RTU,究竟是什么?
————北京安控科技股份有限公司副总工程师董爱民谈RTU技术发展与应用

发布时间:2011-05-19 12:19     新闻类型:人物专访      人浏览
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  RTU,作为一种继PLC后起的远程逻辑控制单元,随着其在广域范围内应用的杰出表现,已逐步为业界认可,同时也已经吸引了一批具有前瞻性战略眼光的自动化制造商进行了专业的研发与制造。这绝对是一个异于PLC的新产品,然而目前市场上一些叫做RTU的产品似乎与PLC更相像,虽然也具有RTU宽温耐蚀的特性,但是却无法准确定位它的应用。人们在热烈讨论这个控制器新成员的同时,也对它充满疑惑。从使用RTU,认识RTU,进而研发制造RTU,北京安控科技股份有限公司副总工程师董爱民从1998年开始致力于国产RTU的自主研发制造,十多年以后RTU市场应用基本打开局面的今天,董工依然说:“我认为‘十二五’规划中高端制造业也是指将一个工业产品进行可持续发展的深研产业化,RTU是我多年前看中的一个细分行业,而且到现在及以后也只做RTU,争取比肩于世界NO.1品牌。”


  如此被一个专业技术出身的总工认可,RTU,究竟是什么?我们为此特别采访了董爱民副总工程师。

 

 

  《PLC&FA》:RTU技术对于大多数人来说比较陌生,请您介绍一下RTU技术在国内外的技术进步与应用发展情况?

  董爱民:谈到RTU,我想大部分业内人对这个概念也比较陌生,下面我来做一下详细介绍:

  RTU是Remote Terminal Unit(远程测控终端)的缩写,是SCADA系统的基本组成单元。SCADA是Supervisory Control and Data Acquisition 的缩写,是对分布距离远、生产单位分散的生产系统的一种数据采集与监视控制系统。

  一个RTU可以由几个、几十个或几百个I/O点组成,可以放置在测量点附近的现场。RTU至少具备以下两种功能:数据采集及处理、数据传输(网络通信),当然,许多RTU还具备PID控制功能或逻辑控制功能、流量累计功能等等。

  远程控制单元——RTU,大概于十九世纪八十年代初在美国石油天然气行业提出该产品概念,RTU产品最早产生于美国,应用于北美,并随着石油天然气、电力行业的自动化发展而被普遍应用。

  逻辑控制器的发展不是一种产品独步天下,也不是多种产品繁花同开,而是随着其它电子通讯技术的发展不断推陈出新的过程。最早的PLC只是一个逻辑控制器,诞生于欧洲,在工业自动化发达的车床领域被广泛应用,当时逻辑控制以继电器为主,而在三十年前随着计算机电子技术的发展,PLC已向具有CPU的自动化方向发展了。可以说PLC是逻辑控制最早的历史。DCS系统诞生于美国,它相当于分散式控制系统,以前是只有一台机器设备的所有仪表进入PLC实行控制,后来工厂发展至有更多的设备需要统一控制,然后就出现了分散式控制,最后实行统一集中控制,就产生了DCS系统。现在PLC和DCS越来越接近,最后恨不得分不清彼此,如西门子PLC S300,到S400的时候就基本上与艾默生、霍尼韦尔、福克斯波罗的DCS没有太大的区别了。也就是说有些行业应用既可以用DCS,也可以用S400,所以S400也已不称PLC,而只称控制器,与之相同的ABB同类产品也不说它叫PLC,也不说它叫DCS,也只称控制器。当前一定要严格区分PLC与DCS是比较难的一件事,其实他们之间已没有太严格的界限。在这二者发展的过程中产生了另一类控制器RTU,它更多的依赖于通信技术的发展,RTU更多的是在广域范围内,如石油天然气长输管线和油气田领域等。国内应用得最好是西气东输项目中从新疆到上海的输气管线,包括阀池站、中间站等一整套控制都是基于通讯系统的完善,在站内可以用PLC,在控制阀池这块更多的应用远程控制单元RTU。整套控制体系化就是一个完整的SCADA系统。

  随着SCADA系统、通讯系统的发展,RTU逐步走向更广泛的应用,其市场需求在短时间内扩大。相对来说,国内RTU的发展与应用都比较滞后,北京安控科技股份有限公司最早作为一个工程公司在承接石油控制系统集成项目中第一次认识了引进的RTU产品技术的先进性,并于2000年正式研发并推出了属于自己的RTU产品。

  《PLC&FA》:RTU概念是在PLC的应用基础上发展起来,随着通讯网络技术的发展,二者在应用上有着怎样的严格区分?

  董爱民:RTU是随着PLC的应用才有这样的一个概念,它具有开放式的发展,也有着更加开放式的应用,特别是在网络通讯技术发达的今天,RTU能够适用于很多PLC达不到的领域。
PLC与RTU之间是有一些区别与联系的,我曾在“RTU技术发展与应用”这篇文章中系统的以九项特点进行了明确的区分,总体来讲,RTU在工业通讯与环境适应能力方面更加强大,而业界有时分不清二者的地方往往在于有些行业领域既可以使用PLC,也可以使用RTU。在这里我想明确的是:可以用PLC的地方,也可以用RTU;PLC不能达到的地方,RTU也可以用。但是鉴于二者各自的特别优势,在数控机床、工业制造等设备的装置上,更多的在有限局部距离实现整个系统逻辑控制与逻辑顺序持续控制这方面更偏向于PLC逻辑控制的优势;在过程控制、数据采集、信息收集和PID控制、模拟量这一领域,RTU有更强的优势。因为它的存储量、宽温环境适应能力等更强,PLC所有的温度指标都是0~50℃,RTU温度指标是-40~70℃,这个宽温表明RTU不需要任何的装置保护,没有任何的温度限制,在戈壁滩或是极寒地带的各种特高温和特低温下都可以正常工作。例如在油气田自动化控制应用中,安控的RTU基本覆盖从井口、计量站、联合站、中心控制室至输送到外面的全线自动化控制应用,只有在天然气站使用的是DCS,相对来说,RTU的IO点只有几点到几百点,而DCS的IO则有上千点,这是它所具备的优势。

  RTU与PLC,它们就像两个圆相交具有公共部分与非公共部分,不是两个可以完全重合的圆,人们之所以会分不清,是因为他们更多地只看到二者交集的部分,其实这二者在应用范围与产品本质技术方面有明确区别。

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  《PLC&FA》:RTU在国际与国内相关的行业里已有杰出的应用,那么这个产品市场也必将在短期内会迅速壮大,请您就国际与国内的RTU市场竞争情况作一下介绍。

  董爱民:随着对于RTU市场前景的看好,众多国际知名自动化巨头都参与了RTU领域的竞争,特别是近两年,他们在RTU方面都有加速研发和并购、贴牌的动向。
  艾默生具有ROC800等系列RTU,为了巩固RTU绝对市场地位,在2006年收购了知名的RTU厂商Bristol-Babcock (BB)公司;
  2008年之前,Honeywell所作SCADA系统以外购RTU为主,主要采购品牌为Sixnet,BB等。自2008年,Honeywell开始有自己RC500系列;
  Schneider工业应用控制系统是以PLC为主的公司,为开发RTU应用领域,在2009年收购了加拿大RTU专业厂商Control Microsystems公司;
  ABB公司也是近两年推出自己的RTU560系列,进一步扩展了RTU应用领域;
  Sixnet公司也是一直从事研发生产RTU的专业公司,除了自己销售以外,这两年重点是为知名自动化公司做贴牌业务;
  2010年9月,主要以研发生产DCS、PLC知名的日本横河推出了一款RTU产品。

  在国际市场上主要有这几家知名企业在RTU市场有着激烈的竞争,而在以北美与欧洲两个自控派系里,都有着各自不同的市场保护措施,如北美以美国与加拿大为主的石油行业发达,则这种远程控制更多的是采用罗克韦尔自动化、艾默生等本土的品牌产品,但是他们的产品标准是开放的,而在欧洲的保护措施则是制定了一系列如PROFIBUS、CAN open等通讯标准,而这些标准更多的是在西门子、施耐德等这些品牌设备之间交互。当然现在有些品牌则在控制器通讯中加一个PROFIBUS、CAN open专门的通讯模块也可以解决问题。

  说到国内RTU制造商,可以说是寥寥无几,有一些厂家号称研发制造RTU,但我认为那不是真正意义的上的RTU。为何如此说呢?与国外RTU制造商相比,国内一些控制器制造厂家更多的是面对一个项目需求而针对这个项目做出一个远程控制解决方案的一个特殊产品,简而言之,其远程控制实现主要以一个单片机,将数据、模拟量、开关量等采集回来,输出DO,通过通讯把数据传输出去……这似乎简单到只用一个单片机就可以实现!其实这是一个表面现象,并不是一种产品的发展思路。作为一种控制产品,只有符合国际标准化工程语言IEC61131-3,这种产品才能被第三方应用和认可,才能与国际接轨,因为PLC、DCS、RTU都有,因此可以作为一个产品,而单片机就被排除在外了,所以一些以单片机解决问题的特殊产品,不是一个RTU产品,同时国内这样的RTU发展之路是不健康、不利于产业化发展,也就不会有技术创新与品牌的建立。

  在国内真正从事RTU产品研发制造的企业安控算是名副其实的一家,曾经某国际知名企业的RTU产品负责人来安控考察并商谈投资事宜,在谈到国内RTU产品时,他说:“其它企业的RTU与你们的不是一种产品,而我们和你们的产品是可以在一起的。”他对我们产品的评价给予了我们很大的信心,其实在后来的一系列国外公司来与安控商谈投资的事情来看,确实证明了安控在一直与国外先进RTU制造厂商比肩的过程中取得了技术品质上的快速进步,并在市场应用中获得了业界同行的认可。

  在这里想更多说的一点是,从2000年安控研发成功属于自己的RTU之后,就一直在进行核心技术沉淀,从元器件研发、电路设计到成品,都是安控自己的核心技术,即使给别人贴牌生产也不是OEM,而是ODM,所以我们不会走被并购的老路,踏踏实实钻研技术,致力于做一流RTU民族品牌,也希望国内同行企业能够走上RTU的产业化发展之路。

  《PLC&FA》:RTU俨然已成为国际自动化巨头企业看中的一个新的朝阳产业,而RTU必然会随着竞争在技术上不断得以创新发展,在您看来,RTU未来的技术市场研发趋势将如何走向?

  董爱民:RTU所具有的特征与特性决定了RTU的行业优势与美好的发展前景。RTU具有特殊的通讯协议及可适应室外高湿、高压环境,并具有抗强电、抗干扰能力,是未来物联网基础设备的最好选择,有着广阔的市场应用前景。这就是国际自控巨头看好RTU市场的原因,这也是我们专业选择RTU产业的原因。

  在当前的技术发展中,RTU与PLC两个产业都不可能被彼此替代,不然众多国际自控巨头就不会同时在两三年内在PLC的基础上,还会去收购、研发RTU产品。在未来的技术发展中,PLC与RTU的技术性能研发将会靠得越来越近,二者肯定会有更多的技术融合。我认为PLC与RTU在一些核心环境技术设计、元器件筛选、电路设计、电磁抗干扰设计等诸多方面,从产品研发到设计二者就有不一致的研发思路。我认为即使有二者融合的可能,也是RTU技术性能会越来越走向PLC,而从PLC走向RTU,还需要一个过程。
 

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