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rtu和plc的區(qū)別是什么

2017年12月18日 14:34 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶評論(0

  PLC編程邏輯控制器

  可編程邏輯控制器是種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器,在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設(shè)備或生產(chǎn)過程。

  工作原理

  當可編程邏輯控制器投入運行后,其工作過程一般分為三個階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間,可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。

  輸入采樣階段

  在輸入采樣階段,可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此,如果輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。

  

  可編程邏輯控制器

  用戶程序執(zhí)行階段

  在用戶程序執(zhí)行階段,可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時,又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算,然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

  即,在用戶程序執(zhí)行過程中,只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化,而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

  在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話,輸入過程影像寄存器的值不會被更新,程序直接從I/O模塊取值,輸出過程影像寄存器會被立即更新,這跟立即輸入有些區(qū)別。

  輸出刷新階段

  當掃描用戶程序結(jié)束后,可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的外設(shè)。這時,才是可編程邏輯控制器的真正輸出。

  RTU

  RTU,是SCADA系統(tǒng)的基本組成單元。RTU是安裝在遠程現(xiàn)場的電子設(shè)備,用來監(jiān)視和測量安裝在遠程現(xiàn)場的傳感器和設(shè)備,負責對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。RTU將測得的狀態(tài)或信號轉(zhuǎn)換成可在通信媒體上發(fā)送的數(shù)據(jù)格式,它還將從中央計算機發(fā)送來得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令,實現(xiàn)對設(shè)備的功能控制。

  RTU通常可以分為2種基本類型——“單板RTU”和“模塊RTU”。“單板RTU”在一個版子中集中了所有的I/O接口。“模塊RTU”有一個單獨的CPU模塊,同時也可以有其他的附加模塊,通常這些附加模塊是通過加入一個通用的“backplane”來實現(xiàn)的(像在PC機的主板上插入附加板卡一樣)。

  RTU是一種耐用的現(xiàn)場智能處理器,它支持SCADA控制中心與現(xiàn)場器件間的通訊。它是一個獨立的數(shù)據(jù)獲取與控制單元。它的作用是在遠端控制控制現(xiàn)場設(shè)備,獲得設(shè)備數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳給SCADA系統(tǒng)的調(diào)度中心。至少應具備以下功能:

  現(xiàn)場信號及工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測、控制與報警。例如:數(shù)據(jù)采集及處理、現(xiàn)場控制、數(shù)據(jù)傳輸(網(wǎng)絡(luò)通信)、現(xiàn)場及遠程報警等等;某些RTU還具備流量累計等一系列針對特定應用領(lǐng)域的計量功能等等。

  由于RTU是專用的器件,現(xiàn)在還沒有統(tǒng)一的標準,尤其是在通訊方面,通常情況下一個產(chǎn)家的RTU是不能和另一個產(chǎn)家的RTU混用的。協(xié)議的轉(zhuǎn)化和競爭已經(jīng)形成了一個產(chǎn)業(yè)。近期中國自動化學會專家咨詢委員會將向市場發(fā)布RTU的通用標準,這些標準大致包括如下:

  通信標準DNPs和IEC870。

  RTU編程標準IEC1131-3。

  中央處理器單元可以包含一個內(nèi)置的或獨立的modem。這些modems可以通過無條件租借的聲音級電話線或類似的聲道如:微波、無線電、光纖。也可以用異步串行數(shù)據(jù)端口來代替modem,來擴展通訊設(shè)備最大可達36.6Kbaud。

  中央處理器連續(xù)的選擇輸入通道將當前的狀態(tài)或模擬量和以前的狀態(tài)作對比。如果模擬量的改變超過了死區(qū)限,就會向監(jiān)控中心通知發(fā)生了狀態(tài)改變;如果沒有改變發(fā)生,一個簡短的確認信號會返回到監(jiān)控中心。所有其他的信息都是在連續(xù)選取信息將交叉存取的,在忽略選取掃描時間沖突時,獲得最優(yōu)的響應時間。

  應用

  與常用的可編程控制器PLC相比,RTU通常具有優(yōu)良的通訊能力和更大的存儲容量,適用于更惡劣的溫度和濕度環(huán)境,提供更多的計算功能。RTU產(chǎn)品在石油天然氣、水利、電力調(diào)度、市政調(diào)度等行業(yè)SCADA系統(tǒng)中廣泛應用。

  RTU與PLC的區(qū)別

  RTU是遠程終端設(shè)備,是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠、變電站

  的一種基于“遠動”技術(shù)(遙測、遙信、遙調(diào)、遙控)的自動化設(shè)備。它具有遙控接收,輸出執(zhí)行,遙測、遙信量的數(shù)據(jù)采集及發(fā)送功能,隨著技術(shù)的日新月異,已廣泛應用于各工業(yè)領(lǐng)域。

  RTU最顯著的特點是遠方功能,即它與調(diào)度中心之間通過遠距離信息傳輸所完成的監(jiān)控功能。

  PLC是可編程邏輯控制器,在場站內(nèi)進行數(shù)據(jù)匯總和指令處理。它具有多種控制功能、數(shù)據(jù)采集存儲和處理功能、數(shù)學運算功能、輸入/輸出接口調(diào)理功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能、人機界面功能、編輯調(diào)試功能。

  1. RTU一般不受地理環(huán)境限制,可在室外現(xiàn)場測量點附近安裝,一個RTU可以就地控制幾個、幾十個或幾百個I/O測量點,因而它的適應惡劣環(huán)境能力強。其工作溫度一般在-40~85℃;防護等級高,可用于潛水艇工作;一個電池組供電工作時間有時長達數(shù)月。PLC一般主要用于廠站內(nèi)工業(yè)流水線的控制,系室內(nèi)安裝。工作環(huán)境溫度要求0--55℃,空氣濕度應小于85%。超過溫度55℃,要安裝風扇通風,高于溫度60℃,要安裝風扇或冷風機降溫。 2.由于RTU不受工作環(huán)境約束,故要求其技術(shù)規(guī)格符合惡劣環(huán)境要求和特定要求。它的數(shù)據(jù)存儲量大,模擬量采集能力強(最多24路),模擬功能遠比PLC更強大。

  3.RTU通信功能強大。由于RTU要將采集的模擬量、開關(guān)量、數(shù)字量信息最終傳輸給調(diào)度中心,而調(diào)度中心有時遠隔千里之外,故要求它具有遠程通訊功能。PLC雖然也有通訊功能,但僅限于廠站內(nèi)部近距離傳送數(shù)據(jù),其通信功能與RTU相比稍遜一籌。

  4.傳統(tǒng)的RTU沒有可編程運算功能,現(xiàn)在的RTU大都具備了可編程運算功能,還有PID控制功能或邏輯控制功能、流量累計功能等。由于是新興技術(shù),勢必是較先進的技術(shù)。它具有梯形圖和C語言編程,屏幕組態(tài)軟件編程等技術(shù),運算能力強,可帶液晶顯示,就地顯示和控制。這一些都是PLC不能比擬的。

  5.RTU與PLC使用功效也不盡相同。RTU具有遠方功能、當?shù)毓δ芤约白詸z與自調(diào)功能。它與調(diào)度中心相距遙遠,與調(diào)度中心計算機通過信道相連接;它的當?shù)毓δ苁侵窻TU通過自身或連接的顯示、記錄設(shè)備,就地實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視和控制的能力;RTU的程序自恢復能力是指RTU在受到某種干擾影響而使程序“走飛”時,能夠自行恢復正常運行的能力。PLC僅有當?shù)毓δ堋T诟鞴I(yè)領(lǐng)域,RTU 主要用于關(guān)乎企業(yè)重大經(jīng)濟效益的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)遙測、遙信、遙調(diào)、遙控,PLC則側(cè)重于企業(yè)內(nèi)部消耗的工作節(jié)點參數(shù)控制。如發(fā)電廠RTU主要用于測量及傳輸發(fā)電機、主變、110kV、220KV及以上線路電流、有功功率、無功功率、有功電能量、無功電能量及全廠總有功功率、總無功功率、關(guān)口電度表總上網(wǎng)電量等數(shù)據(jù),PLC則用于380V低壓電機、6kV高壓電機電流、有供負荷,汽機、鍋爐輔機溫度、壓力等參數(shù)量的控制,主要反映廠用電量、汽耗、熱耗、煤耗等內(nèi)部經(jīng)濟指標。

  6.現(xiàn)在許多發(fā)電廠(特別是水電廠)采用的是計算機監(jiān)控系統(tǒng),PLC是控制器,大多數(shù)情況下,一臺PLC能同時控制多臺機組,各臺機組以成組方式接受PLC控制。AGC對PLC采用設(shè)點功率控制信號,向多臺機組給定一個總的設(shè)點功率指令,由PLC將有功功率要求按當?shù)夭呗苑峙浣o參加調(diào)節(jié)的機組控制單元LCU(火電廠是指DCS),LCU響應PLC發(fā)出的指令,經(jīng)分析比較后以增減功率的變脈寬信號發(fā)送給機組調(diào)速器并跟蹤機組實發(fā)功率,直到逐漸逼近期望值。而RTU遠動終端控制裝置是一種簡易的發(fā)電機組控制方法。該裝置接受從調(diào)度中心發(fā)出的機組發(fā)電功率升降脈沖控制指令,直接控制調(diào)速器增減有功功率,其功率期望值的逼近是由AGC來判斷的,沒有中間閉環(huán)處理。由此可見,兩者的控制程序不一樣。

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