¿Cuál es la diferencia entre RTU y PLC?
1. Larga distancia de comunicación
2. Utilizado en diversos lugares industriales hostiles
3. .
4. Ampliamente utilizado en industrias con comunicación remota, telemetría y funciones de control remoto, como conservación de agua, despacho de energía eléctrica y despacho municipal.
En la actualidad, los productos RTU están desempeñando un papel cada vez más importante en combinación con equipos inalámbricos y productos TCP/IP industriales.
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 debido a la mejora de las funciones de RTU, los productos RTU se han utilizado ampliamente en los sistemas SCADA.
Una 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 por el medio de comunicación. También convierte los datos enviados por la computadora central en comandos para lograr el control funcional del dispositivo.
Monitoreo y recopilación de datos es un término amplio que se puede aplicar a sistemas capaces de controlar y monitorear centralmente equipos instalados en sitios remotos. Los sistemas SCADA pueden diseñarse para atender diversas aplicaciones (agua, electricidad, gas, alarma, comunicación, 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 a un sitio remoto mediante un par de cables, o tan complejo como una red informática. Consta de muchas unidades terminales remotas (RTU) inalámbricas y se comunica con una potente microcomputadora instalada en una sala de control central.
El equipo terminal remoto del sistema SCADA se puede implementar a través de diversos hardware y software. Esto depende de la naturaleza del sitio controlado, la complejidad del sistema, los requisitos para las comunicaciones de datos, los informes de alarmas en tiempo real, la precisión de la medición de la señal analógica, el monitoreo de la condición, el control de regulación del equipo y el control de conmutación.
Descripción general de los terminales de control y medición remota
1. Descripción general
En los equipos de automatización de procesos de producción, el PLC y el 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 y se conectaban a dispositivos de campo (incluidos dispositivos de entrada/salida analógica AI/AO y dispositivos de entrada/salida de interruptor DI/DO, etc.). .). ) está directamente conectado uno a uno. Hoy en día todavía vemos grandes cantidades de cables entrando y saliendo de las salas de control y grandes canales para 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 instaladas lejos de la sala de control e instaladas en el sitio para conectarse a equipos de campo cercanos. Estas tarjetas de E/S remotas intercambian información a través de un cable con controladores instalados en salas de control PLC y DCS. Antes de esto, a principios de la década de 1980, algunos fabricantes con una escala de producción relativamente pequeña utilizaron sus ventajas en la recopilación, conversión y comunicación de datos para lanzar RTU, y utilizaron RTU para formar un sistema informático SCADA (control de supervisión y adquisición de datos). A veces lo llamamos el sistema de los cuatro remotos (telemetría, señalización remota, control remoto, control remoto). Sabemos que el terminal de control y medición remota IMP y su sistema SCADA desarrollado por la compañía británica Schelumberger a principios de la década de 1980 es un ejemplo de una aplicación temprana exitosa de RTU.
Entonces, ¿qué es RTU? RTU es la abreviatura de Remote Terminal Unit y es la unidad 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 tráfico, etc.
El terminal de control y medida remota RTU, como producto que materializa la idea de "medición y control descentralizados, gestión centralizada", ha sido ampliamente utilizado desde su introducción en nuestro país en los años 80. Los usuarios también han reconocido 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 una gran cantidad de aplicaciones en procesos de producción industrial tradicionales ( (como plantas de energía, plantas de acero, además de plantas químicas), el terminal de control y medición remota RTU también se usa ampliamente en las siguientes industrias: sistema de control de automatización del suministro de agua urbana; sistema de despacho integral de redes de gasoductos urbanos; sistema de automatización de la industria petrolera y de gas natural; sistema de control remoto de datos de calefacción; control automático de tuberías de red, control ambiental, como calidad del aire/agua y sistemas de pronóstico hidrológico; navegación interior, puertos y despacho de minas; sistemas.
(2) Ejemplos de aplicaciones
La caldera de 2 × 130 t/h y el sistema de adquisición de datos de turbina de vapor de 25 MW de la central eléctrica Gansu Yumen consta de 34 RTU de terminales de control y medición remota 893-IDCB 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 para realizar los parámetros operativos de la unidad de energía térmica.
El área de operaciones de Santamu del campo petrolífero de Tarim en Xinjiang cubre un área de cientos de kilómetros cuadrados, está situada en el borde del desierto de Taklimakan y tiene un entorno natural muy duro. Hay 80 pozos petroleros en el distrito, que generalmente están desatendidos, y los datos de medición de los pozos petroleros solo pueden recopilarse mediante inspección manual. Sin embargo, debido al vasto territorio y las duras condiciones naturales, a menudo se necesita medio día para completar una patrulla y las fallas en los equipos no se pueden descubrir a tiempo. Por lo tanto, se determinó el área de operación para transformar el sistema de medición del campo petrolero, involucrando 5 estaciones de medición y 2 estaciones de grupo de válvulas. La recopilación y el control de datos adoptan el sistema FOPLC de Hollysys y la información sobre el estado operativo del equipo se transmite a la estación central a través de radios digitales. El sistema ha estado funcionando de manera estable desde su aplicación en el campo petrolífero de Tarim. El sondeo de la estación central de 7 estaciones RTU se puede completar en solo unos minutos (la distancia más larga entre la estación central y la estación RTU es de 13 km. Toda la recopilación de datos es precisa, lo que evita errores de recopilación de datos causados por factores humanos y realmente se realiza). automatización de mediciones.
El sistema de monitoreo remoto de aguas residuales de la Oficina de Protección Ambiental de Kunming consta de centros de control y terminales de monitoreo remoto repartidos en cientos de puntos de monitoreo en Kunming. El terminal de monitoreo remoto es un micro PLC con módulo GSM/GPRS. El terminal de monitoreo remoto transmite los datos del punto de monitoreo (incluido el valor del flujo de descarga de aguas residuales, el tiempo de funcionamiento del equipo de tratamiento de aguas residuales, etc.) enviados periódicamente al centro de control a través del servicio SMS proporcionado por el departamento de telecomunicaciones y registrados en la base de datos de SQL Server. , y el vertido de aguas residuales de entrada se acumula en tiempo real, valores de caudal y horas de funcionamiento del equipo de tratamiento de aguas residuales. Informe periódicamente los datos acumulados del día al centro de datos todas las noches. Además, el personal de monitoreo en el 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, las aguas residuales reales. volumen de descarga 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
Los terminales de control y medición remota suelen ser rectangulares, la mayoría de los cuales equivalen a una caja negra. No hay teclado de visualización ni operación, y la operación y visualización deben realizarse en la computadora host. El SuperE de Beijing Ankong Technology Development Co., Ltd. puede equiparse con una pantalla LCD y un teclado operativo según los requisitos del usuario. La pantalla LCD es monocromática con una resolución de 240×128. Los valores de contraste de pantalla y retroiluminación del monitor se pueden ajustar en línea. El monitoreo in situ, las operaciones in situ, el diagnóstico in situ, el mantenimiento in situ y las actualizaciones in situ también se pueden realizar en la pantalla LCD y el teclado de operación del terminal de control y medición remota. La pantalla de configuración tiene un máximo de 40 páginas, un máximo de 40 elementos de pantalla dinámicos y 28 teclados de operación, lo que demuestra que tiene sólidas capacidades operativas y ricas funciones de visualización.
Las imágenes relevantes sobre este tema son las siguientes:
Figura 1 EP 105 Epro empresa RTU
(2) Diversidad
El IMP de Schlumberger en el Reino Unido solo ha Algunos Hay varias variedades, como entrada analógica de CC, entrada resistiva, salida analógica de CC y entrada/salida de conmutación, pero cada IMP tiene buena versatilidad. Por ejemplo, la entrada analógica IMP puede aceptar tres tipos de señales de entrada: termopar, corriente CC y voltaje CC, con múltiples escalas o rangos disponibles para cada tipo de señal. Para otro ejemplo, la entrada de resistencia IMP puede aceptar cuatro tipos de señales de entrada: resistencia, voltaje CC, Pt100 y tensión. Cada tipo de señal tiene múltiples tipos de puente o múltiples rangos para elegir. Otro ejemplo es el interruptor de entrada/salida IMP, que le permite elegir libremente si cada punto es una entrada o una salida de interruptor. Este tipo de flexibilidad no está disponible en otros instrumentos al mismo tiempo, por lo que su característica de entrada universal es generalmente bienvenida.
El 893-IDCB del Instituto de Tecnología de Nanjing hereda las ventajas anteriores de IMP. Al mismo tiempo, se han desarrollado muchas variedades nuevas de RTU de acuerdo con las necesidades de los usuarios domésticos, como entrada de CA de frecuencia eléctrica, reguladores inteligentes, etc. , para cumplir con los requisitos domésticos (especialmente de plantas de energía) para la adquisición de señales de energía y circuitos de ajuste PID. Las imágenes relacionadas con este tema son las siguientes:
Figura 2 Productos RTU de seguridad de Beijing
SuperE de Beijing Security Technology Development Co., Ltd. ha elegido otra idea. Puede configurar cinco tipos de canales de señal: entrada analógica, salida analógica, entrada de conmutación, salida de conmutación y entrada de pulsos en cada RTU, hasta 35 canales. Al seleccionar un tipo, los usuarios solo necesitan determinar si necesitan seleccionar los cinco canales de señal y la cantidad de canales para cada señal según los requisitos de tipo y cantidad de la recolección de señales en el sitio. Sabemos que cada sitio de producción específico a menudo tiene más de un tipo de señal, como el tanque de sedimentación y aireación del tratamiento de aguas residuales, que tiene señales de entrada analógicas como temperatura, nivel de líquido, caudal, valor de pH, etc., y salidas analógicas. que controlan la acción de la válvula reguladora. Las señales incluyen señales de entrada y salida de conmutación para cambiar bombas y compuertas, y algunas señales de flujo pueden incluso ser señales de entrada de impulsos. Por lo tanto, el sitio de producción necesita 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, lo que requiere que el número de puntos de diversos tipos de señales pueda seleccionarse de manera flexible. En el cableado de campo de RTU como IMP y 893-IDCB, para conectar todos los tipos de señales individuales a la misma RTU, se deben alargar los cables de conexión de algunas señales. Por lo tanto, la RTU y la cantidad de puntos de entrada y salida de señal mixta se pueden cambiar adecuadamente, como SuperE, que puede adaptarse de manera flexible a los requisitos de varios sitios de producción, lo que no solo facilita la selección del usuario, sino que también ahorra la cantidad de RTU y Reduce el número de cables de señal.
SuperE-M es un producto miniaturizado de SuperE, con hasta 15 canales de E/S e integrado con la última tecnología GPRS (General Packet Radio Service). Otro producto es SuperE-S, que adopta una estructura de bloques de construcción modular y tiene desde unos pocos canales de E/S hasta 600. Después de agregar estos productos, los usuarios tienen más opciones.
La E/S de la tarjeta de origen MOX de SEAT Australia incluye AI de 8 puntos, DI de 8 puntos, DO de 8 puntos y pulso de conteo de 2 puntos, mientras que la tarjeta MOX Unity puede ser seleccionada por el usuario . Si los usuarios necesitan más puntos de E/S, se pueden conectar varias tarjetas AI, AO, DI y DO a través de RS485 y Ethernet. Las tarjetas MOX Unity también pueden lograr una configuración redundante de puntos de E/S y fuentes de alimentación, pero las funciones redundantes son raras en las RTU. Los componentes del bus de campo MOX GATEWAY pueden proporcionar conversión entre varios buses de campo estándar (como Profibus-DP, Interbus, DeviceNet, ControlNet, CANOpen, AS-I) y protocolos estándar de la industria (como MODBUS y MODNET).
(3) Fuente de alimentación
Cuando el número de IMP de la red S de Schlumberger UK es 5 o menos, los IMP pueden ser alimentados directamente por el host cuando el número de IMP excede. 5, los IMP funcionan con una fuente de alimentación externa, el nivel de fuente de alimentación es de 12 ~ 50 VCC.
El Instituto de Tecnología de Nanjing 893-IDCB utiliza una fuente de alimentación de 220 VCA o una fuente de alimentación de 12 ~ 36 VCC según requisitos especiales.
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, y tiene 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 y reduce el consumo de energía. Una vez que hay una entrada de interrupción, el sistema reanudará el suministro de energía, especialmente adecuado para el suministro de energía de batería solar. Otra ventaja de SuperE es que puede proporcionar una salida de alimentación aislada de 24 V para 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 ELPRO puede proporcionar energía de CA, energía de CC, energía de células solares, energía de baterías, energía de red en anillo de 24 VCC y otros métodos.
(4) Comunicación
En términos generales, la comunicación se puede dividir en dos categorías: cableada e inalámbrica. El modo cableado utiliza la red privada de cada empresa o una red de bus de campo que cumple con los estándares internacionales. El modo inalámbrico utiliza comunicación remota por marcación, estación de radio, comunicación satelital, comunicación de línea dedicada y comunicación GSM/GPRS.
El terminal de control y medición remota IMP de la empresa británica Schlumberger utiliza una conexión de red S. Es un cable especial blindado de par trenzado de dos núcleos con una longitud total de 1000 m, una velocidad de comunicación de 163 k. Puede escanear 1000 canales por segundo. La conexión al 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 del Instituto de Tecnología de Nanjing está conectado a través de la red 893. La red 893 es un cable ordinario blindado de par trenzado de dos núcleos con una longitud total de 1200 m, una velocidad de comunicación en baudios de 187,5 k y puede escanear 1600 canales por segundo. La conexión al ordenador se realiza a través de la tarjeta de red 893. Es un sistema multihost con un número máximo de hosts de 31.
SuperE de Beijing Ankong Technology Development Co., Ltd. es mucho más flexible en la comunicación. Se comunica utilizando protocolos de comunicación estándar y varios métodos de 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 marcación, comunicación por satélite y comunicación por línea dedicada. La distancia de comunicación de RS232 es de 16 m, RS485 es de 1200 m, el número de estaciones de radio es de 10 km y la comunicación de línea dedicada también supera los 10 km. Los usuarios pueden seleccionar o combinar múltiples modos 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 de la empresa británica Schlumberger solo puede formar un sistema de adquisición de datos de función única y no puede realizar control de bucle PID ni control lógico.
Dado que el Instituto de Tecnología de Nanjing 893-IDCB tiene un regulador inteligente, 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 programas de escalera lógica y programas C, que pueden completar funciones generales como cálculo, control lógico y control de bucle PID. El programa c puede completar funciones complejas como cálculo, control lógico y control de bucle PID, por lo que puede formar un sistema de control y adquisición de datos que combine control lógico y control de bucle PID. Un sistema de este tipo también puede denominarse sistema PLC o DCS.
(6) Software
El IMP de la compañía británica Schlumberger solo proporciona unos pocos programas, como controladores y paquetes de configuración basados en Windows.
El Instituto de Tecnología 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.
SuperE de Beijing Ankong Technology Development Co., Ltd. adopta un sistema multitarea. El programa interno incluye cuatro partes: programa de monitoreo, programa 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, el almacenamiento y la comunicación de datos. El programa de escalera lógica puede completar funciones generales como cálculo, control lógico y ajuste PID. El programa c puede completar cálculos complejos, control lógico, ajuste PID y otras funciones, y también puede implementar protocolos de comunicación personalizados para completar la visualización de configuración de la pantalla; SuperE también puede proporcionar una variedad de algoritmos de flujo de gas y paquetes de software de monitoreo especiales, como tratamiento de aguas residuales, control de pozos de fuentes de agua, control de unidades de bombeo, paquetes de software de medición de petróleo y gas, etc. Los usuarios también pueden realizar desarrollo secundario.