การแนะนำฟังก์ชันยูนิตเทอร์มินัลระยะไกล RTU

แนะนำฟังก์ชันยูนิตเทอร์มินัลระยะไกล RTU

หน่วยเทอร์มินัลระยะไกล

ตัวย่อภาษาอังกฤษของ Remote Terminal Unit คือ RTU

หน่วยวัดและควบคุมคอมพิวเตอร์พิเศษพร้อมโครงสร้างโมดูลาร์ที่ออกแบบมาเพื่อระยะการสื่อสารระยะไกลและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงในโรงงานอุตสาหกรรมโดยเชื่อมต่ออุปกรณ์ตรวจจับเทอร์มินัลและแอคทูเอเตอร์กับคอมพิวเตอร์หลักของศูนย์ควบคุมระยะไกล และมีการเก็บข้อมูลระยะไกล ฟังก์ชันการควบคุมและการสื่อสาร สามารถรับคู่มือการใช้งานของคอมพิวเตอร์โฮสต์ และควบคุมการทำงานของแอคชูเอเตอร์เทอร์มินัล เรียกโดยย่อว่า: หน่วยเทอร์มินัลระยะไกล

โดยเชื่อมต่อเครื่องมือตรวจจับเทอร์มินัลและแอคทูเอเตอร์กับคอมพิวเตอร์หลักของศูนย์ควบคุมระยะไกล มีฟังก์ชันการรับข้อมูล การควบคุม และการสื่อสารจากระยะไกล สามารถรับคำสั่งการทำงานของคอมพิวเตอร์หลัก และควบคุมการทำงานของแอคชูเอเตอร์ส่วนปลายได้

ตามคำจำกัดความในมาตรฐานแห่งชาติ CB/T 14429-93"ข้อกำหนดของอุปกรณ์และระบบการควบคุมระยะไกล"การควบคุมระยะไกลหมายถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการสื่อสารเพื่อฟังก์ชั่นที่สมบูรณ์เช่นการวัดระยะไกลการส่งสัญญาณระยะไกลการควบคุมระยะไกลและการปรับระยะไกลเรียกว่า"รีโมทสี่อัน"

คุณสมบัติของยูนิตเทอร์มินัลระยะไกล RTU

(1) ระยะการสื่อสารนั้นยาวและมีพอร์ตการสื่อสารที่หลากหลายในเวลาเดียวกันเพื่อตอบสนองความต้องการการสื่อสารที่แตกต่างกันของแอพพลิเคชั่นที่กระจัดกระจายและในพื้นที่

(2) CPU มีพลังการประมวลผลที่แข็งแกร่งและมีพื้นที่โปรแกรมและพื้นที่จัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ ซึ่งเหมาะสำหรับการดำเนินงานในสถานที่และการจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากอย่างปลอดภัย

(3) ปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิและความชื้นที่รุนแรง อุณหภูมิสภาพแวดล้อมในการทำงานคือ -40~+85℃

(4) การออกแบบโครงสร้างโมดูลาร์นั้นง่ายต่อการขยาย

ฮาร์ดแวร์ยูนิตเทอร์มินัลระยะไกล RTU

NTERM0'ฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโมดูลการทำงาน เช่น CPU หน่วยความจำ และอินเทอร์เฟซอินพุตและเอาต์พุตต่างๆ

โมดูลเหล่านี้รวมอยู่ในแผงวงจร และการเชื่อมต่อโมดูลการทำงานแต่ละรายการของ RTU จะเสร็จสมบูรณ์ผ่านการเดินสายของแผงวงจร

CPU เป็นระบบกลางของคอนโทรลเลอร์ RTU ซึ่งรับผิดชอบในการประมวลผลสัญญาณอินพุตต่างๆ และดำเนินการเอาต์พุตให้เสร็จสิ้นหลังจากการประมวลผลทางคณิตศาสตร์

หน่วยความจำคือระบบหน่วยความจำ RTU ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลชั่วคราวหรือถาวรต่างๆ

หนึ่งในนั้นคือยูนิตอินพุตสวิตช์: รวบรวมสัญญาณสวิตช์ในสถานที่ต่างๆ สัญญาณในสถานที่อาจเป็นสวิตช์หน้าสัมผัสรีเลย์ (พาสซีฟ) สัญญาณแรงดันไฟฟ้า หรือสัญญาณกระแส

เนื่องจากการใช้อุปกรณ์แยกแสง จึงสามารถต้านทานการรบกวนต่างๆ บนไซต์งานได้ และสามารถทำงานได้ตามปกติในสนามไฟฟ้าแรงสูง สนามแม่เหล็กแรงสูง สภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นและชื้น

สวิตช์เอาต์พุตยูนิต: ใช้เพื่อควบคุมการสตาร์ทและการหยุด เสียงและแสง และการเตือนของอุปกรณ์ระยะไกลจากระยะไกล

หน่วยอินพุตแบบอะนาล็อก: ใช้สวิตช์แบบอะนาล็อกและเทคโนโลยีการแยกตาแมวเพื่อรวบรวมสัญญาณอะนาล็อกต่าง ๆ บนไซต์ซึ่งสามารถเป็นสัญญาณอะนาล็อกมาตรฐาน 4-20mA, 0-10mA

นอกจากนี้ยังอาจเป็นสัญญาณอะนาล็อกที่ไม่ได้มาตรฐาน เช่น AC 220V เป็นต้น บอร์ด A/D ใช้การแปลง A/D อัจฉริยะและเทคโนโลยีซอฟต์แวร์ ซึ่งสามารถต้านทานการรบกวนความถี่พลังงาน การรบกวนความถี่วิทยุ ฯลฯ ที่ความถี่ 50Hz และความแม่นยำของการแปลง A/D สูงถึง 14 บิต

วงจรปริมาณแอนะล็อกถูกแยกออก ซึ่งสามารถใช้สำหรับการจัดหาอุปกรณ์ศักย์กราวด์ต่างๆ พร้อมๆ กัน

ยูนิตเอาต์พุตแบบอะนาล็อก: ใช้สำหรับระบบควบคุมอัตโนมัติต่างๆ ในโหมดการปรับ PID

 หน่วยอินพุตพัลส์: ความถี่ในการรวบรวมสัญญาณพัลส์พร้อมการแยกแสง ช่วงความถี่ของสัญญาณที่รวบรวมคือ 0-20MHz

หน่วยอินพุตดิจิตอล: รับสัญญาณข้อมูลอนุกรมต่างๆ

อาจเป็นอินเทอร์เฟซ RS485, RS232, อินเทอร์เฟซ RS422 หรือข้อมูลอนุกรมแบบอะซิงโครนัสภายใต้อัตรารับส่งข้อมูลต่างๆ เช่น V11 และ V28 นอกจากนี้ยังสามารถรวบรวมข้อมูลที่ซิงโครไนซ์ 64K ได้อีกด้วย

รวมถึงวิธีการสื่อสารต่างๆ เช่น อินเทอร์เฟซ RS485, อินเทอร์เฟซ RS232, อินเทอร์เฟซ Ethernet และอินเทอร์เฟซเครื่องมือ HART

ซอฟต์แวร์ยูนิตเทอร์มินัลระยะไกล RTU

ซอฟต์แวร์ RTU ของยูนิตเทอร์มินัลระยะไกลแบ่งออกเป็นสามประเภท:

ระบบปฏิบัติการ ซอฟต์แวร์ตรวจสอบ ซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันที่ใช้งานได้

ระบบปฏิบัติการ:

โดยทั่วไป RTU จะใช้ระบบปฏิบัติการมัลติทาสกิ้งแบบเรียลไทม์ (RTOS) RTOS เป็นรากฐานและแพลตฟอร์มการพัฒนาของซอฟต์แวร์แอพพลิเคชั่นแบบฝัง ในปัจจุบัน การพัฒนาซอฟต์แวร์แบบฝังตัวส่วนใหญ่ในประเทศจีนเขียนโดยใช้โปรเซสเซอร์โดยตรง ไม่ได้ใช้ RTOS เชิงพาณิชย์ และไม่สามารถใช้ซอฟต์แวร์ระบบได้ มีการจัดการแยกต่างหากจากแอพพลิเคชั่นซอฟต์แวร์

RTOS เป็นซอฟต์แวร์ชิ้นหนึ่งที่ฝังอยู่ในโค้ดมาตรฐานของญี่ปุ่น และแอปพลิเคชันผู้ใช้อื่นๆ สร้างขึ้นบน RTOS

RTOS ยังเป็นเคอร์เนลแบบเรียลไทม์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง โดยจะแพ็กทรัพยากร เช่น เวลา CPU, การขัดจังหวะ, I/O, ตัวจับเวลา ฯลฯ โดยปล่อยให้ API มาตรฐานสำหรับผู้ใช้ และตามลำดับความสำคัญของแต่ละงาน ก็สมเหตุสมผลที่จะเลือกระหว่างงานที่แตกต่างกัน จัดสรรเวลา CPU ระหว่าง

ไดรเวอร์ฮาร์ดแวร์ต่างๆ ฟังก์ชันไลบรารีผู้เชี่ยวชาญ ฟังก์ชันไลบรารีอุตสาหกรรม และฟังก์ชันไลบรารีผลิตภัณฑ์สามารถเขียนได้บนพื้นฐานของ RTOS

การสนับสนุนมัลติทาสกิ้งที่มีประสิทธิภาพเป็นหัวใจหลักของการออกแบบ RTOS ตั้งแต่ต้นจนจบ การใช้ระบบการจัดการ RTOS สามารถรวมงานต่างๆ เข้าด้วยกัน เพิ่มประสิทธิภาพการจัดสรรเวลา CPU และทรัพยากรระบบ และทำให้งานเหล่านั้นไม่ว่างหรือแออัด

ซอฟต์แวร์ตรวจสอบ:

โมดูลโปรแกรม เช่น ไดรเวอร์อุปกรณ์ การได้มาและการควบคุมข้อมูล การจัดการฐานข้อมูล การสื่อสาร การวินิจฉัยข้อผิดพลาด และอินเทอร์เฟซระหว่างคนกับเครื่องจักร โดยส่วนใหญ่จะทำหน้าที่ต่อไปนี้ให้สมบูรณ์:

(1) ไดรเวอร์อินเทอร์เฟซการสื่อสารของระบบสื่อสารที่เชื่อมต่อกับศูนย์ควบคุม SCADA

(2) เชื่อมต่อไดรเวอร์อุปกรณ์ของอุปกรณ์ I/O ฟิลด์

(3) การสแกน การประมวลผล (การคำนวณการกรองและการสอบเทียบ ฯลฯ) และการจัดเก็บข้อมูลภาคสนาม

(4) การส่งสัญญาณ: แลกเปลี่ยนข้อมูลกับศูนย์ควบคุมระบบ SCADA หรือกับ RTU อื่น ๆ

(5) การตอบสนองต่อคำสั่งควบคุม SCADA ที่ส่งจากเครือข่ายการสื่อสาร

(6) การควบคุมระบบควบคุมในสถานที่ การควบคุมลูป PID เป็นวิธีพื้นฐานที่สุด และระบบควบคุมที่ซับซ้อนบางระบบก็ขึ้นอยู่กับการควบคุมลูป PID เช่นกัน

(7) การควบคุมลำดับลอจิก เช่น การควบคุมการรับและการส่งพิก การควบคุมการเริ่มต้นและหยุดของชุดปั๊ม การควบคุมการบรรทุกของเครน และสวิตช์กระบวนการเปลี่ยนถังน้ำมันอยู่ในหมวดหมู่นี้

(8) การวินิจฉัยตนเองของอุปกรณ์, โปรแกรมการกู้คืนด้วยตนเอง, การวินิจฉัยข้อผิดพลาดจนถึงระดับปลั๊กอิน

(9) ส่วนต่อประสานระหว่างคนกับเครื่องจักร: รวมถึงคีย์บอร์ด ปุ่ม หน้าจอแสดงผล ฯลฯ

(10) การประมวลผลสัญญาณเตือนและการป้องกันอัตโนมัติ

(11) RTU บางตัวมีระบบไฟล์เพื่อรองรับการดาวน์โหลดไฟล์ และไฟล์ดาวน์โหลดที่รองรับนั้นรวมถึงโปรแกรมผู้ใช้และไฟล์การตั้งค่า

ซอฟต์แวร์ประยุกต์การทำงาน:

ตามออบเจ็กต์การผลิตแอปพลิเคชัน RTU ที่แตกต่างกัน ผู้ผลิตจะพัฒนาแอปพลิเคชันที่แตกต่างกันมากมาย