industrial tradicionales (como plantas de energía, plantas siderúrgicas, plantas químicas) en situaciones donde los puntos de medición y control están particularmente dispersos, por ejemplo, el terminal de control y medición remota RTU se usa ampliamente en las siguientes industrias: sistema de control de automatización del suministro de agua urbana; red de gasoductos, sistema de despacho integral; sistema de automatización de la industria del gas natural; sistema de control centralizado de datos remotos; control de automatización de tuberías de la red de calefacción; control ambiental de la calidad de la atmósfera y del agua; sistema de pronóstico e informes hidrológicos; , puerto y sistema de despacho minero.
(2) Ejemplos de aplicaciones
La caldera de 2 × 130 t/h y el sistema de adquisición de datos de turbina de 25 MW de la central eléctrica Gansu Yumen están equipados con 34 unidades de control remoto 893-IDCB producidas por Academia del Cuerpo de Ingeniería de Nanjing del Ejército Popular de Liberación El terminal de medición y control RTU y 5 microcomputadoras recopilan y controlan 380 señales de entrada analógicas, 30 señales de salida analógicas, 125 señales de entrada de interruptores y 6 señales de salida de interruptores de todo el sistema, realizando parámetros de operación en línea. de unidades generadoras de energía térmica, diagnóstico de fallas de equipos, análisis de tendencias de cambio de parámetros y otras funciones.
El área de operaciones de Sangtamu del campo petrolífero de Tarim en Xinjiang es un área de operaciones de cientos de kilómetros cuadrados que está situada en el borde del desierto de Taklimakan y tiene un entorno natural muy duro. Hay 80 pozos petroleros distribuidos en toda la región. Los pozos petroleros generalmente están desatendidos y la recopilación de datos de medición de los pozos petroleros solo puede depender de inspecciones manuales. Sin embargo, debido al vasto territorio y las malas condiciones naturales, una inspección a menudo toma más de medio día para completarse y las fallas del equipo no se pueden descubrir a tiempo. Por lo tanto, el área de operación está determinada a mejorar el sistema de medición del campo petrolero que involucra 5 mediciones. estaciones y 2 estaciones de grupo de válvulas Durante la transformación, las partes de control y adquisición de datos adoptan el sistema FOPLC de Hollysys Company, y luego la información del estado de funcionamiento del equipo se transmite a la estación central a través de la radio de transmisión de datos. Después de que se aplicó este sistema en el campo petrolífero de Tarim, ha estado funcionando de manera estable. La estación central puede sondear 7 estaciones RTU en solo unos minutos (la distancia más larga entre la estación central y la estación RTU es de 13 kilómetros). preciso y evita errores humanos. Se eliminan los errores en los datos recopilados y se logra realmente la automatización de las mediciones.
El sistema de monitoreo remoto de aguas residuales de la Oficina Municipal de Protección Ambiental de Kunming consta de un centro de control y terminales de control y medición remotos distribuidos en cientos de puntos de monitoreo en la ciudad de Kunming. El terminal de control y medición remoto utiliza un micro PLC con. Módulo GSM/GPRS. El terminal de control y medición remota transmite periódicamente los datos del punto de monitoreo (incluido el valor del flujo de descarga de aguas residuales, el tiempo de operación del equipo de tratamiento de aguas residuales, etc.) al centro de control en forma de mensajes cortos a través del servicio SMS proporcionado por el departamento de telecomunicaciones. y lo ingresa en la base de datos de SQL Server. El valor del flujo de aguas residuales ingresado y el tiempo de operación del equipo de tratamiento de aguas residuales se acumulan en tiempo real. Los datos acumulados del día se informan al centro de datos a una hora fija todas las noches. Además, el personal de monitoreo del centro de control puede verificar los datos de operación en tiempo real de los puntos de monitoreo dispersos en Kunming en cualquier momento y comprender el estado de operación real de cada punto de monitoreo, como si el dispositivo de tratamiento de aguas residuales está funcionando, la cantidad real. de aguas residuales vertidas, y otros datos.
3. Comparación del rendimiento de RTU de terminales de control y medición remota
Desde la perspectiva del usuario, podemos comparar el rendimiento de varios productos de terminales de control y medición remota desde los siguientes aspectos:
(1) Apariencia
La apariencia de los terminales de control y medición remota suele ser rectangular. La mayoría de ellos equivalen a una caja negra. No hay pantalla ni teclado operativo. debe realizarse en el ordenador host.
El SuperE de Beijing Ankong Technology Development Co., Ltd. puede equiparse con una pantalla LCD y un teclado de operación de acuerdo con los requisitos del usuario. La pantalla LCD es monocromática con una resolución de pantalla de 240×128. El contraste de la pantalla y el valor de retroiluminación de la misma. se puede ajustar en línea en el terminal de control y medición remota. La pantalla LCD y el teclado de operación también pueden realizar monitoreo en el sitio, operación en el sitio, diagnóstico en el sitio, mantenimiento en el sitio y actualización en el sitio. El número máximo de pantallas de configuración es de 40 páginas, el número máximo de elementos dinámicos en la pantalla es de 40 y hay 28 teclados operativos. Se puede ver que tiene fuertes capacidades operativas y ricas funciones de visualización. Las imágenes relacionadas sobre este tema son las siguientes:
Figura 1 Epolo EP105 RTU
(2) Variedad
La empresa británica Schlumberger IMP tiene relativamente pocas variedades, hay Hay solo algunas variedades, como entrada analógica de CC, entrada de resistencia, salida analógica de CC y entrada/salida de conmutación, pero cada IMP tiene buena versatilidad. Por ejemplo, la entrada analógica IMP puede aceptar termopares, corriente CC. Hay tres tipos de entrada. señales para voltaje CC. Cada tipo de señal tiene múltiples números de graduación o múltiples rangos para elegir. Por ejemplo, la entrada de resistencia IMP puede aceptar cuatro tipos de entradas: resistencia, voltaje CC, Pt100 y tensión. Tiene múltiples tipos de puentes o múltiples rangos para elegir. Otro ejemplo es la entrada/salida de conmutación IMP, que le permite elegir libremente si cada punto es una entrada o una salida de conmutación. Este tipo de flexibilidad no estaba disponible en otros instrumentos del mismo período, por lo que su característica de entrada universal fue en general bienvenida.
El 893-IDCB del Instituto del Cuerpo de Ingeniería de Nanjing hereda las ventajas anteriores de IMP. Al mismo tiempo, ha desarrollado muchas variedades nuevas de RTU de acuerdo con las necesidades de los usuarios chinos, como la entrada de CA de frecuencia eléctrica. , regulador inteligente, etc., para adaptarse a los requisitos domésticos (especialmente las plantas de energía) para la recopilación de señales de energía y bucles de ajuste PID. Las imágenes relacionadas sobre este tema son las siguientes:
Figura 2 Productos RTU de control de seguridad de Beijing
SuperE de Beijing Security Technology Development Co., Ltd. ha elegido otra idea. Los canales de señal se pueden configurar: entrada analógica, salida analógica, entrada de conmutación, salida de conmutación y entrada de pulso. El número máximo de canales es 35. Al seleccionar un modelo, los usuarios solo necesitan determinar si es necesario seleccionar los cinco tipos de canales de señal y la cantidad de canales para cada tipo de señal según los requisitos del tipo y cantidad de recolección de señales en el sitio. Sabemos que cada sitio de producción específico a menudo no tiene un solo tipo de señal. Por ejemplo, el tanque de sedimentación y aireación del tratamiento de aguas residuales tiene señales de entrada analógicas como temperatura, nivel de líquido, caudal, valor de pH, etc., así como también. simulaciones para controlar la acción de la válvula reguladora. Señales de salida cuantitativas, así como señales de entrada y salida de conmutación para abrir y cerrar bombas y compuertas, e incluso algunas señales de flujo pueden ser señales de entrada de pulsos. Por lo tanto, el sitio de producción requiere una RTU híbrida que pueda aceptar diferentes tipos de señales. Además, el número de puntos de diversos tipos de señales varía mucho en diferentes sitios de producción, y requiere que el número de puntos de varios tipos de señales pueda seleccionarse de manera flexible. Al cablear RTU como IMP y 893-IDCB en el sitio, si se va a conectar un solo tipo de señal a la misma RTU, se deben alargar los cables de conexión de algunas señales. Por lo tanto, las RTU como SuperE, que tienen entrada y salida de señal mixta y la cantidad de puntos se pueden cambiar de manera adecuada, pueden adaptarse de manera flexible a los requisitos de varios sitios de producción. No solo facilita la selección del usuario, sino que también ahorra la cantidad de RTU y reduce. el uso de cables de señal.
El producto miniaturizado de SuperE, SuperE-M, tiene hasta 15 canales de E/S e integra la última tecnología GPRS (General Packet Radio Service). Otro producto es SuperE-S, que adopta una estructura de bloques de construcción modular y puede tener desde unos pocos canales de E/S hasta 600. Con la incorporación de estos productos, los usuarios tienen un mayor margen de elección a la hora de seleccionar modelos.
La tarjeta MOX Origin I/O de la empresa australiana Xiart incluye 8 puntos de AI, 8 puntos de DI, 8 puntos de DO y 2 puntos de conteo de pulsos. La tarjeta MOX Unity puede tener 4 I. /Os seleccionados por el usuario, si los usuarios necesitan más puntos de E/S, pueden conectarse a varias tarjetas AI, AO, DI y DO a través de RS485, Ethernet, etc. Las tarjetas MOX Unity también pueden realizar configuraciones redundantes de puntos de E/S y fuentes de alimentación, pero las funciones redundantes no son comunes en las RTU.
Los componentes del bus de campo MOX GATEWAY pueden proporcionar conversión de varios buses de campo estándar (como Profibus-DP, Interbus, DeviceNet, ControlNet, CANOpen, AS-I) y protocolos estándar industriales (como MODBUS, MODNET).
(3) Fuente de alimentación
Cuando el número de IMP de la red S británica de Schlumberger es 5 o menos, el IMP puede ser alimentado directamente por la computadora host si el número. de IMP excede Cuando se utilizan 5 piezas, se alimenta mediante una fuente de alimentación externa y el nivel de potencia es de 12 ~ 50 V CC.
La Academia del Cuerpo de Ingeniería de Nanjing 893-IDCB utiliza una fuente de alimentación de 220 VCA y también puede utilizar una fuente de alimentación de 12 ~ 36 VCC según requisitos especiales.
El SuperE de Beijing Ankong Technology Development Co., Ltd. utiliza fuente de alimentación de 220 VCA, fuente de alimentación de 24 VCC y fuente de alimentación de batería solar de 12 V. Tiene un modo de ahorro de energía y funciones de respaldo y carga de batería. . El modo de ahorro de energía significa que la RTU entra en un estado de suspensión bajo el control del software, lo que reduce el consumo de energía. Una vez que hay una entrada de interrupción, el sistema reanuda el suministro de energía. Esto es especialmente adecuado para el suministro de energía de la batería solar. Otra ventaja de SuperE es que puede proporcionar una salida de alimentación aislada de 24 V a instrumentos de campo (como transmisores), lo que reduce en gran medida la carga de trabajo de las fuentes de alimentación dedicadas, los cables de conexión y el cableado para la distribución de energía.
Beijing Huaxun Communication Electronic Technology Co., Ltd. La RTU inalámbrica eNET utiliza una fuente de alimentación de 10 ~ 30 V CC y admite fuente de alimentación de batería solar.
La RTU de la empresa ELPRO de Australia puede proporcionar suministro de energía de CA, suministro de energía de CC, suministro de energía de células solares, suministro de energía de batería, suministro de energía de anillo de 24 VCC y otros métodos.
(4) Comunicación
La comunicación generalmente se divide en dos categorías: cableada e inalámbrica. El método cableado utiliza la red dedicada de cada empresa o la red de comunicación de bus de campo que cumple con los estándares internacionales. El método inalámbrico se llama Utilizar comunicación remota por marcación, estación de radio, comunicación por satélite, comunicación por línea dedicada, comunicación GSM/GPRS.
Los terminales de control y medición remota IMP de la compañía británica Schlumberger están conectados a través de la red S. La red S es un cable blindado de par trenzado de doble núcleo dedicado con una longitud total de hasta 1000 m. Su velocidad de comunicación en baudios es de 163k. Se pueden realizar escaneos de hasta 1000 canales por segundo. La conexión a la computadora host se realiza a través del adaptador de red S y la cantidad de hosts solo puede ser uno.
El terminal de control y medición remota 893-IDCB de la Academia del Cuerpo de Ingeniería de Nanjing está conectado a través de la red 893. La red 893 es un cable blindado de par trenzado de dos núcleos ordinario con una longitud total de hasta. 1200 m. Su velocidad en baudios de comunicación es de 187,5 k. Se pueden completar escaneos de hasta 1600 canales por segundo. La conexión al ordenador se realiza a través del adaptador de red 893, que es un sistema multihost con un número máximo de 31 hosts.
SuperE de Beijing Ankong Technology Development Co., Ltd. es mucho más flexible en términos de comunicación. Utiliza protocolos de comunicación estándar y múltiples métodos de comunicación para la comunicación, y puede proporcionar dos interfaces de comunicación externas. Por ejemplo, se pueden utilizar los siguientes métodos de comunicación: RS232, RS485, estación de radio, comunicación remota por acceso telefónico, comunicación por satélite y comunicación por línea dedicada. La distancia de comunicación es de 16 m para RS232, 1200 m para RS485, 10 km para estaciones inalámbricas y más de 10 km para comunicación de línea dedicada. Los usuarios pueden elegir o combinar entre una variedad de métodos de comunicación según el entorno de uso. También admite el protocolo de comunicación estándar MODBUS RTU/ASCII y también puede personalizar el protocolo de comunicación.
(5) Funciones del sistema
El IMP británico de Schlumberger solo puede formar un sistema de adquisición de datos de función única y no puede realizar control de bucle PID ni control lógico.
La Academia del Cuerpo de Ingeniería de Nanjing 893-IDCB tiene un regulador inteligente en su variedad, por lo que puede formar un sistema de control y adquisición de datos con control de bucle PID, pero este control de bucle PID no debería ser demasiado complicado.
El software SuperE de Beijing Ankong Technology Development Co., Ltd. incluye un programa de diagrama de escalera lógico y un programa en C. El programa de diagrama de escalera lógico puede completar cálculos generales, control lógico, control de bucle PID y otras funciones. El programa C puede completar cálculos complejos, control lógico, control de bucle PID y otras funciones, por lo que puede formar un sistema de control y adquisición de datos con control lógico y control de bucle PID. Este sistema generalmente también puede denominarse PLC o DCS. sistema.
(6) Software
La empresa británica Schlumberger IMP solo proporciona algunos programas, como controladores y paquetes de software de configuración basados en Windows.
La Academia del Cuerpo de Ingeniería de Nanjing 893-IDCB solo proporciona software como controladores de red, programas de depuración de demostración de red y programas de interfaz con diversos software de control industrial.
El SuperE de Beijing Ankong Technology Development Co., Ltd. utiliza un sistema multitarea. Su programa interno incluye cuatro partes: programa de monitoreo, programa de diagrama de escalera lógica, programa C y programa de configuración de pantalla. El programa de monitoreo controla el funcionamiento de todo el sistema y completa la recopilación, almacenamiento y comunicación de datos, etc.; el programa de diagrama de escalera lógica puede completar cálculos generales, control lógico, ajuste PID y otras funciones; el programa C puede completar cálculos y lógica complejos; control, ajuste PID, etc. Funciones como esta también pueden implementar protocolos de comunicación personalizados; el programa de configuración de pantalla completa la configuración y visualización de las imágenes de la pantalla. SuperE también puede proporcionar una variedad de algoritmos de flujo de gas y paquetes de software especiales de monitoreo y control, como paquetes de software especiales de tratamiento de aguas residuales, control de pozos de fuentes de agua, control de unidades de bombeo y medición de petróleo y gas. Los usuarios también pueden realizar desarrollo secundario.