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  • RTU技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用
  • 發(fā)布時間：2011-02-18 作者：董愛民
  • 　　1  RTU的發(fā)展過程
    　　RTU是Remote Terminal Unit（遠(yuǎn)程測控終端）的縮寫，是SCADA系統(tǒng)的基本組成單元。SCADA是Supervisory Control and Data Acquisition 的縮寫，是對分布距離遠(yuǎn)，生產(chǎn)單位分散的生產(chǎn)系統(tǒng)的一種數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。
    　　一個RTU可以有幾個、幾十個或幾百個I/O點(diǎn)組成，可以放置在測量點(diǎn)附近的現(xiàn)場。RTU至少具備以下兩種功能：數(shù)據(jù)采集及處理、數(shù)據(jù)傳輸（網(wǎng)絡(luò)通信），當(dāng)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。
    　　在生產(chǎn)過程自動化裝置中，DCS控制系統(tǒng)、PLC控制器是兩類應(yīng)用最廣泛的自動化控制產(chǎn)品，20世紀(jì)80年代之前，這些控制器的I/O卡件均集中在遠(yuǎn)離現(xiàn)場的控制室內(nèi)，與現(xiàn)場裝置儀表（其中包括AI/AO模擬量輸入輸出裝置和DI/DO 開關(guān)量輸入輸出裝置等）的連接線都是一對一直接接線，我們現(xiàn)在還可以在很多現(xiàn)場看到進(jìn)出控制室的大量電纜和敷設(shè)電纜的大尺寸橋架。在80年代后期，PLC、DCS兩類控制系統(tǒng)先后推出遠(yuǎn)離控制室安裝的遠(yuǎn)程I/O卡件，它安裝在現(xiàn)場，可就近與現(xiàn)場裝置連線，而這些遠(yuǎn)程I/O 卡件與安裝在控制室的控制器是通過單根電纜的通信實現(xiàn)信息交換。但也同時遇到了受制于安裝地點(diǎn)的環(huán)境因素的影響，限制了其進(jìn)行更大范圍的應(yīng)用。隨著RTU的出現(xiàn)這方面的問題也隨之得到了解決，RTU在遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換及通信方面的優(yōu)勢明顯。90年代后期通信技術(shù)不斷發(fā)展帶動了SCADA系統(tǒng)有了長足發(fā)展，RTU產(chǎn)品有了更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，成為自動化行業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用的一個重要分支。
    　　隨著中國的工業(yè)化水平和信息化水平不斷提高，SCADA系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。低碳經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保的需求，更加使得市場對RTU產(chǎn)品的需求呈持續(xù)增加態(tài)勢，對產(chǎn)品性能的要求也越來越高，推動了行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級。在油氣行業(yè)生產(chǎn)方面，中國的三大石油生產(chǎn)集團(tuán)已經(jīng)進(jìn)入國際市場，正在承受著日益加大的來自國際石油行業(yè)的競爭壓力。以低勞務(wù)成本取勝不會是永遠(yuǎn)的優(yōu)勢。數(shù)字石油建設(shè)對提高油氣開發(fā)與生產(chǎn)能力和管理決策水平、降低經(jīng)營風(fēng)險具有重大意義。另外，數(shù)字油田和數(shù)字石化也是石油石化企業(yè)全面升級與再造的需要。這些需求越來越迫切，越來越復(fù)雜，越來越苛刻，只有建設(shè)全面數(shù)字化的油田和企業(yè)才是最終的解決之道。而組成數(shù)字油田最基本單元就是RTU控制器。長輸管線和城市管網(wǎng)以及市政供水領(lǐng)域是SCADA系統(tǒng)運(yùn)用最為廣泛的行業(yè)，是RTU應(yīng)用最為密集的行業(yè)，也是應(yīng)用最為成熟的行業(yè)。在其它眾多行業(yè)中，RTU都是可以得到廣泛應(yīng)用的，因此，市場前景非常廣闊。由此吸引了更多的國際知名自動化公司參與到RTU的研發(fā)制造中來。
    　　2  RTU的技術(shù)特性和特征
    　　1) 標(biāo)準(zhǔn)的編程語言，符合國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3的編程語言；
    　　2) 工作環(huán)境溫度：-40℃ ~70℃，環(huán)境濕度5~95%；
    　　3) 電磁抗干擾符合IEC61000-4 和EN55011；
    　　4) 具備多種標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，如MODBUS TCP/IP、MODBUS RTU、MODBUS ASCII、DNP3等；
    　　5) 豐富的通信接口，支持多種通信方式，通信距離長；
    　　6) 大容量存儲；
    　　7) 模塊化結(jié)構(gòu)，便于擴(kuò)展；
    　　8) 具備實時多任務(wù)操作系統(tǒng)；
    　　9) 靈活互相兼容的開放式接口。
    　　雖然RTU和PLC在工程編程、數(shù)據(jù)采集和控制等方面很相似，但它們之間還是有很大區(qū)別的。PLC一般主要用于工廠車間流水線的控制，主要在室內(nèi)環(huán)境應(yīng)用，而RTU 不僅可以用于室內(nèi)應(yīng)用場合，更大的特點(diǎn)是具備用于室外控制裝置中，環(huán)境條件非常惡劣的場合。由于PLC 的工作環(huán)境溫度是0~50℃，因此在一些無人值守的野外站點(diǎn)，PLC不能做到可靠工作。
    　　3  RTU和PLC產(chǎn)品的對比
    　　兩者共同點(diǎn)是均采用編程語言IEC61131-3，但在環(huán)境等方面差別較大。
    　?。?）應(yīng)用場合范圍優(yōu)勢：
    　　RTU主要應(yīng)用于現(xiàn)場設(shè)備附近，所以RTU對工作的環(huán)境要求比較寬泛：
    　　RTU對環(huán)境的要求：
    　　工作溫度：-40℃到75℃；
    　　存儲溫度：-40℃到85℃；
    　　相對濕度：5%到95%；　
    　　RTU產(chǎn)品具有可靠的優(yōu)質(zhì)特性，極端的環(huán)境工作溫度，適合各類場所應(yīng)用，屬于全天候不受環(huán)境和地域的限制。
    　　PLC對環(huán)境的要求：
    　　工作溫度：0℃到55℃；
    　　存儲溫度：-40℃到70℃；
    　　相對濕度：5%到95%；
    　　PLC產(chǎn)品更適合室內(nèi)環(huán)境應(yīng)用，工作溫度范圍較窄。
    　　（2）通信協(xié)議及靈活性
    　　RTU產(chǎn)品有較多的通信接口
    　　RTU產(chǎn)品一般都具備3到5個通信接口或更多，如RS232、RS485，主要適應(yīng)現(xiàn)場各類智能儀表及各類控制器的方便接入；
    　　RTU產(chǎn)品具備支持多種通信協(xié)議 MODBUS、DNP3等多種協(xié)議；
    　　支持新增特殊協(xié)議的接口驅(qū)動功能。可以方便與其它不同種類設(shè)備相連，特別適合SCADA系統(tǒng)應(yīng)用；
    　　PLC產(chǎn)品通信接口及通信協(xié)議較單一，只適合相對固定和統(tǒng)一的站內(nèi)控制系統(tǒng)。
    　?。?）功能方面
    　　RTU在應(yīng)用方面除了一些和PLC的基本相似功能外更面向一些行業(yè)專有技術(shù)，具有一些行業(yè)專用功能，如天然氣RTU具備AGA算法，井口RTU具備專用控制算法等。對于小型站點(diǎn)來說，兩者的應(yīng)用范圍都差不多，RTU系列具有的存儲空間，遠(yuǎn)大于PLC。此外，RTU采用內(nèi)嵌式流量計算程序，可代替流量計算機(jī)，直接用于計量，存儲歷史記錄等。
    　　在配置點(diǎn)數(shù)方面兩者相當(dāng)，在模擬量方面，RTU要略優(yōu)于PLC；RTU主要針對于現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境設(shè)置，對環(huán)境的要求要比PLC系列寬泛的多。從內(nèi)存空間及附帶功能來看，RTU要優(yōu)于PLC。對于現(xiàn)場環(huán)境比較好的地方，采用PLC會更經(jīng)濟(jì)一些；對于現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣的地方，如石油行業(yè)的灌區(qū)監(jiān)控、天然氣管道、油氣井場的監(jiān)控、市政管網(wǎng)等眾多具有室外環(huán)境因素的則采用RTU產(chǎn)品更合適。綜合來看，兩類產(chǎn)品各有其特色和特點(diǎn)，且主要針對的應(yīng)用范圍也不盡相同。
    　　4  RTU市場競爭狀況
    　　在國際市場上，RTU產(chǎn)品市場的前景廣闊。除幾個大品牌RTU廠商外，還有一些一直從事DCS和PLC產(chǎn)品研發(fā)的廠商開始推出自己的RTU產(chǎn)品。目前的RTU產(chǎn)品市場雖然競爭日趨激烈，但由于其應(yīng)用范圍寬廣，市場需求還是非常充足。
    　　在國內(nèi)市場上，隨著工業(yè)企業(yè)SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展，RTU產(chǎn)品也受到相應(yīng)重視，但總的看來，還是采用國外品牌的RTU產(chǎn)品居多，國內(nèi)RTU品牌的產(chǎn)品尚未形成應(yīng)有的市場。
    　　隨著國內(nèi)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)與發(fā)展，這種狀況正在發(fā)生變化。但RTU的應(yīng)用還處在起步階段，雖然已經(jīng)有了不少較好的實用案例，但個別場合還是有拿PLC來當(dāng)RTU應(yīng)用的情況，特別是在較為惡劣環(huán)境中，這種應(yīng)用可靠性很難保證。國內(nèi)低端控制器市場則競爭非常激烈，許多不具備RTU基本特性，單片機(jī)制作的產(chǎn)品，也自稱RTU，多在一些項目和工程中應(yīng)用。由于其不具備RTU基本特性，品質(zhì)較低，應(yīng)用范圍受限，很難形成產(chǎn)業(yè)化。不利于RTU行業(yè)的規(guī)?；l(fā)展、產(chǎn)品推廣應(yīng)用和走國際化道路。不是RTU產(chǎn)品發(fā)展的道路。目前這樣的公司較多，產(chǎn)品種類雜亂，沒有形成規(guī)模，不成產(chǎn)品體系。
    　　在國內(nèi)高端市場上，真正RTU產(chǎn)品公司的主要競爭對手是國外的RTU廠商和少數(shù)國內(nèi)的RTU產(chǎn)品公司。高端產(chǎn)品的RTU由于受技術(shù)水平的限制，國內(nèi)目前只有極少數(shù)公司在技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)上可以和國際自動化公司制造的RTU產(chǎn)品相比擬。北京安控科技股份有限公司（ECHO）的RTU產(chǎn)品已經(jīng)處于國際領(lǐng)先地位，產(chǎn)品品質(zhì)處于國際先列。公司目前在油氣田和油氣管線及城市管網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的競爭對手主要為RTU行業(yè)國際一流公司Emerson、Honeywell、Motorola、ABB等，在油氣田井口主要競爭對手為EP、LUFKIN公司。安控的RTU產(chǎn)品與國際公司相比，有高的性價比，具有良好全球市場前景。
    　　5  RTU產(chǎn)品在油氣田行業(yè)中的應(yīng)用
    　　由于RTU的特點(diǎn)更適合各類廣域環(huán)境的SCADA數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，在國外石油天然氣行業(yè)中RTU應(yīng)用非常廣，安控產(chǎn)品在國內(nèi)石油天然氣行業(yè)得到大面積應(yīng)用，在這一行業(yè)得到長足發(fā)展，并開發(fā)出適合該行業(yè)的一系列RTU控制器等產(chǎn)品。在油田井口方面開發(fā)出智能抽油機(jī)控制器，目前在石油天然氣行業(yè)中具有抽油機(jī)控制器產(chǎn)品的廠家只有LUFKIN、EP公司，ECHO是唯一一家可以和這兩家公司在抽油機(jī)控制器性能和技術(shù)上競爭的。ECHO同時開發(fā)出國內(nèi)第一款適合國際流行的天然氣計量標(biāo)準(zhǔn)AGA3、AGA7、AGA8 、GB/T21446-2008算法的RTU產(chǎn)品。國內(nèi)其他廠家基本上采用單片機(jī)制作井口單一功能的數(shù)據(jù)采集器，并非采用在線智能控制器，其功能單一，不利于產(chǎn)品升級和長期發(fā)展。
    　　ECHO的RTU產(chǎn)品在油氣田應(yīng)用市場占有率較高，產(chǎn)品應(yīng)用覆蓋從油氣田采油井口、注水井口、水源井井口、計量站、轉(zhuǎn)油站、油氣處理站、管線閥站到中心控制室，產(chǎn)品種類齊全，率先研發(fā)出2.4G無線RTU及相關(guān)變送器產(chǎn)品，具有全面完善的油氣田SCADA系統(tǒng)應(yīng)用解決方案。隨著"數(shù)字油田"、"數(shù)字石化"、"數(shù)字石油"、"數(shù)字管線"等新的石油行業(yè)信息化理念被普遍接受，全球石油石化企業(yè)的新一輪的信息化競賽已經(jīng)進(jìn)入了實力較量階段。石油石化企業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了離開信息系統(tǒng)就無法生存的地步，全面數(shù)字化已經(jīng)成為各石油企業(yè)逐鹿中原的重要戰(zhàn)略?？梢灶A(yù)測，RTU作為數(shù)字化系統(tǒng)的信息源頭，市場前景將越來越旺盛，行業(yè)成長勢頭將進(jìn)一步跨越式發(fā)展。

    北京安控科技股份有限公司（簡稱“安控科技”）是國內(nèi)領(lǐng)先的工業(yè)自動化領(lǐng)域創(chuàng)新產(chǎn)品和行業(yè)解決方案提供商，在深圳創(chuàng)業(yè)板上市（股票代碼：300370）。安控科技擁有DCS、模塊化RTU、一體化RTU、擴(kuò)展I/O、傳感器及儀表等全系列自動化產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于石油天然氣、煤層氣、頁巖氣的開采、處理、管輸、儲配等各個環(huán)節(jié)，在城市燃?xì)狻h(huán)境在線監(jiān)測、水文水資源監(jiān)控、城市水務(wù)、供排水等管網(wǎng)泵站監(jiān)控領(lǐng)域也得到成功的應(yīng)用。公司多項產(chǎn)品獲得UL 、CE等國際認(rèn)證，并已遠(yuǎn)銷美國、加拿大、墨西哥、土耳其、哈薩克斯坦、土庫曼斯坦、伊拉克、伊朗、韓國、泰國、馬來西亞等國家。 更多>>

　　
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  • 汪先生 在2024/11/19 13:50:00留言
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