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RTU在水厂SCADA系统的应用

来源:控制工程网2015.08.03阅读 2796

  RTU是Remote Terminal Unit(远程测控终端)的缩写,是SCADA系统的基本组成单元。SCADA是Supervisory Control and Data Acquisition 的缩写,是对分布距离远,生产单位分散的生产系统的一种数据采集与监视控制系统。RTU是安装在远程现场的电子设备,用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备,负责对现场信号、工业设备的监测和控制。RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式,它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令,实现对设备的功能控制。
  RTU在传统的工业生产过程和在测控点特别分散的场合得到越来越多的应用www.cechina.cn,例如在数字化油气田、环境在线监测、城市燃气、水利水务和煤层气开采等等行业领域现在应用日益普遍。
  下面就以国内RTU厂商安控科技的E50产品介绍RTU在水厂SCADA系统的应用,以便大家对RTU的特性和优势有更深入的了解。
  水厂SCADA系统结构
  水厂SCADA系统中水厂子系统的控制分站一般建在自来水厂内。安控科技的RTU Super E50将水厂生产系统的各个传感器的参数采集上来上传给SCADA系统的采集服务器,并且将三种控制信号(Super E50本身的自动化控制信号、操作员操作信号和SCADA系统的控制信号)下发给各个相应的传感器。系统组成如图所示。


水厂SCADA系统结构图

  水厂操作员站功能
  水厂操作员站一般使用工业组态软件开发出来,国外的工业组态软件有ICONICS公司的GENESIS64,GE公司的IFIX,西门子公司的WINCC等,国内的有三维力控的ForceControl,亚控科技的组态王等,操作员站功能有以下几点:
  1、 将工业组态软件开发出来的生产工艺流程组态画面显示出来(传感器数值为采集数值),按操作员发出的指令控制现场设备;
  2、在操作员站上能够查询设备历史曲线、实时运行曲线、报警信息并能够生成班报、日报、月报等各种报表并打印。
  3、对水厂子系统的参数设置或修改。
  4、组态软件能够以管网检测点的压力数据自动调节变频转速实现用户区域恒压供水。流量超限时可自动报警;组态软件对水厂供水管道出水口的余氯检测,实时自动调整水厂的加氯量控制。余氯超限时可自动报警;组态软件可根据外输供水瞬时流量和清水池液位,自动调节出水节门开度。清水池液位过限、节门开度过限和瞬时流量过限时均可报警。
  系统功能
  安控科技的SuperE的软件中包括逻辑梯级图程序和C程序,逻辑梯级图程序可完成一般的计算、逻辑控制、PID回路控制等功能;C程序可完成复杂的计算、逻辑控制、PID回路控制等功能,所以它可以构成带逻辑控制、PID回路控制的数据采集与控制系统,这样的系统通常也可以称之为PLC或DCS系统。
  为什么是RTU而不是PLC
  PLC一般主要用于工厂车间流水线的控制,但对使用环境要求严格(PLC使用环境温度0-55℃),分布距离远,生产单位分散的自来水生产系统传统的PLC等控制设备虽然能够替代RTU使用CONTROL ENGINEERING China版权所有,但系统可靠性差,传感器到PLC信号线非常多,维护麻烦,针对这些现象, RTU不仅能在现场完成信号的数据采集、控制输出,还能实现数据处理、PID 运算等功能。与PLC 相比,RTU具有更强大的通讯组网能力和卓越的环境指标特性,能够适应各种恶劣工况环境。具有大的存储容量、强的计算功能,即使通讯出现故障监测区域的数据处理依然能够完成www.cechina.cn,数据不会丢失。
  RTU 的发展是量变积累为质变的过程,从RTU 产品本身来讲出现至今经历了几次更新换代的过程,其中有一些转变是来源于通讯技术的高速发展。之前SCADA 系统覆盖方圆几十公里的范围,配备一个中心的控制室,通过一些网络通讯系统连接远端的RTU 形成;现在RTU 支持广域的、高速的通讯方式,具有嵌入式的网络服务器、Web 服务器,可控的领域可以几百公里甚至是上千公里的范围。只要有一台电脑,有网络,就可以在世界任何地点,任何时间登陆RTU。由此,RTU 的应用领域和技术方面都将有很大的提升。


水厂工艺流程示意图

  在智慧城市的建设上www.cechina.cn,RTU 将找到更多的切入点,对RTU 的功耗、存储容量、控制性能上要求不同,将会形成不同的RTU 产品格局,包括城市的智能管理和公共服务设施的建设、运营和维护,也包括城市环境的改善和人文生活的舒适保障方面。
  其中北京安控科技的SuperE产品很好的诠释了“智能”涵盖的内容,例如更多的智能算法,能够做出智能化的分析和判断;远端访问进行身份识别,信息传输加密等安全措施;适合行业应用特点的专用流程等等。同时,行业应用细分显著和与物联网应用发展同步是RTU 行业发展的另外两个明显特点。
  总结
  RTU是一种远端测控单元装置,负责对现场信号、工业设备的监测和控制。与常用的可编程控制器PLC相比CONTROL ENGINEERING China版权所有,RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量,适用于更恶劣的温度和湿度环境,提供更多的计算功能。正是由于RTU完善的功能,使得RTU产品在SCADA系统中得到了大量的应用。(作者:周虹伯  金烨 中国华电集团公司)

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