远动终端装置rtu的设计

配网自动化系统一般由下列层次组成：配电主站、配电子站（常设在变电站内，可选配）、配电远方终端（FTU、DTU、TTU等）和通信网络。

配电主站位于城市调度中心，配电子站部署于110kV/35kV 变电站，子站负责与所辖区域DTU/TTU/FTU等电力终端设备通信，主站负责与各个子站之间通信。

1、远程终端单元（RTU）RTU（Remote Terminal Unit）是一种远端测控单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。

与常用的可编程控制器PLC相比，RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。

正是由于RTU完善的功能，使得RTU产品在SCADA系统中得到了大量的应用。

远程终端设备（RTU）是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。

RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式。

它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令，实现对设备的功能控制。

1.1定义RTU（Remote Terminal Unit）是一种远端测控单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。

与常用的可编程控制器PLC相比，RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。

正是由于RTU完善的功能，使得RTU产品在SCADA系统中得到了大量的应用。

远程终端设备（RTU）是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。

RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式。

它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令，实现对设备的功能控制。

1.2特点（1）通讯距离较长；（2）用于各种环境恶劣的工业现场；（3）模块结构化设计，便于扩展；（4）在具有遥信、遥测、遥控领域的水利，电力调度，市政调度等行业广泛使用。

1.3功能(1) 采集状态量并向远方发送，带有光电隔离，遥信变位优先传送；(2) 采集数据量并向远方发送，带有光电隔离；(3) 直接采集系统工频电量，实现对电压、电流、有功、无功的测量并向远方发送，可计算正反向电度；(4) 采集脉冲电度量并向远方发送，带有光电隔离；(5) 接收并执行遥控及返校；(6) 程序自恢复；(7) 设备自诊断(故障诊断到插件级)；(8) 设备自调；(9) 通道监视；(10) 接收并执行遥调；(11) 接收并执行校时命令(包括GPS对时功能选配)；(12) 与两个及两个以上的主站通讯；(13) 采集事件顺序记录并向远方发送；(14) 提供多个数字接口及多个模拟接口；(15) 可对每个接口特性进行远方/当地设置；(16) 提供若干种通信规约,每个接口可以根据远方/当地设置传输不同规约的数据；(17) 接受远方命令,选择发送各类信息；(18) 可转发多个子站远动信息；(19) 当地显示功能，当地接口有隔离器；(20) 支持与扩频、微波、卫星、载波等设备的通讯；(21) 选配及多规约同时运行，如DL451-91 CDT规约，同进应支持POLLING规约和其他国际标准规约（如DNP3.0、SC1801、101规约）；(22) 可通过电信网和电力系统通道进行远方设置。

Rtu设计1.1RTU的概念RTU英文全称Remote Terminal Unit，中文全称为远程终端单元。

RTU是一种远端测控单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。

与常用的可编程控制器PLC相比，RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。

正是由于RTU完善的功能，使得RTU产品在SCADA系统中得到了大量的应用。

远程终端设备（RTU）是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。

RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式。

它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令，实现对设备的功能控制。

监视控制和数据采集是一个含义较广的术语，应用于可对安装在远距离场地的设备进行中央控制和监视的系统。

SCADA系统可以设计满足各种应用（水、电、气、报警、通信、保安等等），并满足顾客要求的设计指标和操作概念。

SCADA 系统可以简单到只需通过一对导线连在远端的一个开关，也可复杂到一个计算机网络，它由许多无线远程终端设备（RTU）组成并与安装在中控室的功能强大的微机通信。

SCADA系统的远程终端设备可以用各种不同的硬件和软件来实现。

这取决于被控现场的性质、系统的复杂性、对数据通信的要求、实时报警报告、模拟信号测量精度、状态监控、设备的调节控制和开关控制。

1.2 RTU的特点RTU具有的特点是：1、通讯距离较长2、用于各种环境恶劣的工业现场3、模块结构化设计，便于扩展4、在具有遥信、遥测、遥控领域的水利，电力调度，市政调度等行业广泛使用。

RTU 产品目前与无线设备，工业TCP/IP产品结合使用，正在发挥越来越大的作用。

PLC 一般主要用于工厂车间流水线的控制，而RTU 在国外主要用于室外应用，恶劣环境中，比如在一些无人值守的站点。

RTU具有梯形图和C语言编程，屏幕组态软件编程。

与PLC相比特点1：运算能力强2：可带液晶显示，就地显示和控制3：模拟量采集能力强最多24路4：掉电保护程序不丢失5：多种通讯方式拨号，数传，RS4851.3RTU的简介1.3.1 RTU的概述RTU(Remote Terminal Unit)是构成企业综合自动化系统的核心装置，通常由信号输入/出模块、微处理器、有线/无线通讯设备、电源及外壳等组成，由微处理器控制，并支持网络系统。

RTU设计方案1. 简介本文档旨在为实时传输单元（RTU）的设计方案提供详细说明和指导。

RTU是一种用于监测和控制远程设备的装置，通常用于监测电力系统、水处理设备、管道和传感器等。

2. 目标和要求设计一个可靠、高效、安全的RTU系统，满足以下要求：•实时监测：能够实时获取远程设备的状态和数据。

•远程控制：具备对远程设备进行控制的能力。

•可靠性：具备高可靠性和稳定性，能够在异常情况下保持正常运行。

•安全性：对传输的数据进行加密和认证，防止数据泄漏和篡改。

•扩展性：能够灵活地增加新的监测点和控制点。

3. 系统架构设计一个分层的系统架构，由数据采集层、数据处理层和控制层组成。

3.1 数据采集层数据采集层负责采集远程设备的状态和数据。

采集方式可以通过传感器、接口卡或者通信协议实现。

采集的数据可以是温度、压力、流量等物理量，也可以是设备状态、报警信息等。

3.2 数据处理层数据处理层负责对采集到的数据进行处理和分析。

该层可以包括数据存储、数据分析和数据转发等功能。

存储功能用于保存采集到的原始数据和处理后的数据；分析功能用于对数据进行统计、计算和预测等；转发功能用于将处理后的数据发送给控制层或其他系统。

3.3 控制层控制层负责对远程设备进行实时控制。

控制方式可以通过继电器、PLC或者远程操作协议实现。

控制层接收到数据处理层发送的指令后，可以执行开关、调节、报警等控制操作。

4. 系统实现4.1 硬件设计硬件设计包括选择适合的传感器、接口卡和控制设备，以及设计适合的电路板和外壳。

硬件设计需要考虑到设备的可靠性、精度和耐用性等因素。

4.2 软件设计软件设计包括开发相应的应用程序和驱动程序。

应用程序负责采集、处理和控制数据，驱动程序负责与硬件设备进行交互。

软件设计需要考虑到系统的可扩展性、可维护性和安全性等因素。

4.3 网络设计网络设计包括选择适合的通信协议和网络架构。

通信协议可以是串口、以太网、无线通信等，网络架构可以是集中式、分布式或者混合式。

远动终端装置（RTU）介绍文章：一、概述电力远动装置(RTU)是一种计算机智能化的产品,可广泛应用于电网调度自动化监控系统,电厂、变电站小型配电箱8GB56510CC 综合自动化系统，以及其它工业自动化监控系统中，完成现场数据采集测量和监控功能。

远动装置综合了计算机，测量，通信和自动化的专业技术，通过对输变电线路及设备的交流电压、电流的数据采集，自行计算出功率、电量、功率因数、频率等参数。

同时也具备常规远动装置的遥信、遥测、遥控、遥调功能和数据传输等功能，由于在产品结构及技术上的重大变革，使远动装置具有分散安装并能在零下温度运行的性能，与常规远动装置相比，其综合性能有了突破性的改进，显著的提高数据的实时性，准确性；提高了抗干扰冲击能力和运行的可靠性，显著的降低了安装、维护、扩容条件和难度；降低了场地环境的运行要求，小型仪表模块化结构和嵌如式分布智能，解决了历史上远动装置无法工厂化生产的难题，使大规模生产和应用成为可能，为产品的商品化、标准化、系列化创出一条新路。

纵观国内外的RTU产品，大多数是采用紧凑型总线的模板框架式结构，总线模板计算机是应用最广泛的万金油产品，也称为原始制造厂家产品，在八十年代初期，这种产品为当时患有企业自动化饥渴症的中国提供了一份灵丹妙药，因此一轰而起。

例如当时的STD总线，被称为一唱雄鸡天下白的产品，当然也适用于远动终端。

系统工程人员可以根据软件编写和调配模板达到灵活应用的目的。

但这些优点也是致命的弱点，这种灵活的二次软件、硬件和构件的开发必须是专业技术人员牺牲大量的人力和时间去完成，这种灵活性造成了灵活的规格，灵活的标准，灵活的结构形式。

可以随意塑造产品的功能，给软件硬件打补丁。

总之不确定性太大，严重偏离了远动终端国家标准中所提到的系列化、标准化和向上兼容的原则。

大多数产品从成本出发仅留有适当的逻辑余量，无法进行有效的扩充。

I/o 模板无限扩展和软件编制的过于庞大，也会带来可靠性的牺牲造成顾此失彼的结果，否则，就必须大幅度提高软件硬件平台的成本。

摘要电力远动终端RTU系统是电力调度自动化系统的核心部分，是计算机、数据信息通信、状态自动检测等技术相互协调配合形成的能够对电力供配电各环节进行实时监视和控制的综合智能操作系统。

在分析电力特性参数测量和计算方法的基础上，对电力远动终端RTU系统的拓扑结构进行详细的分析总结。

电力远动终端RTU大大提高电力系统自动化调度与管理水平，保障供配电系统高效稳定的运行。

本文首先对时下RTU的应用和现状展开了论述，使用TI公式的TMS320LF3407A芯片结合CAN总线设计出了符合要求的系统结构，使系统的响应速度更快，测量精度更准。

具有运算能力强，处理速度快以及工作可靠的特点。

最后文章采用C语言编程调试，结果进一步验证了高速、高精度、可靠的特点。

关键词：电网监控、远动终端RTU、DSPAbstractPower far move terminal RTU system is the core of the electric power dispatching automation system of, is a computer, data information communication, the state to be automatic detection technology to coordinate well with each other to form of power supply and distribution the links to real-time monitoring and control of comprehensive intelligence operation system. On the analysis of the characteristic parameters of electric power measure and calculation methods of the foundation, on the far end RTU system power move the topological structure of a detailed analysis of the summary. Power far move terminal RTU greatly improve the automation of electric power systems scheduling and management level, ensure the supply system for the operation of the high efficiency and stability.This paper first on the current application and current situation of RTU on this paper, and use of the formula TMS320LF3407A with TI chips CAN bus designed to meet the requirements of system structure, make the system response speed faster and more accurate measurement accuracy. Has the operation ability, processing speed and reliable characteristic. At last this paper adopts the C programming language testing, the results further verified high speed and high precision and reliable.Keywords: grid monitoring, far move terminal RTU, DSP目录第一章绪论 (3)1.1 国内外RTU发展现状 (3)1.1.1 国外RTU的发展现状 (3)1.1.2 国内RTU的发展现状 (3)1.2论文主要内容 (5)第二章RTU系统方案的构建 (6)2.1电力参数的测量 (6)2.1.1交流电参量的采样方法 (6)2.1.2采样点数的选择 (7)2.1.3基于快速傅立叶变换FFT的电量测量原理 (8)2.1.4频率的测量 (9)2.1.5电流、电压的测量 (9)2.1.6电功率、功率因数的测量 (10)2.2 RTU的基本功能 (11)2.3 微处理器的选择 (12)2.3.1数字信号处理器的主要特点 (12)2.3.2 DSP芯片的选取 (13)2.3.3锁相环同步及频率采样电路 (13)2.4通信方式的实现 (14)2.5系统的总体方案 (15)第三章 RTU系统的硬件电路设计 (17)3.1 信号测量模块的电路设计 (17)3.1.1电压和电流采集电路 (18)3.1.2锁相环同步及频率采样电路 (20)3.1.3开关量与脉冲量的采集 (21)3.2 通信主控模块的电路设计 (22)3.2.1 CAN接口电路 (23)3.2.2串行通信接口电路 (24)3.2.3显示和键盘接口电路 (25)3.2.4 LF2407A的EEPROM扩展及SRAM电路的设计 (26)第四章RTU系统的软件设计 (28)4.1系统软件的总体设计思想 (28)4.2信号测量模块的软件设计 (28)4.2.1 A/D转换子程序的设计 (30)4.2.2 频率测量程序的设计 (30)4.3通信主控模块的软件设计 (31)4.3.1 CAN接口子程序的设计 (32)4.3.2人机接口子程序的设计 (34)4.4数据测试结果与分析 (35)第五章结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)第1章绪论1.1国内外RTU的发展与现状1.1.1国外RTU的发展现状对于变电站自动化监控系统，很多国家都做了大量的研究工作，目前各在电网计机监控系统方面多采用分层分布开放式系统结构，该系统是把电厂的各项功能，按分层分布处理的原则由功能模块和接口模块组成计算机分布系统，整个系统统一协调，合理分工，最佳运行管理。

远动终端RTU技术要求双电源切换装置、UPS电源、GPS卫星钟、工业以太网交换机、通信管理机、工业环网交换机、路由器及协议转换器等组屏安装。

1、基本要求（1）型式：垂直直立式，全密封（2）外形尺寸（宽×深×高）：800mm×800mm×2200mm、防护等级：不低于IP342、结构（1）喷漆：屏体在喷漆前应进行防锈处理，使用耐久性油漆进行喷漆，采用无眩光漆，喷漆颜色在设计联络时确定。

（2）屏体采用高强度全封闭柜式结构，由钢板及骨架组成，采用刚性好、有一定耐热能力的钢板，屏面板及骨架应有足够的机械强度，保证操作时屏面板及骨架无变形。

（3）屏内元器件应排列整齐、层次分明、便于维修和拆装，并留有足够的空间。

（4）．屏内配线a．屏内配线的外皮颜色为：U相：黄，V相：绿，W相：红，中性线：淡蓝色b．屏内配线的截面为：电流回路：2.5mm2，弱电回路：1.0mm2，其它回路：1.5mm2c．屏内配线采用乙烯树脂绝缘电线或性能相同产品、铜芯，可动部分过渡应柔软，并能承受住挠曲而不致疲劳损伤，屏内配线应有线号。

（5）端子排的设置a．端子排距屏顶及地面均不小于200mm，端子排间距不小于150mm。

b．端子排的设置应使运行、检修、调试方便，应考虑设备与端子排的位置对应。

端子排导电部分为铜质，端子的选用应根据回路载流量和所接电缆截面确定。

端子排与电缆（电缆芯应为硬铜线）应连接可靠。

每一安装单位端子排均在最后预留不少于5个端子。

（6）屏内应有安全接地构件，连接处应保证可靠接地并有明显接地标记。

3.2.4当地监控装置3.2.4.1当地监控装置的结构1）当地监控装置内元器件应布置合理、美观并便于散热和维修。

2）当地监控装置内不同部件之间的连线采用端子排，端子排应留有30%以上的预留端子。

3）当地监控装置的箱体采用屏蔽型，箱体使用2mm冷轧钢板，在箱体上留有敲落孔。

3.2.4.2当地监控装置的主要功能1）装置面板上应设有大屏幕液晶显示器, 可显示装置的运行状态、定值、高、低压电源的所有交流电量、各种波形、高/低压开关、电流继电器位置及故障信息等。