远动终端单元RTU是调度自动化系统终端基础设备。用于电力行业的RTU是安装在发电厂、变电站的一种基于“远动”技术（遥测、遥信、遥调、遥控）的自动化设备。它负责采集所在发电厂或变电所表征电力系统运行状态的模拟量或数字量，监视并向调度中心传送这些模拟量或数字量，执行调度中心发往所在发电厂或变电所的控制和调节命令。早期的远程终端是由一些分立元件构成的电子设备，它所能采集的信息量很少，功能较为简单。随着集成电路的布线逻辑式远程终端的产生，它所采集的信息量明显增加，实现的功能也有所增强。直到20世纪80年代初，远程终端采用了微型计算机，才使其发展到一个崭新的阶段。现代的远程终端是一个微型计算机为核心的具有多输入多输出通道，功能较为齐全的计算机系统。

  随着电力系统的迅速发展，对电网的监视和控制要求日益提高。作为采集电网运行数据和执行调度命令的远程终端，其作用也越来越重要。由远程终端提供设备可靠的实时数据，并正确执行控制和调节命令，是实现系统安全、可靠、经济运行的必不可少的手段之一。

现谈谈本人所接触到的RTU的一些粗浅认识。

一、RTU的内在特性

在电网监控系统中，RTU的功能是指RTU对电网的监视和控制能力，也包括RTU的自检、自调和自恢复等能力。由于电网监控系统面对一个庞大而错综复杂的对象，RTU所承担的任务不仅数量多，而且复杂。RTU主要有以下几个功能：

1.远方功能：RTU是安装在发电厂或变电所的远动装置，它与调度中心相距遥远，与调度中心计算机通过信道相连接。RTU与调度中心之间通过远距离信息传输所完成的监控功能，称为RTU的远方功能。远方功能有以下几种：

（1）遥测，即远程测量。它是将采集到的被监控发电厂或变电所的主要参数按规约传送给调度中心。为了突出脉冲量和数字量，这里遥测仅指模拟量的测量。

通常，一台RTU可以处理几十个甚至上百个遥测量。此外，RTU还可以传送数字值。这些数字值是指直接以数字的形式输入给RTU的一些物理量。它通常指电力系统中电能频率信号量、水力发电厂的水库水位等。RTU按规约将这些数字量送往调度中心。

计数脉冲也是一种特殊的模拟量。在电网监控系统中，RTU所采集的脉冲量是指反映电能量的脉冲信号量。RTU能直接接收和累积这些脉冲信号，将其处理成电能信息，定时发送给调度中心。一台RTU一般可接受多达几十路电量脉冲信号。

（2）遥信，即远程信号。它是将采集到的被监控发电厂或变电所的设备状态信号，按规约传送给调度中心。遥信参数包括：全厂事故总信号；开关位置信号；发电机、变压器各种保护动作信号等。这些设备状态可能是断路器、隔离开关的位置状态，继电保护和自动装置的动作状态，发电机组、远动设备的运行状态等。通常，一台RTU可能处理几十个甚至几百个遥信量。

（3）遥控，即远程命令。它是调度中心发出改变运行设备状态的命令。这种命令包括操作发电厂或变电所各级电压回路的断路器、投切补偿电容器和电抗器、发电机组的启停等。因此这种命令只取两种状态命令，如断路器的“合”或“分”命令。一台RTU可以实现对几十个设备的远方操作。

（4）遥调，即远程调节。它是从调度中心发出命令，实现远方调整发电厂或变电所的运行参数，如发电机有功功率自动调节、遥控、AGC命令有效、AGC命令退出和变压器分接头位置调整等。一台RTU可以实现对几个甚至十几个这类装置的远方调节。

（5）事件顺序记录（SOE）及事故追忆。当RTU检测到发生遥信状态变位时，应立即组织变位信息，在CDT规约下优先插入向调度中心传送，同时记录发生遥信变位的时刻、变位状态和变位开关或变位设备序号，组成事件记录信息向调度中心传送。事故追忆是当故障时，故障前后相应量的打印记录，以供事故分析用。

（6）电力系统统一时钟。在电力系统中，因设备或输电线路的故障时等，可能引起一系列的跳、合闸动作。为区分事件的前因后果，分布在同一电网中的不同发电厂或变电所应按同一时钟去记录发生事件的时间，这就要求电网内的时钟是统一的。为了及时纠正RTU时钟运行的误差，RTU必须具备对时功能。

（7）转发，是指接收别的RTU送来的远动信息，根据上级调度的需要，按规约编辑组装后转发给指定的调度中心。

（8）适合多规约的数据远传。RTU与调度中心之间的远距离信息交换是按一定规约传送的，RTU至少采用一种规约与调度中心通信。为了适应与几个调度中心的通信，RTU必须能运行相应的CDT和POLLING通信规约。

2.当地功能：RTU的当地功能是指RTU通过自身或连接的显示、记录设备，就地实现对电网的监视和控制的能力。具体地说，电厂的RTU功能，就是在电厂的网控室实现对本厂电气部分的监视和控制的功能。当地功能包括以下几种：

（1）CRT显示。与RTU相连的CRT显示器可以显示所在发电厂或变电所的电气主接线图。在这个主接线图上：可实现显示发电机组的运行状态、断路器的位置状态等重要遥信量；也可以在线显示发电厂或变电所的实时运行参数；同时，事故变位遥信和遥测越限告警也可通过CRT显示器醒目地显示出来。

（2）汉字报表打印。与RTU相连接的打印机可以实现将数据信息打印记录，存档以备查索。通常打印机可完成三种类型的打印任务，即定时制表打印、召唤打印和事件记录随机打印。

（3）本机键盘、显示器。RTU都有一块操作面板，在面板上带有小键盘和显示器，通过操作小键盘，显示器上显示有关信息，以实现巡测、定测、选测、显示等功能。

3.其他功能：RTU的自检与自调功能反映了装置的可维护能力，可维护能力越强，RTU的可用率越高。RTU的程序自恢复能力是指RTU在受到某种干扰影响而使程序“走飞”时，能够自行恢复正常运行的能力。

二、RTU与PLC的对比分析

首先，从名词定义上就知它们有所不同。RTU是远程终端设备，它的远方功能----与调度中心之间通过远距离信息传输所完成的监控功能是其最显著的特点，因而注定了它的通信功能强大； PLC是可编程逻辑控制器，在场站内进行数据汇总和指令处理，仅限于厂站内部近距离传送数据，其通信功能与RTU相比稍逊一筹。

其次，它们的使用条件也有所区别。RTU一般不受地理环境限制，可在室外现场测量点附近安装。一个RTU可以就地控制几个、几十个或几百个I/O测量点，因而它的适应恶劣环境能力强。其工作温度一般在-40~85℃，防护等级高，可用于潜水艇工作。一个电池组供电工作时间有时长达数月。PLC通常用于厂站内工业流水线的控制，系室内安装。工作环境温度要求0－－55℃，空气湿度应小于85%。超过温度55℃要安装风扇通风，高于温度60℃要安装风扇或冷风机降温。

传统的RTU没有可编程运算功能，现在的RTU大都具备了可编程运算功能，还有PID控制功能或逻辑控制功能、流量累计功能等。由于是新兴技术，势必是较先进的技术。它具有梯形图和C语言编程，屏幕组态软件编程等技术，运算能力强，可带液晶显示，就地显示和控制等，这一些都是PLC不能比拟的。

  RTU与PLC使用功效也不尽相同。前面已述，RTU不仅具有远方功能，还具有当地功能以及自检与自调功能。PLC仅有当地功能。在各工业领域，RTU主要用于关乎企业重大经济效益的各生产环节遥测、遥信、遥调、遥控，PLC则侧重于企业内部消耗的工作节点参数控制。如发电厂RTU主要用于测量及传输发电机、主变、110kV、220KV及以上线路电流、有功功率、无功功率、有功电能量、无功电能量及全厂总有功功率、总无功功率、关口电度表总上网电量等数据，PLC则用于380V低压电机、6kV高压电机电流、有供负荷，汽机、锅炉辅机温度、压力等参数量的控制，主要反映厂用电量、汽耗、热耗、煤耗等内部经济指标。

 现在许多发电厂（特别是水电厂）采用的是计算机监控系统，PLC是控制器，大多数情况下，一台PLC能同时控制多台机组，各台机组以成组方式接受PLC控制。AGC对PLC采用设点功率控制信号，向多台机组給定一个总的设点功率指令，由PLC将有功功率要求按当地策略分配给参加调节的机组控制单元LCU（火电厂是指DCS)，LCU响应PLC发出的指令，经分析比较后以增减功率的变脉宽信号发送给机组调速器并跟踪机组实发功率，直到逐渐逼近期望值。而RTU远动终端控制装置是一种简易的发电机组控制方法。该装置接受从调度中心发出的机组发电功率升降脉冲控制指令，直接控制调速器增减有功功率，其功率期望值的逼近是由AGC来判断的，没有中间闭环处理。由此可见，两者的控制程序不一样。

三、我厂RTU应用案例介绍

一）案例一：

        我厂安装的TMS远程电量计量计费系统，能使相距遥远的调度中心人员足不出户，就可在主站进行关口电度表电能结算，并运作相应的考核和分析功能。这是RTU发挥的作用。

         对于远程电量计量计费系统而言，FAG电表处理器就是接入数据较多的RTU。它由多个CPU结构组成，其工作流程如下图所示：

                电能量计量（计费）系统FAT配置图

1.FAG概述

        电表处理器FAG主要用来采集表计电能数据，进行必要的加工处理，再进行存储和显示，并按一定规约将数据送往主站。FAG有很多系列产品，其中有FAG12.4,FAG14和FAG15。

        FAG可以采集串行值也可以采集脉冲量，这要求使用不同的采集模块。其中脉冲值进来后最多可以进行5级运算，而串行值可以根据要求进行第4级和第5级运算以得到所需要的数据。FAG使用2A的额定保险丝，100--240V交流工作电源。它本身可以为外界提供直流24V电源。最多可以配置4个串口，这样就可以与4个主站同时通信，但增加的串口会占用采集模块的物理通道。每个脉冲模块可以驱动两个脉冲卡，每个脉冲卡最多采集10个脉冲量：每个串行模块也是驱动两个串行采集卡。而每个卡有3个RS485接口，每个485口最多可以挂8块ZU表，36个测量点。每个FAG最多可配置4个不同类型的采集模块。FAG是每一分钟采集一次ZU表，将数据保存在当前分钟寄存器中。由于FAG最多可以定义二个不同时间的积分周期，因此采集到的数据将在不同的时间分别被送到不同的积分周期缓冲区进行保存，然后再送往主站中去。与主站的通信方式较灵活，可以对每根通信线定义不同的通信速率，规约（可以是SCTM或IEC），MODEM方式以及每根通信线访问的通信缓冲区等。对FAG参数的编写和下载有多种方式，既可以用服务程序进行，又可以通过面板的按键手动设定完成。另外，FAG还可以配置数据卡和内置MODEM（型号为FHE3.4/.）及内置打印机。FKJ11.1与FHE3.4/.功能完全一样，只不过FKJ11.1是一个独立的装置。

2.服务程序的使用说明

       服务软件可分为在线功能和参数功能两大类。在线功能包括参数数据库的存盘和读出；寄存器读写；报警确认与删除；时间设定；读出COM Buffer的数据等。参数功能是对FAG内部配置和数据处理过程所有参数的设置。它以图形窗口作为MMI(ManMachine Intertace），使用方便。根据用户的应用情况，一般只需要对如下几个窗口进行定义：时间功能，输入模块定义，测量值地址分配，COM-Buffer定义，通信功能等。当然，用户也可以根据要求对诸如求和功能，数据卡分配，费率，主/校表比较，显示顺序等进行定。每个窗口之间均有一定的约束条件，定义时必须合理分配，以便于维护。注意，FAG在用服务程序时要保证服务程序的版本必须与FAG主CPU的版本一致，且在下载参数时必须先装上电池（电池用于保存参数及数据，可用1年）。

       注意，FAG投入运行后将禁止人为的未经许可的修改，所有非法修改操作将被记录在事件缓冲区，并送往主站。平时，FAG的服务口和"Set","Clear"将被铅封。

3.FAG特性说明

        FAG的基本功能有采集、处理、存储和通信。它最多可以装四个模块，每一模块最多能处理36个串行值，最多有6个RS485线，最多两个连接卡，最多能接入18块表，每个RS485线最多能接入8块ZU表。既可以采集串行值，又可以采集脉冲量。对脉冲量而言，它又可以进行1，2，3级运算，它们在采集模块里完成。4.5级运算在中央CPU完成。它可以对由串行值及脉冲量进行汇总运算。FAG提供了分钟寄存器，积分周期寄存器，信号寄存器，电能量寄存器及最大需量寄存器功能。其中我们只关心上一分钟寄存器和累加积分周期寄存器。每分钟末，当前分钟值拷贝到这一寄存器，即显示的是上一分钟的寄存器。处理单元进行积分周期值的计算，是根据来自输入模块最多64个结果值，80个输入值，以及来自中央处理单元最多18个结果值来完成的，并将计算结果存放在LastTm,CurrentTm,CumuLative Tm寄存器材中，它们都可以被显示。FAG最多可以定义4个RTU号，4个不同的通信线。每个通信线只访问哪几个RTU均可以被定义，各RTU只对哪些量进行存储也是可定义的，存储大小可定义。每个通信线可以定义成不同的通信方式。

图一：FAG电表处理器

二）案例二：

         我厂采用GE公司生产的D200网络型远动终端装置。容量A1:32,D1:128,DO:8,PI:128。在D200RTU软件和通信规约配置方面，公司提供有D200嵌入式实时操作系统、D200实时数据库管理系统、D200网络通信管理系统、D200维护及诊断软件、D200双机切换软件、DNP3.0、通信规约软件、TCP/IP/DNP3.0网络通信软件等。采用双机冗余配置的D200系统，可以采用热备用状态或并行工作方式。

        在采用双机主备运行方式时，所有的I/O模块通过双端口的D.20Link分别连接到两台D200上，与外部通信的串行接口通过RS232的切换模块与外部设备连接，两台D200间有一个用于识别运行状态的串行口相联。两台D200工作在主备状态时，由主D200负责运行。当主D200发生故障时，故障自动切换软件将整个系统的运行切换到另一台D200，实现D200双机系统主备运行方式的切换。I/O采用双机并行运行方式时，两台D200的I/O模块、以太网连接方式与双D200备用方式相同，串行通信的接口可以通过RS232切换模块接入两台D200，也可以直接分别接入两台D200，而D200间的状态识别通信口不再需要。此时两台D200完全处在并行运行模式，其控制和数据处理由外部计算机和设备进行选择，任何一台都可以作主处理机运行，当其中的一台故障时，设备能够自动切换到另一台D200系统上运行。

         D200RTU提供的功能，包括数据采集、转换、模拟量和开关量的处理及传送，网络通信，事件顺序记录，接收主站对时命令或当地GPS时钟，采用不同通信规约分别与多个主站通信，接收智能IED信息并转送主站等。

图二：D200远动主机