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RTU（retmote terminal unit）即遠(yuǎn)程終端單元。GB/T 34039-2017中對(duì)RTU的定義是：它具有數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、控制輸出、通信等功能，還具有計(jì)算和編程功能，能夠接受遙控主機(jī)的操作，控制終端的動(dòng)作，在野外安裝，在現(xiàn)場(chǎng)與檢測(cè)儀器、執(zhí)行裝置相連，適用于通信距離較長(zhǎng)、環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)場(chǎng)所。

定義中有三項(xiàng)重要需求：周邊子站；數(shù)據(jù)的采集，存儲(chǔ)，通訊，控制。這也是我們?cè)谠O(shè)計(jì)和應(yīng)用 RTU時(shí)要注意的問(wèn)題。

★  RTU是其它系統(tǒng)的外圍子站點(diǎn)，經(jīng)常需要在復(fù)雜的野外環(huán)境中進(jìn)行部署，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力很高；

★  在工作中，一端要收集各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)儀器資料，一端要適應(yīng)不同的系統(tǒng)，并支持不同的通訊協(xié)議，從通訊能力上來(lái)說(shuō)，此時(shí)更象一個(gè)網(wǎng)關(guān)；

★  除了通訊之外，它還必須有自己的控制策略，并且還必須有一定的運(yùn)算能力，也就是說(shuō)， RTU是一種很聰明的裝置。

所以 RTU是一種具有良好環(huán)境適應(yīng)性的智能控制網(wǎng)關(guān)，它的關(guān)鍵在于環(huán)境適應(yīng)性、通信網(wǎng)關(guān)、智能控制。

對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力

5G遙測(cè)終端機(jī)RTU分布于不同的工業(yè)場(chǎng)地，往往比較偏遠(yuǎn)、分散，電壓不穩(wěn)定，信號(hào)質(zhì)量差。其工作環(huán)境通常都很糟糕，一根電線桿上的金屬盒子就是“家”。

為了在惡劣的工況條件下穩(wěn)定可靠的工作，5G遙測(cè)終端機(jī)RTU往往具備以下核心功能：

溫度

一般在室外的工作溫度范圍在-20oC~+70oC，儲(chǔ)存運(yùn)輸溫度在-40oC~+70oC；而寬溫RTU的工作溫度則達(dá)到-40oC~+70oC，儲(chǔ)存運(yùn)輸溫度達(dá)到-55oC~+85℃。這就意味著，在硬件上，所有的元件都要選擇寬溫的工業(yè)級(jí)，這是 RTU的特點(diǎn)。RTU在完成總體設(shè)計(jì)后，還要進(jìn)行嚴(yán)格的溫度測(cè)試，以確保其溫度特性的一致性。

濕度

5%~95%，相對(duì)濕度無(wú)凝露。因此，在工作、儲(chǔ)存、運(yùn)輸中，都需要達(dá)到這個(gè)濕度的要求。在硬件的實(shí)際設(shè)計(jì)中，選用的元件也要同樣地加以考慮。RTU的總體設(shè)計(jì)完成后，除了對(duì)其進(jìn)行濕度檢測(cè)外，還要結(jié)合溫度試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行交變濕熱檢驗(yàn)，以保證其性能的一致性。

海拔

國(guó)標(biāo)GB/T 34039對(duì)海拔的要求為工作2000米，儲(chǔ)運(yùn)3000米。但是，一些比較高檔的 RTU，在海拔3000多米、4000多米的存儲(chǔ)和運(yùn)輸中，都能達(dá)到一定的應(yīng)用需求。在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，高度會(huì)影響爬電間隙、爬電間距，從而增加了硬件的開(kāi)發(fā)難度，提高了系統(tǒng)的制作費(fèi)用。

電磁兼容性能

對(duì)EMI的抗擾性、 EMC的發(fā)射極限均有其自身的需求。

寬壓供電

18-32VDC寬壓供電，確保外界供電條件不佳時(shí)，也能正常啟動(dòng)工作。

抗電源噪聲

現(xiàn)場(chǎng)的供電狀況通常較差，應(yīng)采用精心設(shè)計(jì)的電源調(diào)整器，以消除電力干擾。

低功耗

硬件本身功率消耗小，適合非市電，如太陽(yáng)能，風(fēng)能等。

機(jī)械適應(yīng)性能

從三個(gè)不同的角度來(lái)看，震動(dòng)，撞擊，墜落，都有規(guī)定。樣機(jī)設(shè)計(jì)完成后，還需進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。

其他安全要求

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注意到箱體絕緣、防火、接地等方面的保護(hù)。

多樣的通信方式

5G遙測(cè)終端機(jī)RTU的通信需求主要來(lái)自?xún)煞矫妫环矫媸遣杉F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，另一方面是對(duì)外傳輸數(shù)據(jù)，兩者有著顯著的不同。

RTU多樣通信拓?fù)涫疽鈭D

數(shù)據(jù)采集

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集可分為有線和無(wú)線采集方式。

有線采集方式：包括I/O硬接線和現(xiàn)場(chǎng)總線，如RS-485。

無(wú)線采集方式：包括基于IEEE802.15.4的各種協(xié)議（ZigBee，A11，Wireless HART，ISA100.11a，WIA-PA等），以及其他自組網(wǎng)協(xié)議（LoRa，Sigfox等）或運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（NBIoT），無(wú)線技術(shù)具備組網(wǎng)靈活、易維護(hù)、安全性高和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

有些現(xiàn)場(chǎng)儀表支持的通信協(xié)議是非標(biāo)準(zhǔn)的，為了提升適用性，往往支持自由（自定義）通信協(xié)議。

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集對(duì)接口也提出了要求，高端5G遙測(cè)終端機(jī)RTU一般具備多路RS485/RS232，在一些應(yīng)用中，還支持多種無(wú)線采集方式。

數(shù)據(jù)對(duì)外傳輸

RTU支持的對(duì)外數(shù)據(jù)傳輸方式，除傳統(tǒng)的以太網(wǎng)、串口等有線方式外，還包括GPRS、3/4/5G、WIFI、NB-IOT，和無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)等無(wú)線方式。

對(duì)外傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容除常規(guī)的采集數(shù)據(jù)外，還可能包括視頻、音頻等監(jiān)視數(shù)據(jù)。為了應(yīng)對(duì)傳輸中斷的情形，往往需要支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，例如在應(yīng)用層采用DNP3.0協(xié)議。

通常，在冗余鏈路的基礎(chǔ)上進(jìn)行外部的通信，通常有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)分段。這兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)都可以采用雙線或無(wú)線方式。在各種網(wǎng)絡(luò)中，也可以通過(guò)有線或無(wú)線方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如在管線閥室中，它既能支持光纖，也能支持衛(wèi)星通訊。

RTU的多種傳輸需求，使其在硬件方面的接口多種多樣。高端 RTU一般都有2個(gè)單獨(dú)的以太網(wǎng)端口，在特定情況下可以使用多種無(wú)線接口。

專(zhuān)業(yè)化的控制功能

在石油和天然氣工業(yè)中，5G遙測(cè)終端機(jī)RTU常常被用于監(jiān)測(cè)或監(jiān)測(cè)閥室，通常的控制要求包括：從局部或遠(yuǎn)端接受和執(zhí)行打開(kāi)/關(guān)閉命令，根據(jù)閥室的溫度自動(dòng)控制風(fēng)扇的啟動(dòng)和關(guān)閉，門(mén)禁系統(tǒng)和攝像頭聯(lián)動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)和報(bào)警，壓力檢測(cè)和閥門(mén)控制。