1 概述
   

    隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大和對生產(chǎn)過程自動化要求的不斷提高，利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)作為數(shù)據(jù)測量、采集處理和過程控制的基本手段，并與計算機技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合的分布式監(jiān)控系統(tǒng)，已取代集中式系統(tǒng)成為控制系統(tǒng)硬件發(fā)展的趨勢。遠程測控終端（RTU）作為體現(xiàn)“測控分散、管理集中”思路的產(chǎn)品從上世紀八十年代起介紹到中國并迅速得到廣泛的應(yīng)用。
   

    在眾多的遠程測控終端（RTU）產(chǎn)品中，英國施倫伯杰公司的IMP、解放軍南京工程兵學院的893-IDCB和北京安控科技發(fā)展有限公司的SuperE是國內(nèi)應(yīng)用較多并具有代表性的遠程測控終端，本文將先對這三種產(chǎn)品作一簡單介紹，然后對其性能進行綜合比較。

   

    2 三種遠程測控終端（RTU）產(chǎn)品介紹
   

    2.1IMP遠程測控終端
   

    英國施倫伯杰（Schelumberger）公司上世紀八十年代初期開發(fā)的IMP遠程測控終端是一個軟硬件齊全的微處理器，它的外形是一個密封的鑄鋁扁平盒體（尺寸為433mm×215mm×35mm）,它可以適應(yīng)環(huán)境較為惡劣的工業(yè)現(xiàn)場，有較高的測量精確度和在一定范圍內(nèi)可變的多種測量參數(shù)（如直流模擬量輸入遠程測控終端可測量參數(shù)類型有直流電流、直流電壓、熱電偶輸入；直流電壓輸入量程可為20mV、200mV、2V、12V；直流電流0～20mA；熱電偶輸入可為分度號B、E、J、K、N、T、R、S的多個溫度測量范圍）。IMP遠程測控終端所完成的工作可由軟件進行設(shè)定，如設(shè)置各通道的測量參數(shù)類型(包括熱電偶的分度號)和測量范圍、設(shè)定熱電偶是否帶冷端溫度補償?shù)鹊取MP遠程測控終端的品種有兩種型號的直流模擬量輸入、電阻量輸入、直流模擬量輸出及開關(guān)量輸入/輸出等等。
   

    多塊IMP遠程測控終端以并聯(lián)方式共享一根總長可達1000m的專用雙芯雙絞屏蔽電纜（稱之為S-網(wǎng)絡(luò)）再通過S-網(wǎng)絡(luò)適配器接入主計算機，構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
   

    2.2 893-IDCB遠程測控終端
   

    解放軍南京工程兵學院微機測控研究所在上世紀八十年代后期生產(chǎn)的893-IDCB遠程測控終端，其結(jié)構(gòu)與IMP相似，但功能更強，價格更低。它采用了INTEL8031單片微機及進口大規(guī)模集成電路，其外形尺寸為455mm×230mm×60mm,采用鋼殼密封，防塵防潮，較鋁殼抗干擾能力更強。其功能不僅有數(shù)據(jù)采集，還可以完成工程單位變換、越限報警、歷史數(shù)據(jù)存儲、事件順序記錄、量程自動轉(zhuǎn)換、熱電偶冷端溫度補償、零點及增益校正、存貯濾波周期設(shè)定、硬件自檢、故障顯示、掉電保護和自復位等功能，從而大大減輕主機負擔，提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐率。
   

    893-IDCB遠程測控終端的品種較多，如兩種型號的模擬量輸入、三種型號的電阻量輸入、三種型號的數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、數(shù)字量輸入/輸出、直流模擬量輸出、工頻交流量輸入、智能調(diào)節(jié)器等等。
   

    多塊893-IDCB遠程測控終端以并聯(lián)方式共享一根總長可達1200m的普通雙芯雙絞屏蔽電纜（稱之為893-網(wǎng)絡(luò)）再通過893-網(wǎng)絡(luò)適配卡接入多臺計算機，構(gòu)成可帶PID回路控制功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
   

    2.3 SuperE遠程測控終端
   

    北京安控科技發(fā)展有限公司的SuperE 遠程測控終端是2001年10月推出的，它征求了諸多專家的意見，采用了在終端內(nèi)部由用戶選擇不同類型的輸入輸出信號通道的方式。其外形尺寸為447mm×250mm×131mm，通常面板上帶有液晶顯示器及鍵盤。
   

    多塊SuperE 遠程測控終端可通過多種通訊方式與計算機相連，由于有強大的軟件功能，支持梯級邏輯圖、PID算法等功能，因而可構(gòu)成帶邏輯控制、PID回路控制功能的監(jiān)控系統(tǒng)。

   

    3 性能比較
   

    從用戶角度出發(fā)，我們從以下幾個方面對上述三種遠程測控終端產(chǎn)品進行性能比較：
   

    3.1 外形
   

    三種遠程測控終端外形尺寸相近，而英國施倫伯杰公司的IMP、解放軍南京工程兵學院的893-IDCB（面板式安裝帶顯示面板的智能調(diào)節(jié)器除外）相當于是一個黑匣子，沒有顯示器及操作鍵盤，操作及顯示都要在上位計算機上進行。而北京安控科技發(fā)展有限公司的SuperE可按照用戶要求帶液晶顯示器及操作鍵盤，液晶顯示器為單色，顯示分辨率為240×128，顯示器的顯示對比度及背光可在線顯示及調(diào)節(jié)，在遠程測控終端的液晶顯示器及操作鍵盤上還可進行現(xiàn)場監(jiān)控、現(xiàn)場操作、現(xiàn)場診斷、現(xiàn)場維護、現(xiàn)場升級。其最大組態(tài)畫面數(shù)為40頁，畫面動態(tài)元素最大數(shù)量為40個，操作鍵盤有28個，可見其操作能力很強、顯示功能非常豐富。
   

    3.2 品種
   

    IMP的品種比較少，只有直流模擬量輸入、電阻量輸入、直流模擬量輸出及開關(guān)量輸入/輸出等少數(shù)幾個品種，但每一個RTU的通用性較好，如模擬量輸入RTU可接受熱電偶、直流電流、直流電壓三種類型的輸入信號，每一類信號又有多個分度號或多個量程可可供選擇，又如電阻量輸入RTU可接受電阻、直流電壓、Pt100、應(yīng)變量四種類型的輸入信號，每一類信號又有多種橋路類型或多個量程可供選擇，再如開關(guān)量輸入/輸出RTU可自由選擇各點是開關(guān)量輸入還是開關(guān)量輸出。這種靈活性是同時期其它儀表所不曾具有的，所以它的通用輸入特性受到普遍歡迎。
   

    893-IDCB繼承了IMP上述優(yōu)點，同時它又根據(jù)用戶需要，開發(fā)了很多新品種RTU，如工頻交流量輸入、智能調(diào)節(jié)器等，以適應(yīng)國內(nèi)（特別是電廠）對電量信號的采集及PID調(diào)節(jié)回路的要求。
   

    SuperE則選擇了另一個思路，它在每一塊RTU內(nèi)部均可配置模擬量輸入、模擬量輸出、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、脈沖量輸入五種類型的信號通道，最大通道數(shù)為35個。用戶選型時只要根據(jù)現(xiàn)場信號采集類型及數(shù)量的要求確定五類信號通道是否都需選用及每一類信號的通道數(shù)。我們知道，每一個特定的生產(chǎn)現(xiàn)場往往不是只有單一的信號類型，例如污水處理的曝氣沉淀池，它有溫度、液面、流量、pH值等模擬量輸入信號，也有控制調(diào)節(jié)閥動作的模擬量輸出信號，還有泵、閘門開啟關(guān)閉的開關(guān)量輸入和輸出信號，甚至某些流量信號可能是脈沖量輸入信號。所以生產(chǎn)現(xiàn)場要求的是可接受不同信號類型的混合型RTU 。而且，不同的生產(chǎn)現(xiàn)場各類信號類型的點數(shù)差別很大，它又要求各類信號的點數(shù)可以靈活選擇。在IMP、893-IDCB等RTU現(xiàn)場配線時，要將單一信號類型都接入同一個RTU，必定有部分信號的連接電纜加長。所以像SuperE這樣混合型信號輸入輸出且點數(shù)可以適當變動的RTU，就可以靈活地適應(yīng)各類生產(chǎn)現(xiàn)場的要求，不僅方便用戶選型，還可節(jié)省RTU的數(shù)量及減少信號電纜的用量。
   

    SuperE小型化的產(chǎn)品SuperE-M，最多15路I/O，它集成了最新的GPRS（通用分組無線業(yè)務(wù)）技術(shù)。另一個產(chǎn)品是SuperE-S，它采用模塊化積木式結(jié)構(gòu)，I/O通道數(shù)可少到幾個，多到600個。增加了這些產(chǎn)品后，用戶選型時挑選的余地更大了。
   

    3.3 電源
   

    S-網(wǎng)絡(luò)的IMP數(shù)量為5塊或5塊以下時，RTU可直接由主計算機供電，IMP數(shù)量超過5塊時，由外部供電，電源等級為12～50VDC。
   

    893-IDCB使用220VAC電源，也可按特殊要求，采用12～36VDC供電。
SuperE使用220VAC電源、24VDC供電、12V太陽能電池供電，具有省電模式，并具備電池充電和后備功能。省電模式是指在軟件控制下RTU 進入休眠狀態(tài)，電耗降低，而一旦有中斷輸入，系統(tǒng)就恢復供電，這特別適用于太陽能電池供電。SuperE另一個優(yōu)點是可向現(xiàn)場儀表（如變送器）提供隔離的24V電源輸出，從而大大減少了配電用的專用電源、連接導線及接線工作量。
   

    3.4 通訊
   

    IMP遠程測控終端通過S-網(wǎng)絡(luò)相連，S-網(wǎng)絡(luò)是一根總長可達1000m的專用雙芯雙絞屏蔽電纜，其通訊波特率為163k，每秒可完成1000個通道的掃描。與主計算機的連接是通過S-網(wǎng)絡(luò)適配器，主機數(shù)只能是一臺。
   

    893-IDCB遠程測控終端通過893-網(wǎng)絡(luò)相連，893-網(wǎng)絡(luò)是一根總長可達1200m的普通雙芯雙絞屏蔽電纜，其通訊波特率為187.5k, 每秒可完成1600個通道的掃描。與計算機的連接是通過893-網(wǎng)絡(luò)適配器，為多主機系統(tǒng)，主機數(shù)最多為31臺。
   

    SuperE在通訊方面則靈活得多，它采用標準的通訊協(xié)議和多種通訊方式進行通訊，可提供兩路對外通訊接口。例如可采用以下通訊方式：RS232、RS485、無線電臺、遠程撥號通訊、衛(wèi)星通訊、專線通訊，通訊距離RS232為16m、RS485為1200m、無線電臺為數(shù)十km，專線通訊也超過10km。用戶可根據(jù)使用環(huán)境從多種通訊方式種中進行選擇或組合。它還支持標準的MODBUS RTU/ASCII通訊協(xié)議，也可以自定義通訊協(xié)議。在2003年4月舉行的安控科技發(fā)展有限公司昆明新產(chǎn)品發(fā)布會上還介紹了SuperE 加GPRS模塊后的SMS(短信息業(yè)務(wù))無線傳輸方式，這是一種與手機發(fā)短信息相似的傳輸方式，與上述傳輸方式相比，它具有結(jié)構(gòu)簡單、投資省、傳輸可靠等優(yōu)點。
   

    3.5 系統(tǒng)功能
   

    IMP只能構(gòu)成單一功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，不能進行PID回路控制和邏輯控制。
893-IDCB因其品種中有智能調(diào)節(jié)器，所以它可以構(gòu)成帶PID回路控制的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，但這種PID回路控制不應(yīng)該是太復雜的。
   

    SuperE的軟件中包括邏輯梯級圖程序和C程序，邏輯梯級圖程序可完成一般的計算、邏輯控制、PID回路控制等功能；C程序可完成復雜的計算、邏輯控制、PID回路控制等功能，所以它可以構(gòu)成帶邏輯控制、PID回路控制的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)通常也可以稱之為PLC或DCS系統(tǒng)。
   

    3.6 軟件
   

    IMP僅提供驅(qū)動程序、基于Windows的組態(tài)軟件包等少數(shù)軟件。
893-IDCB僅提供網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序、網(wǎng)絡(luò)演示調(diào)試程序及與多種工控軟件的接口程序等軟件。
   

    SuperE采用的是多任務(wù)系統(tǒng)，其內(nèi)部程序包括：監(jiān)控程序、邏輯梯級圖程序、C程序、屏幕組態(tài)程序等四部分。監(jiān)控程序控制整個系統(tǒng)的運行，完成數(shù)據(jù)的采集、存儲、通訊等工作；邏輯梯級圖程序可完成一般的計算、邏輯控制、PID調(diào)節(jié)等功能；C程序可完成復雜的計算、邏輯控制、PID調(diào)節(jié)等功能，也可實現(xiàn)自定義的通訊協(xié)議；屏幕組態(tài)程序完成屏幕畫面的組態(tài)顯示。SuperE還可提供多種氣體流量算法和專用監(jiān)測、控制軟件包，如污水處理、水源井控制、抽油機控制、油氣計量專用軟件包，用戶也可以進行二次開發(fā)。