Ⅰ RTU PLC 對比
RTU英文全稱 Remote Terminal Unit，中文全稱為遠程終端控制系統。RTU具有的特點是：
1、通訊距離較長
2、用於各種惡劣的工業現場
3、模塊結構化設計，便於擴展。
4、在具有遙信、遙測、遙控領域的水利，電力調度，市政調度等行業廣泛使用。
RTU 產品目前與無線設備，工業TCP/IP產品結合使用，正在發揮越來越大的作用。
RTU（Remote Terminal Unit）是一種遠端測控單元裝置，負責對現場信號、工業設備的監測和控制。與常用的可編程式控制制器PLC相比，RTU通常要具有優良的通訊能力和更大的存儲容量，適用於更惡劣的溫度和濕度環境，提供更多的計算功能。正是由於RTU完善的功能，使得RTU產品在SCADA系統中得到了大量的應用。
遠程終端設備（RTU）是安裝在遠程現場的電子設備，用來監視和測量安裝在遠程現場的感測器和設備。RTU將測得的狀態或信號轉換成可在通信媒體上發送的數據格式。它還將從中央計算機發送來得數據轉換成命令，實現對設備的功能控制。
監視控制和數據採集是一個含義較廣的術語，應用於可對安裝在遠距離場地的設備進行中央控制和監視的系統。SCADA系統可以設計滿足各種應用（水、電、氣、報警、通信、保安等等），並滿足顧客要求的設計指標和操作概念。SCADA系統可以簡單到只需通過一對導線連在遠端的一個開關，也可復雜到一個計算機網路，它由許多無線遠程終端設備（RTU）組成並與安裝在中控室的功能強大的微機通信。
SCADA系統的遠程終端設備可以用各種不同的硬體和軟體來實現。這取決於被控現場的性質、系統的復雜性、對數據通信的要求、實時報警報告、模擬信號測量精度、狀態監控、設備的調節控制和開關控制。
遠程測控終端（RTU）述評
一、概述
在生產過程自動化裝置中，PLC、DCS是兩類應用最廣泛的控制系統，20世紀80年代之前，這些控制系統的I/O卡件均集中在遠離現場的控制室內，與現場裝置（其中包括AI/AO模擬量輸入輸出裝置和DI/DO 開關量輸入輸出裝置等）的連接線都是一對一直接接線，我們現在還可以在很多現場看到進出控制室的大量電纜和敷設電纜的大尺寸橋架。在80年代後期，PLC、DCS兩類控制系統先後推出遠離控制室安裝的遠程I/O卡件，它安裝在現場，可就近與現場裝置連線，而這些遠程I/O 卡件與PLC、DCS系統安裝在控制室的控制器是通過單根電纜的通訊實現信息交換。而在這之前，即在80年代初期，一些相對生產規模小一些的廠家利用它們在數據採集轉換及通訊方面的優勢，就已經推出遠程測控終端RTU，並採用RTU 構成計算機SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統，有時我們又將它稱為四遙（遙測、遙信、遙控、遙調）系統，像我們知道的英國施倫伯傑（Schelumberger）公司20世紀80年代初期開發的IMP遠程測控終端及由它構成的SCADA系統就是RTU早期成功應用的一個例子。
那麼什麼是RTU呢？RTU是Remote Terminal Unit（遠程測控終端）的縮寫，是SCADA系統的基本組成單元。一個RTU可以有幾個，幾十個或幾百個I/O點，可以放置在測量點附近的現場。RTU應該至少具備以下兩種功能：數據採集及處理、數據傳輸（網路通信），當然，許多RTU還具備PID控制功能或邏輯控制功能、流量累計功能等等。
遠程測控終端RTU作為體現「測控分散、管理集中」思路的產品從20世紀80年代起介紹到中國並迅速得到廣泛的應用。它在提高信號傳輸可靠性、減輕主機負擔、減少信號電纜用量、節省安裝費用等方面的優點也得到用戶的肯定。
二、遠程測控終端RTU的應用
（一）應用場合
除了在傳統的工業生產過程中大量應用（例如電廠、鋼鐵廠、化工廠）之外在測控點特別分散的場合，例如在以下行業中遠程測控終端RTU得到廣泛的應用：城市供水自動化控制系統；城市廢水處理系統；城市煤氣管網綜合調度系統；天然氣、石油行業自動化系統；電力遠程數據集控系統；熱網管道自動化控制；大氣/水質等環保監測；水情水文測報系統；燈塔信標、江河航運、港口、礦山調度系統。
（二）應用實例
甘肅玉門發電廠2×130t/h鍋爐、25MW汽機數采系統由34台解放軍南京工程兵學院生產的893-IDCB 型遠程測控終端RTU和5台微機組成，採集控制全系統380個模擬量輸入信號、30個模擬量輸出信號、125個開關量輸入信號和6個開關量輸出信號，實現了火力發電機組運行參數的在線監測、設備故障診斷、參數變化趨勢分析等功能。
新疆塔里木油田桑塔木作業區是一個方圓數百平方公里的作業區，地處塔克拉瑪干沙漠邊緣，自然環境十分惡劣。全區范圍內分布著80口油井，平時油井無人值守，油井的計量數據採集只能靠人工巡視。但由於地域寬闊、自然條件差，一次巡視往往要用大半天的時間才能完成，而且設備故障不能及時發現，為此作業區下定決心對涉及5個計量站，2個閥組站的油田計量系統進行改造，數采、控制部分採用和利時公司的FOPLC系統，再通過數傳電台將設備運行狀態信息傳到中心站。本系統在塔里木油田應用後，運行穩定，中心站對7個RTU站的輪詢只要幾分鍾就可以完成（中心站與RTU站間最遠距離為13公里），所有數據採集准確無誤，避免人為因素採集數據錯誤，真正實現了計量自動化。
昆明市環保局污水遠程監控系統由控制中心和分散於昆明市區的數百個監控點的遠程測控終端組成，遠程測控終端採用的是帶GSM/GPRS模塊的微型PLC。遠程測控終端將監控點的數據（包括排放污水流量值、污水處理設備運行時間等數據）以簡訊息方式，通過電信部門提供的簡訊業務定時將以上數據傳送到控制中心，錄入SQL Server資料庫，並對錄入的排放污水流量值、污水處理設備運行時間進行實時累計。在每天晚上的固定時間將當日累計數據上報數據中心。此外，控制中心監控人員可隨時察看分散於昆明市區的監控點的實時運行數據，了解各監控點的實際運行情況，如污水處理裝置是否運行，實際排放污水量的大小等數據。
三、遠程測控終端RTU性能比較
從用戶角度出發，我們可以從以下幾個方面對各種遠程測控終端產品進行性能比較：
（一）外形
遠程測控終端外形通常為長方形，大多數相當於是一個黑匣子，沒有顯示器及操作鍵盤，操作及顯示都要在上位計算機上進行。而北京安控科技發展有限公司的SuperE可按照用戶要求帶液晶顯示器及操作鍵盤，液晶顯示器為單色，顯示解析度為240×128，顯示器的顯示對比度及背光值可在線調節，在遠程測控終端的液晶顯示器及操作鍵盤上還可進行現場監控、現場操作、現場診斷、現場維護、現場升級。其最大組態畫面數為40頁，畫面動態元素最大數量為40個，操作鍵盤有28個，可見其操作能力很強、顯示功能非常豐富。此主題相關圖片如下：
圖1 埃波羅公司EP105 RTU
（二）品種
英國施倫伯傑公司IMP的品種比較少，只有直流模擬量輸入、電阻量輸入、直流模擬量輸出及開關量輸入/輸出等少數幾個品種，但每一個IMP的通用性較好，如模擬量輸入IMP可接受熱電偶、直流電流、直流電壓三種類型的輸入信號，每一類型信號又有多個分度號或多個量程可供選擇，又如電阻量輸入IMP可接受電阻、直流電壓、Pt100、應變數四種類型的輸入信號，每一類型信號又有多種橋路類型或多個量程可供選擇，再如開關量輸入/輸出IMP可自由選擇各點是開關量輸入還是開關量輸出。這種靈活性是同時期其他儀表所不曾具有的，所以它的通用輸入特性受到普遍歡迎。
南京工程兵學院的893-IDCB繼承了IMP上述優點，同時它又根據中國用戶的需要，開發了很多新品種RTU，如工頻交流量輸入、智能調節器等，以適應國內（特別是電廠）對電量信號的採集及PID調節迴路的要求。此主題相關圖片如下：
圖2 北京安控RTU產品
北京安控科技發展有限公司的SuperE則選擇了另一個思路，它在每一塊RTU內部均可配置模擬量輸入、模擬量輸出、開關量輸入、開關量輸出、脈沖量輸入5種類型的信號通道，最大通道數為35個。用戶選型時只要根據現場信號採集類型及數量的要求確定5類信號通道是否都需選用及每一類信號的通道數。我們知道，每一個特定的生產現場往往不是只有單一的信號類型，例如污水處理的曝氣沉澱池，它有溫度、液面、流量、pH值等模擬量輸入信號，也有控制調節閥動作的模擬量輸出信號，還有泵、閘門開啟關閉的開關量輸入和輸出信號，甚至某些流量信號可能是脈沖量輸入信號。所以生產現場要求的是可接受不同信號類型的混合型RTU。而且，不同的生產現場各類信號類型的點數差別很大，它又要求各類信號的點數可以靈活選擇。在IMP、893-IDCB等RTU現場配線時，要將單一信號類型都接入同一個RTU，必定有部分信號的連接電纜加長。所以像SuperE這樣混合型信號輸入輸出且點數可以適當變動的RTU，就可以靈活地適應各類生產現場的要求，不僅方便用戶選型，還可節省RTU的數量及減少信號電纜的用量。
SuperE小型化的產品SuperE-M，最多15路I/O，它集成了最新的GPRS（通用分組無線業務）技術。另一個產品是SuperE-S，它採用模塊化積木式結構，I/O通道數可少到幾個，多到600個。增加了這些產品後，用戶選型時挑選的餘地更大了。
澳大利亞悉雅特公司MOX Origin卡件I/O包括 8點AI、8點DI、8點DO、2點計數脈沖，MOX Unity卡件則可由用戶選擇4個I/O模塊，用戶若需要更多的I/O點，可通過RS485、乙太網等方式與各種AI、AO、DI、DO卡件連接。MOX Unity卡件還可實現I/O點、電源的冗餘配置，而冗餘功能在RTU中不太多見。MOX GATEWAY現場匯流排組件可提供各種標准現場匯流排（如Profibus-DP、Interbus、DeviceNet、ControlNet、CANOpen、AS-I）和工業標准協議（如MODBUS、MODNET）的轉換。
（三）電源
英國施倫伯傑公司S-網路的IMP數量為5塊或5塊以下時，IMP可直接由主計算機供電，IMP數量超過5塊時，由外部供電，電源等級為12～50VDC。
南京工程兵學院893-IDCB使用220VAC電源，也可按特殊要求，採用12～36VDC供電。
北京安控科技發展有限公司的SuperE使用220VAC電源、24VDC供電、12V太陽能電池供電，具有省電模式，並具備電池充電和後備功能。省電模式是指在軟體控制下RTU 進入休眠狀態，電耗降低，而一旦有中斷輸入，系統就恢復供電，這特別適用於太陽能電池供電。SuperE另一個優點是可向現場儀表（如變送器）提供隔離的24V電源輸出，從而大大減少了配電用的專用電源、連接導線及接線工作量。
北京華迅通信電子技術公司eNET無線RTU使用10~30VDC供電，支持太陽能電池供電。
澳大利亞埃波羅（ELPRO）公司的RTU可提供交流供電、直流供電、太陽能電池供電、蓄電池供電、24VDC環形供電等多種方式。
（四）通訊
通訊一般分為有線和無線兩大類，有線方式採用各個公司專用網路或符合國際標準的現場匯流排網路通訊，無線方式稱則採用遠程撥號通訊、無線電台、衛星通訊、專線通訊、GSM/GPRS通訊。
英國施倫伯傑公司IMP遠程測控終端通過S-網路相連，S-網路是一根總長可達1000m的專用雙芯雙絞屏蔽電纜，其通訊波特率為163k，每秒可完成1000個通道的掃描。與主計算機的連接是通過S-網路適配器，主機數只能是一台。
南京工程兵學院893-IDCB遠程測控終端通過893-網路相連，893-網路是一根總長可達1200m的普通雙芯雙絞屏蔽電纜，其通訊波特率為187.5k，每秒可完成1600個通道的掃描。與計算機的連接是通過893-網路適配器，為多主機系統，主機數最多為31台。
北京安控科技發展有限公司的SuperE在通訊方面則靈活得多，它採用標準的通訊協議和多種通訊方式進行通訊，可提供兩路對外通訊介面。例如可採用以下通訊方式：RS232、RS485、無線電台、遠程撥號通訊、衛星通訊、專線通訊。通訊距離RS232為16m、RS485為1200m、無線電台為數10km、專線通訊也超過10km。用戶可根據使用環境從多種通訊方式種中進行選擇或組合。它還支持標準的MODBUS RTU/ASCII通訊協議，也可以自定義通訊協議。
（五）系統功能
英國施倫伯傑公司IMP只能構成單一功能的數據採集系統，不能進行PID迴路控制和邏輯控制。
南京工程兵學院893-IDCB因其品種中有智能調節器，所以它可以構成帶PID迴路控制的數據採集與控制系統，但這種PID迴路控制不應該是太復雜的。
北京安控科技發展有限公司的SuperE的軟體中包括邏輯梯級圖程序和C程序，邏輯梯級圖程序可完成一般的計算、邏輯控制、PID迴路控制等功能；C程序可完成復雜的計算、邏輯控制、PID迴路控制等功能，所以它可以構成帶邏輯控制、PID迴路控制的數據採集與控制系統，這樣的系統通常也可以稱之為PLC或DCS系統。
（六）軟體
英國施倫伯傑公司IMP僅提供驅動程序、基於Windows的組態軟體包等少數軟體。
南京工程兵學院893-IDCB僅提供網路驅動程序、網路演示調試程序及與多種工控軟體的介面程序等軟體。
北京安控科技發展有限公司的SuperE採用的是多任務系統，其內部程序包括：監控程序、邏輯梯級圖程序、C程序、屏幕組態程序等4部分。監控程序控制整個系統的運行，完成數據的採集、存儲、通訊等工作；邏輯梯級圖程序可完成一般的計算、邏輯控制、PID調節等功能；C程序可完成復雜的計算、邏輯控制、PID調節等功能，也可實現自定義的通訊協議；屏幕組態程序完成屏幕畫面的組態顯示。SuperE還可提供多種氣體流量演算法和專用監測、控制軟體包，如污水處理、水源井控制、抽油機控制、油氣計量專用軟體包，用戶也可以進行二次開發。