RTU(Remote Terminal Unit)遥测终端是远程遥测系统的核心装置,它实现了对现场数据的采集与处理,并与主站实现远程通信。选择合适的RTU遥测终端,正确理解其关键参数和接口,对于构建一个可靠、稳定的遥测系统至关重要。下面我将围绕RTU遥测终端的关键参数和接口做一个科普解释。

一、电源参数

电源参数直接影响着遥测终端的正常工作,主要指标有电压、频率、功率等。

(一)电压范围。RTU遥测终端的电源电压一般为直流电,常见的有24V、48V、110V、220V等。选择合适的供电电压,既要考虑电源的提供,也要考虑遥测终端内部电路的承受能力。

(二)频率稳定度。如果使用交流电作为电源,其频率稳定度也很重要。频率波动可能导致计量误差或终端重启等问题。一般要求供电频率保持在额定值附近波动不大于0.5%。

(三)功率。要根据遥测终端的型号和配置功率来选择合适容量的电源,保证在各种工作状态下都可以为整个系统提供足够、稳定的电力。若选用功率不足,终端将不能正常启动或在复杂操作时出现重启等故障。

二、通信接口

通信接口负责与监控主站之间的数据交互。常见的有RS232、RS485串口,以及以太网等。

(一)RS232串口。这是一种常用的串口通信接口,用于短距离点对点通信,传输距离一般不超过15米。RS232是一种不平衡传输,抗干扰能力较差,但组网方便,一般用于调试。

(二)RS485串口。这是一种半双工差分通信接口,传输距离可以达到1200米。RS485采用平衡传输,具有很好的抗干扰性能,一般用于构建监控系统的通信网络。

(三)以太网接口。这是目前应用最广泛的通信接口之一,可以提供高速率、长传输距离的通信能力。通过以太网接口,遥测终端可以方便地与监控中心形成规模较大的网络。

三、数据采集接口

数据采集接口用于连接各类传感器,采集monitoring师的物理量,例如:

(一)模拟量输入接口。用于采集温度、压力、液位等工业传感器输出的4-20mA标准模拟信号。

(二)数字量输入接口。用于采集开关量传感器(如limit switch开关)的双状态(开和关)信号。

(三)脉冲输入接口。用于采集瞬时流量、转速等传感器输出的脉冲信号。

采集接口的数量和类型直接关系着终端的适用范围,在设计时应考虑工程的具体需要进行接口选配。

四、无线通信模块

当有线网络无法覆盖时,可以通过配备GPRS、3G、4G等无线通信模块,实现数据的远程无线传输。这为系统扩展提供了灵活方便的方式。

(一)GPRS通信。这是应用最广的蜂窝移动通信技术,可实现无线数据传输。

(二)3G/4G通信。相对GPRS,3G/4G可提供更快速的无线传输能力。

需要注意的是,无线通信可能受到地形地物的干扰,无法达到有线网络的可靠稳定性。因此只建议在有线网络无法满足时采用。

五、内存和存储

RTU遥测终端需要在本地存储采集的实时数据,并缓存要上传到监控主站的数据。所以必须具备足够的内存和存储空间。

(一)内存。直接影响软件的运行速度,一般选用较大容量的SDRAM芯片。

(二)存储。用于持久化存储数据,可以是eMMC芯片,也可以是TF卡等外置存储器。

存储空间的大小还要考虑历史数据的保留需求。如果长时间存储历史数据,那么需要扩充存储空间。

六、CPU处理能力

遥测终端内的CPU直接影响系统的响应速度和数据处理能力。

(一)主频。通常采用数百兆赫的主频,确保系统快速响应。

(二)处理器核心数。多核CPU可以并行处理,提高效率。

(三)架构。常见的如ARM架构,确保性能与功耗的平衡。

面向工控领域,需要选择处理能力强劲的CPU解决方案,以适应复杂算法处理和高速数据处理等需求。

七、时钟

遥测终端内需要集成精准的时钟模块,为系统提供实时时钟信息。

(一)晶振稳定度。直接影响计时精度。一般要求时钟晶振的稳定度优于10ppm。

(二)持续工作时间。在主电源掉电后,备用电池需维持时钟的持续工作,通常要求至少7天。

(三)时间同步。可以通过GPS或网络时间同步来校正终端时钟,保证所有遥测终端之间的时间同步性。

精准的时钟对于时间相关的控制与监测至关重要。

八、供电监控

(一)电源状态监控。监控主电源和备电电压,如果电压异常即报警。

(二)看门狗设计。供电故障会引起系统重启,需要看门狗模块检测重启事件。

(三)备用电源切换。主电源故障时自动切换到备用电池供电。

(四)系统正常重启。电源恢复后需要自动安全重启,而不是随意重启。

因此电源监控能确保电源故障事件被正确响应和处理。

九、运行状态监控

通过各种状态检测,可以监控软硬件的运行情况。

(一)网络状况监控。若与监控中心失去连接,需要报警。

(二)通信流量监测。可以显示端口流量 for abnormal.

(三)处理器负载监测。若长时间过载会导致响应迟缓。

(四)内存监控。防止内存泄漏或溢出。

(五)进程监控。确保所需进程正常运行。

(六)温度监测。避免硬件过热。

(七)IO信号检测。输入输出状态一致性检测。

(八)自检功能。启动时运行自检程序。

综合状态监控使系统运行更加可靠可控。

十、网络安全

(一)防火墙。限制网络访问并过滤恶意报文。

(二)VPN。通过虚拟专网提供加密安全访问