本文是学习GB-T 34039-2017 远程终端单元 RTU 技术规范. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了远程终端单元(RTU)
的术语和定义与缩略语、工业环境适应性及安全要求、功能要
求、性能要求、试验和验证、检验规则以及铭牌、资料与包装等要求。
本标准适用于工业环境用 RTU 的设计、生产制造及应用。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191—2008 包装储运图示标志
GB/T 2423.1—2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验 A:
低温(IEC 60068-2-
1:2007,IDT)
GB/T 2423.2—2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:
高温(IEC 60068-2-
2:2007,IDT)
GB/T 2423.3—2006 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验 Cab:
恒定湿热试验
(IEC 60068-2-78:2001,IDT)
GB/T 2423.4—2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验 Db:
交变湿热试验
(IEC 60068-2-30:2005,IDT)
GB/T 2423.5—1995 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验 Ea
和导则:冲击
(IEC 60068-2-27:1987,IDT)
GB/T 2423.8—1995 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验 Ed:
自由跌落
(IEC 60068-2-32:1990,IDT)
GB/T 2423.10—2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验
Fc:振动(正弦)
(IEC 60068-2-6:1995,IDT)
GB/T 4208—2008 外壳防护等级(IP 代码)(IEC 60529:2001,IDT)
GB/T 5169.16—2008 电工电子产品着火危险试验 第16部分:试验火焰 50 W
水平与垂直火
焰试验方法 (IEC 60695-11-10:2003,IDT)
GB/T 15479—1995 工业自动化仪表绝缘电阻、绝缘强度技术要求和试验方法
GB/T 17626.2—2006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验(IEC
61000-4-2:2001,
IDT)
GB/T 17626.3—2006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验(IEC
61000-4-
3:2002,IDT)
GB/T 17626.4—2008 电磁兼容 试验和测量技术
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(IEC 61000-
4-4:2004,IDT)
GB/T 17626.5—2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验(IEC
61000-4-5:
2005,IDT)
GB/T 17626.6—2008 电磁兼容 试验和测量技术
射频场感应的传导骚扰抗扰度(IEC 61000-
GB/T 34039—2017
4-6:2006,IDT)
GB/T 17626.8—2006 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验(IEC
61000-4-8:2001,IDT)
GB/T 17626.10—1998 电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验(IEC
61000-4-
10:1993,IDT)
GB/T 17626.11—2008 电磁兼容 试验和测量技术
电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度
试验(IEC 61000-4-11:2004,IDT)
GB/T 17626.16—2007 电磁兼容 试验和测量技术 0 Hz~150
kHz共模传导骚扰抗扰度试验
(IEC 61000-4- 16:2002,IDT)
GB/T 17626.17—2005 电磁兼容 试验和测量技术
直流电源输入端口纹波抗扰度试验
(IEC 61000-4- 17:2002,IDT)
GB/T 17626.29—2006 电磁兼容 试验和测量技术
直流电源输入端口电压暂降、短时中断和
电压变化的抗扰度试验(IEC 61000-4-29:2000,IDT)
GB/T 18271.3—2000 过程测量和控制装置 通用性能评定方法和程序
第3部分:影响量影响
的试验(IEC 61298-3:1998,IDT)
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
远程终端单元 remote terminal unit;KTU
一般与相关的外围设备一起构成 SCADA、DCS
等系统的外部子站,具有数据采集、存储、控制输
出、通信等功能,也可具有计算及编程功能,能接收远程主计算机的操作指令,控制末端的执行单元动
作,安装于现场,就地连接检测仪表和执行单元,通常应用于通信距离较长、复杂环境的工业现场。
3.1.2
复杂环境 complex environment
RTU
工作时所在的工业现场周围各种物理、化学等环境的组合,如潮湿、高温、低温、高低温骤变、
电磁信号干扰、风沙、盐雾等恶劣环境。
3.1.3
通用 RTU general purpose RTU
适用于大部分工业环境、具有二次用户开发平台的远程终端单元(RTU)。
3.1.4
专用 RTU special purpose RTU
适用于某些特定行业应用的数据采集、控制和通信功能的远程终端单元(RTU)。
3.1.5
固 件 firmware
烧录在可编程存储器中、处于系统底层、可直接访问硬件的程序。
3.1.6
应用程序 application program
一般指通用RTU 实现预期功能所必需的程序,由用户二次开发设计而成。
下列缩略语适用于本文件。
GB/T 34039—2017
AI:模拟量输入(analog input)
AO: 模拟量输出(analog output)
DI:数字量输入(digital input)
DO: 数字量输出(digital output)
HART: 可寻址远程传感器高速通道(highway addressable remote transducer)
I/O:输入/输出(input/output)
MTBF: 平均故障间隔时间(mean time between failure)
NTP: 网络时间协议(network time protocol)
PA: 过程自动化(process automation)
PI:脉冲量输入(pulse input)
PO: 脉冲量输出(pulse output)
WIA: 工业无线网络(wireless networks for industrial automation)
表1规定了设备工作、储存和运输时温度条件。设备在规定的工作温度范围内工作时,其功能和性
能应符合本标准的规定。
在规定的温度范围内储存和运输时,不应发生裂痕、老化或其他损坏;当经受该温度范围后再恢复
到工作温度范围时,设备应能正常工作。
表 1 温度条件
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表2规定了设备工作、储存和运输时相对湿度环境条件。设备在规定的相对湿度范围内工作时,其
功能和性能应符合本标准的规定。
表 2 相对湿度无凝露条件
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表3规定了设备的工作、储存和运输时海拔高度条件。设备在规定的海拔高度范围内工作时,其功
GB/T 34039—2017
能和性能应符合本标准的规定。
表 3 海拔高度条件
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4.2.1.1 静电放电抗扰度
静电放电抗扰度要求见表4。
表 4 静电放电抗扰度要求
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4.2.1.2 射频电磁场辐射抗扰度
射频电磁场辐射抗扰度要求见表5。
表 5 射频电磁场辐射抗扰度要求
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4.2.1.3 工频磁场抗扰度
工频磁场抗扰度要求见表6。
表 6 工频磁场抗扰度要求
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4.2.1.4 电快速瞬变脉冲群抗扰度
电快速瞬变脉冲群抗扰度要求见表7。
GB/T 34039—2017
表 7 电快速瞬变脉冲群抗扰度要求
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4.2.1.5 **浪涌(冲击
浪涌(冲击)抗扰度要求见表8。
表 8 浪涌(冲击)抗扰度要求
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4.2.1.6 射频场感应的传导骚扰抗扰度
射频场感应的传导骚扰抗扰度要求见表9。
表 9 射频场感应的传导骚扰抗扰度要求
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4.2.1.7 阻尼振荡磁场抗扰度
阻尼振荡磁场抗扰度要求见表10。
GB/T 34039—2017
表10 阻尼振荡磁场抗扰度要求
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4.2.1.8 0 Hz~150
kHz共模传导骚扰抗扰度
0Hz~150kHz 共模传导骚扰抗扰度要求见表11。
表11 0 Hz~150 kHz 共模传导骚扰抗扰度要求
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4.2.1.9 交流电源输入端口抗扰度
交流电源输入端口电压暂降抗扰度要求见表12,交流电源输入端口短时中断抗扰度要求见表13。
表12 交流电源输入端口电压暂降抗扰度要求
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表13 交流电源输入端口短时中断抗扰度要求
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4.2.1.10 直流电源输入端口抗扰度
直流电源输入端口纹波抗扰度要求见表14,直流电源输入端口电压暂降抗扰度要求见表15,直流
电源输入端口短时中断抗扰度要求见表16。
表14 直流电源输入端口纹波抗扰度要求
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GB/T 34039—2017
表 1 5 直流电源输入端口电压暂降抗扰度要求
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表16 直流电源输入端口短时中断抗扰度要求
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电磁兼容发射限值要求见表17。
表17 电磁兼容发射限值要求
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40 dB(μV/m)准峰值
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47 dB(μV/m)准峰值
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79 dBμV准峰值 66 dBμV平均值 | |
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73 dBμV准峰值 60 dBμV平均值 | ||
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正弦振动要求见表18。
GB/T 34039—2017
表18 正弦振动要求
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冲击要求见表19。
表 1 9 冲击要求
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自由跌落要求见表20,根据产品质量及包装情况选择跌落高度。
表20 自由跌落要求
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4.4.1.1 绝缘电阻
在不同的试验条件下进行绝缘电阻试验时,其与地绝缘的端子同外壳(或与地)之间、相互隔离的端
GB/T 34039—2017
子之间分别施加的直流试验电压应符合表21的规定值。
表 2 1 绝缘电阻要求
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4.4.1.2 绝缘强度
在不同的试验条件下进行绝缘强度试验时,其与地绝缘的端子同外壳(或与地)之间、相互隔离的端
子之间应能承受与主电源频率相同的表22所规定的正弦交流电的试验电压。
表22 绝缘强度要求
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外壳应提供保护措施,以防止接触带电部件造成的伤害,RTU
的外壳防护等级最低应满足 IP20 等
级。外壳应具有机械强度保护,机械强度应能使其承受正常使用的最恶劣情况。
如需要更高等级的防水、防尘要求,宜采用外加保护机箱的方式进行防护。
如需要防爆要求,应采用外加隔爆机箱的方式进行防护。
专用RTU 可根据用户要求进行防护设计。
非金属外壳材料、支撑带电部件的非金属材料、非金属部件、内部接线或连接电缆应具备阻燃性,以
防止或减小火焰的蔓延,并且应符合V-1 的火焰蔓延率,火焰蔓延率在GB/T
5169.16—2008 中给出。
RTU
的可接触部件,在电气上应互相连接,并连接到保护接地端子上,以与外部保护导体相连。此
要求可通过具有足够电连续性的结构部件来满足。(参照标准:GB/T
15969.2—2008)
GB/T 34039—2017
RTU
典型的结构表现,可以是一体化或模组化(模块组合)的形式,它通常可以分为通用RTU
和 专用RTU, 专用RTU 可以完成特定环境下的专属功能,而通用 RTU,
适用于大部分工业现场的应用
要求,它们都统称为 RTU。
典型RTU 两种结构形式的接口说明,分别见图1和图2。
style="width:5.77361in;height:3.30069in" />
说明:
Ar—— 远程扩展 I/O 通信接口;
B 控制网络通信接口;
Bi — 外围第三方智能设备的通信接口;
C — 数字和模拟输入信号的接口;
— 数字和模拟输出信号的接口;
F — 电源输入接口;
G - 保护接地接口;
H ——工作接地接口;
J - I/O 电源接口;
K — 可提供辅助电源的输出接口,用来对外围设备如传感器、执行器供电。
图 1 一体化形式的典型接口
GB/T 34039—2017
style="width:7.43998in;height:3.70018in" />E. Ar
电源模块
辅助 电源
处理单元
和存储器
通讯模块
木地
模块
扩展
接口
输入
模块
输出
模块
通信
扩展
模块
Gi H F K Bi B C J D J Bi
说明:
Ar—— 远程扩展 I/O 通信接口;
B — 控制网络通信接口;
Bi — 外围第三方智能设备的通信接口;
C — 数字和模拟输入信号的接口;
D — 数字和模拟输出信号的接口;
E — 本地模块扩展的通信接口;
F — 电源输入接口;
Fe—— 扩展电源接口;
G — 保护接地接口;
H ——工作接地接口;
J — I/O 电源接口;
K — 可提供辅助电源的输出接口,用来对外围设备如传感器、执行器供电。
图 2 模组化形式的典型接口
RTU 输入电源的额定值和范围应如表23所示。
表23 输入电源的额定值和范围
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50 Hz或60 Hz |
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GB/T 34039—2017
5.3.1.1 描述
RTU
应设计有数字量输入接口。数字量输入应符合5.3.1.3中给出的标准额定电压的要求。应设
计有信号隔离电路,以满足电磁干扰环境下的使用要求。图3表示出了数字量信号输入的电路结构。
style="width:6.53333in;height:2.36736in" />
说明:
RI— 输入阻抗;
PS——外部电源;
IS—— 隔离。
图 3 数字量信号输入的电路结构示例
5.3.1.2 特性
图4表示了数字量信号输入的电压特性限制。
style="width:7.02666in;height:4.6332in" />
说明:
UHmax和UHmin——状态"1"的电压极限值;
Urmx和Urmin——不确定状态的电压极限值;
ULmax和ULmin——状态"0"的电压极限值。
图 4 数字量信号输入的电压特性限制
5.3.1.3 输入范围
表24表示了数字量输入的范围,分别表示数字量的状态"1"、状态“0”和不确定状态。
GB/T 34039—2017
表24 数字量输入的范围
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5.3.2.1 描述
5.3.2.3 脉冲宽度的要求。应设计有信号隔离电路,以满足电磁干扰环境下的使
用要求。图5表示出了脉冲量信号输入的电路结构。
style="width:6.95347in;height:2.46181in" />
style="width:6.95347in;height:2.46181in" />
说明:
RI—— 输入阻抗;
PL—— 脉冲信号源;
IS— 隔离。
图 5 脉冲量信号输入的电路结构示例
5.3.2.2 特性
图6表示了脉冲量输入的电压特性限制和脉冲宽度。
style="width:8.60661in;height:4.39318in" />
图 6 脉冲量输入的电压特性限制和脉冲宽度
GB/T 34039—2017
5.3.2.3 输入信号参数
脉冲量输入通常作为脉冲数的总数计量,以表25和表26限定其输入的幅值和脉冲宽度范围。
表 2 5 脉冲量输入的幅值范围
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表26 脉冲量输入的脉宽范围
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RTU 可以提供其他数字量输入信号的接口,如 TTL 和 CMOS
线路的接口等。在此情况下,制造
厂商的资料中应给出与用户有关的全部资料。
5.4.1.1 描述
RTU
应设计有一种数字量输出接口或5.4.2继电器输出接口。应设计有信号隔离电路,以满足电
磁干扰环境下的使用要求。图7表示出了数字量信号输出的电路结构。
style="width:5.06736in;height:2.70556in" />
说明:
C ——输出;
RL-— 负载阻抗;
IS 隔离;
PS - 电源(I/O 接口电源提供)。
图 7 数字量信号输出的电路结构示例
GB/T 34039—2017
5.4.1.2 输出信号参数
数字量输出应符合表27给出的电流额定值的相关等级,输出电压由5.2指明(直流部分)。
表27 数字量输出额定值及范围
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5.4.2.1 描述
根据GB14048.5—2008, 在 DC-13
使用类别规定的负载条件下,继电器输出应能完成至少3×105
次动作之等级。
应设计有信号隔离电路,以满足电磁干扰环境下的使用要求。图8表示出了继电器信号输出的电
路结构。
style="width:6.42708in;height:2.56042in" />
说明: C —
RL-
PS —
IS -
输出;
负载阻抗;
外部电源;
隔离。
图 8 继电器信号输出的电路结构示例
5.4.2.2 输出范围
输出范围通常指继电器触点负载(阻性)输出参数,通常指常开触点的输出参数,见表28。
表28 继电器触点负载输出参数
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5 A,30 V DC |
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5 A,250 V AC |
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GB/T 34039—2017
5.4.3.1 描述
应设计有信号隔离电路,以满足电磁干扰环境下的使用要求。图9表示出了脉冲量信号输出的电
路结构。
style="width:5.06676in;height:2.38678in" />脉冲量输出
P
PS
IS
RL
RTU
公共端
说明:
P - 脉冲输出控制;
RL— 负载阻抗;
IS — 隔离;
PS— 电源。
图 9 脉冲量信号输出的电路结构示例
5.4.3.2 输出信号参数
RTU 的脉冲量信号输出范围、负载阻抗及频率的额定值应符合表29的规定。
表29 脉冲量输出的幅值范围及阻抗值
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5.5.1.1 描述
应设计有信号隔离电路,以满足电磁干扰环境下的使用要求。图10表示出了模拟量信号输入的电
路结构。
GB/T 34039—2017
style="width:6.75998in;height:2.39998in" />模拟量输入
信号源 S R JS A
RTU
公共端
说明:
R — 采样电阻;
S — 信号源;
A ——信号放大与整理;
IS — 隔 离 。
图10 模拟量信号输入的电路结构示例
5.5.1.2 输入范围
RTU 的直流模拟量输入信号范围及阻抗的额定值应符合表30的规定。
表30 直流模拟量输入的信号范围及阻抗值
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0 V~10 V |
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1 V~5 V |
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4 mA~20 mA |
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工频交流模拟量输入信号见表31。
表 3 1 工频交流模拟量信号范围及频率
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5.5.3.1 描述
应设计有信号隔离电路,以满足电磁干扰环境下的使用要求。图11表示出了 RTD
输入信号的三
线制电路结构,也有两线制、四线制等电路结构。
GB/T 34039—2017
style="width:5.77335in;height:2.37336in" />RTT)
说明:
RTD- 电阻输入信号;
A — 信号放大与整理;
IS - 隔离。
图 1 1
5.5.3.2 输入范围
RTD 信号输入
[S A
RTU
RTD 输入信号的三线制电路结构示例
RTU 的 RTD 输入信号范围应符合表32的规定。
表 3 2 直流模拟量输入的信号范围及阻抗值
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热电偶根据实际测量范围的不同,有很多种类和型号,用不同的标准热电偶型号通过补偿等方法,
设计成模拟量的信号输入,具体要求由制造厂确定。
应设计有信号隔离电路,以满足电磁干扰环境下的使用要求。图12表示出了模拟量信号输出的电
路结构。
GB/T 34039—2017
style="width:5.09335in;height:2.37336in" />模拟量输出
P AP
IS
RL
R'TU 公共端
说明:
RL— 负载阻抗(不大于1000 Ω);
P — 内部电源;
IS --隔离;
AP—— 放大输出。
图12 模拟量信号输出的电路结构示例
RTU 的模拟量输出信号范围及负载阻抗的额定值应符合表33的规定。
表33 模拟量输出的信号范围及阻抗值
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0 V~10 V |
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1 V~5 V |
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4 mA~20 mA |
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RTU 基于有线方式的各种通信接口要求如下:
a) 应具备组成 RTU 局域或广域网络的通信接口;
b) 可具备与第三方外围或智能设备通信的接口,例如显示屏、智能仪表、HART
仪表等;
c) 可具备远程扩展I/O 模块通信接口。
RTU 基于无线方式的各种通信接口的要求如下:
a) 5.7.1中
的a)可以设计为无线方式的局域或广域网络,如无线电台、GPRS、3G/4G 等 ;
b) 5.7.1 中的 b)部分智能设备可以设计为无线方式,如无线 HART 仪表等;
c) 5.7.1 中 的c)可以设计为无线方式的远程 I/O 模块。
style="width:0.54673in;height:0.5665in" />有线或无线方式的组网中对通信规约的约定,以便完成图13拓扑方式下数据的通信,要求如下:
GB/T 34039—2017
a) 应实现5.8.2功能,至少支持一种标准的通信规约,如GB/T
19582.3—2008(MODBUS TCP/IP)、 DNP3 、DL/T 634.5101—2002(IEC
60870-5-101)、DL/T 634.5104—2002(IEC 60870-5-104)等。
b) 可实现5.7.1的 b)和5.7.1 的
c)的功能,至少支持一种标准的通信规约,如 GB/T 19582.2—
2008(MODBUS RTU)等。
c) 可实现5.7.2的 a)、5.7.2 的 b) 和5.7.2的
c)功能,由厂商自己选定和设计,如 WIA-PA、
Wireless Hart、ZigBee、Wi-Fi 等无线协议。
5.8.2 与主站/控制中心的数据通信
应实现5.7.1a)和/或5.7.2a)通信链路状态下,RTU
与主站/控制中心之间实现数据通信。
5.7.1和5.7.2的各种数据通信链路,宜具备数据通信保护功能,防止窃听、篡改、破坏等恶意攻击,
可考虑相关行业的需求进行工业控制系统信息安全设计(可参考 GB/T
30976.1—2014)。
在带宽允许的通信链路下,可实现主站/控制中心进行远程网页浏览,用于现场数据/过程数据的
查看。
RTU 多种通信拓扑示例见图13。
style="width:12.02708in;height:4.76736in" />
图13 RTU 多种通信拓扑示例图
向主站/控制中心传输:
a)
现场数据/过程数据相关的数字和模拟输入信号的数据采集、测量、整理,通过通信链路将数据
传输到主站/控制中心的功能;
b) 应向主站/控制中心上传 RTU 在5.11用户程序执行的结果;
c) 宜向主站/控制中心上传RTU 的历史数据记录;
d) 宜向主站/控制中心上传 RTU 的运行状态、诊断信息、程序版本信息等。
由主站/控制中心下发:
a) RTU 应接收主站/控制中心下发的控制命令;
b) RTU 应接收主站/控制中心下发的时间同步指令;
c) RTU 宜接收主站/控制中心下发的诊断和维护命令;
d) RTU 宜接收主站/控制中心下发的需要升级的5.11用户程序。
基本指示的设计便于RTU 实现与用户的友好交互,宜符合下列要求:
GB/T 34039—2017
a) 电源指示灯,宜采用绿色,指示灯点亮,表示输入电源正常;
b) 系统运行指示灯,宜采用绿色,指示灯点亮,表示系统在运行中;
c)
至少应设计一个故障指示灯,宜采用红色,指示灯点亮,表示系统有故障,用于诊断、维修。
每一数字量输入通道应设有一个指示灯或相应的器件,当通道有输入信号即在状态"1"的电压范围
内时(见5.3.1),该指示表示有输入信号。
每一数字量输出通道应设有一个指示灯或相应的器件,当通道有输出时,该指示表示输出为“1”
状态。
每一模拟量输入通道可设有一个指示灯或相应的器件,当通道信号输入在5.5.1范围内时,该指示
表示有输入信号。
每一模拟量输出通道可设有一个指示灯或相应的器件,当通道有输出时,该指示表示有输出信号。
其他输入/输出通道可根据厂商设计指示。
有线方式的通信接口5.7.1a)应设有接收、发送、连接等一个、多个指示灯,当有信号传输时,该指示
表示通信相关状态。
若5.7.1b)、5.7.1c)设计有通信接口,通信指示灯应该至少设计有接收、发送指示灯。
若无线方式设计有通信接口,可设有接收、发送、信号强弱等一个、多个指示灯,当有信号传输时,该
指示表示通信相关状态。
应提供一个具备年、月、日、时、分、秒的日历与时钟功能。
其中时钟的守时精度根据具体使用要求应设计为秒级或宜设计为毫秒级,平均精度等级见6.4。
时钟同步要求比较高的场合宜考虑卫星授时或网络授时(NTP) 方式。
应设计具备至少一种可提供给用户可以进行设计开发的编程语言平台功能,如
GB/T 15969.3—
2005标准语言或其他语言;
专用RTU 可不支持用户编程平台。
应具备固件本地更新功能。
应设计具有重要现场数据的掉电保护功能,宜不低于128 KB。
宜具备过程数据的存储功能,以保证在通信链路发生异常时不丢失数据,并可在通信链路恢复后续
传,存储空间应不低于4 MB, 宜大于16 MB。
可根据用户要求或厂商意愿,选择以下某个或某些功能集成到 RTU 中:
a) RTU 现场端和主站/控制中心端之间的权限切换功能,举例:若5.7.1b)RTU
现场端实现了人
机界面功能,用于现场端的监视及监督控制,在进行现场控制操作时与可考虑与主站/控制中
GB/T 34039—2017
心端的控制权限的切换,以避免冲突;
b)
事件顺序记录功能,以极小的时间间隔扫描并记录指定状态量的变化情况以及发生状态改变
的准确时间戳。
对于一体化RTU 或模块化 RTU,
以组成系统子站的整体达到可靠性指标应符合表34的规定。
表34 可靠性指标
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在不同工作温度范围下模拟量输入\输出需要达到的准确度,见表35。
表35 模拟量信号输入/输出准确度
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6.3 输入扫描(采样)周期/输出刷新周期
在不同工作温度范围下需要达到的采样率时间,见表36。
表36 输入扫描(采样)周期/输出刷新周期
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GB/T 34039—2017
根据制造厂商选用的设计方法,时钟的守时和授时精度符合表37,根据精度要求参考5.10中不同
的授时方式。
表37 时钟精度
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RTU
内部的数据存储器,具有持续保持的性能,根据制造厂商选用的数据存储设计方法,在
RTU
掉电或出现故障的情况下,决定历史数据存储至少保持的持续时间见表38。
表38 数据存储器保持时间
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RTU 产品,性能评级判据见表39。
表39 性能评价判据
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GB/T 34039—2017
试验装置,如图14用于RTU 试验,将被测 RTU
模块的部分或所有端口与测试工作站进行连接。
style="width:7.64671in;height:1.8733in" />数字/模拟 信号发生器
信号
远程控制
单元
(RTUI)
通信
测试工作站
图14 试验装置示意
7.2.2.1 温度试验
试验在无包装的装置上进行。温度环境适应性试验见表40。
表40 温度环境适应性试验
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GB/T 34039—2017
表 4 0 ( 续)
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16 h,结束前1h被测设
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7.2.2.2 湿度
试验在无包装的装置上进行。湿度环境适应性试验方法见表41。
表41 湿度环境适应性试验
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GB/T 34039—2017
表41 (续)
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7.2.3.1 试验配置
如图14,至少选择 RTU
模块1至2个通信端口与测试工作站连接,并以满速率互发测试数据包。
7.2.3.2 试验部位编号
试验部位编号见表42。
表42 试验部位编号
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7.2.3.3 抗扰度试验
抗扰度试验见表43。
表43 抗扰度试验
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GB/T 34039—2017
表43(续)
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7.2.3.4 骚扰发射限值试验
RTU 应低于4.2.2中规定的骚扰发射限值。
机械适应性试验方法见表44。
表44 机械适应性试验
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7.2.5.1 绝缘电阻试验
绝缘电阻和绝缘强度的试验条件,见GB/T 15479—1995 中5.1。
绝缘电阻试验方法见表45。
表45 绝缘电阻试验
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GB/T 34039—2017
表45 (续)
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7.2.5.2 绝缘强度试验
绝缘耐压试验方法见表46。
表46 绝缘耐压试验
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外壳防护性能试验方法见表47。
表47 外壳防护性能试验
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火焰蔓延率试验方法应满足 GB/T 5169.16—2008 中相关要求(由 RTU
制造厂提供符合4.4.3要
求或类似要求的相关材料非金属阻燃的证明可不进行相应试验)。
试验按 GB/T 15969.2—2008 中13.3相应要求进行试验。
以下对验证的试验程序不作详细规定,但应完成所提及功能和性能的全部试验。
针对5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、6.2的要求,所有试验均应进行三次。
GB/T 34039—2017
第一次试验:在室温环境下。
第二次试验:在最低工作温度环境下,见表1。
第三次试验:在最高工作温度环境下,见表1。
试验应在如下条件下运行:
a) 在电源输入端连接电源,工作电源范围见表23;
b) 按5.7.1中的通信方式,连接测试工作站与 RTU;
c) 运行制造厂提供的软件,读取和测量各输入/输出接口试验值。
输入信号接口测试连接示意见图15。
style="width:8.58056in;height:7.10069in" />
图 1 5 输入信号接口连接示意图
输出信号接口测试连接示意见图16。
GB/T 34039—2017
style="width:8.54666in;height:5.97344in" />测试工作站
通信接口
远程终端单元 (RTU)
数字量
输出接口
负载
继电器
输出接口
负载
模拟量
输出接口
负载
标准仪表
图16 输出信号接口连接示意图
7.3.2.1 交流供电电源
交流供电电源试验方法见表48。
表48 交流电源试验
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7.3.2.2 直流供电电源
直流供电电源试验方法见表49。
表49 直流电源试验
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7.3.3.1 数字量输入
5.3.1.3 中的要求,测试数字量输入的状态"1"、状态"0"及稳定性。
GB/T 34039—2017
各状态检测方法如下:
a) 状态"1"检测电平
按表24中状态"1”电平,取状态"1"电平的最小值、中间值和最大值,将数字量信号源接入数字
量输入接口,查看对应的测量值及其状态。
b) 状态“0”检测电平
按表24中状态“0”电平,取状态“0”电平的最小值、中间值和最大值将数字量信号源接入数字
量输入接口,查看对应的测量值及其状态。
c) 稳定性测试
按表24中状态“1”电平,将数字量信号源接入数字量输入接口,持续输入信号,运行12
h,期间
每隔10 min,取一组时间和电平状态的数值,12 h 后绘制时间与电平状态的 X-Y
曲线,查看 RTU
对应状态"1"的稳定性。
同理可测量RTU 对应状态“0”的稳定性。
7.3.3.2 脉冲量输入
应按5.3.2中的要求,测试脉冲量输入的幅值、频率及可靠性。
脉冲量输入检测方法如下:
a) 幅值
按表25中的脉冲幅值范围,输入固定脉冲数。观察 RTU
模块对应的脉冲数累计值,所测得
的脉冲数应与脉冲发生器产生的脉冲数完全一致。
b) 频率
按表26中的脉宽范围,输入固定脉冲数。观察 RTU
模块的脉冲数累计值,所测得的脉冲数
应与脉冲发生器产生的脉冲数完全一致。
c) 稳定性测试
按表25中的脉冲幅值范围和表26中的脉宽范围,输入固定脉冲数。观察 RTU
模块的脉冲
数累计值,所测得的脉冲数应与脉冲发生器产生的脉冲数完全一致,重复试验10次。
7.3.4.1 数字量输出
应按5.4.1中的要求,以5.2.1对应设计的电压等级,测试数字量输出的状态“1”额定电流、状态“1”
最大电流、状态“0”漏电流及稳定性。
数字量输出检测方法如下:
a) 状态"1"额定电流
按照RTU
制造厂设计的额定电压,接入电压,测量输出状态,测量电流值,是否符合表27额
定电流和状态。
b) 状态"1"最大电流
按照RTU 制造厂设计的最大电流的电压等级,接入电压,运行1 h,每5 min
记录一组时间、 电流值测量值,1 h 后,将测试数据做成X (时间)-Y
(电流值)对应曲线图,观察其输出是否符合表
c) 状态"0"漏电流
按照RTU
制造厂设计的额定电压,接入电压,同时不得拆除用于输出保护的器件或者电路,
测量输出状态,测量漏电流值,是否符合表27漏电流值。
GB/T 34039—2017
d) 稳定性
接入表27中状态“1”额定电流相对应的负载,运行12h,每隔10 min
记录一组电压、电流测量
值,12 h 后,将测试数据做成 X (电压值)-Y
(电流值)对应曲线图,观察其输出稳定性。
7.3.4.2 其他要求试验和验证
应满足5.4.2或者5.4.3的要求。
7.3.5.1 模拟量输入
应按5.5.1、6.2中的要求,测试模拟量输入的准确度及稳定性。
模拟量输入检测方法如下:
a) 准确度
按表30中满量程信号的10%、30%、50%、70%、90%接入模拟量输入接口,查看对应的测量
值,试验进行3次,计算误差符合表35中准确度性能,误差详细算法参见附录A。
常温指25℃,全
温度范围指4.1.1对应的相应类型工作范围;为了保证试验测量值的正确性,应留有足够的时间让
RTU 在每个温度上达到热稳定。
b) 稳定性
按表30中满量程信号接入模拟量输入接口,运行12 h,每10 min
记录一组时间、输入信号值 的数据,12 h
后,将记录的输入信号值转换成误差值,将记录的时间和误差值做成 X-Y
曲线,其误
差符合表35中准确度性能。
7.3.5.2 工频交流模拟量输入
验证应按5.5.2、6.2中的要求进行。
将工频交流信号源与被测的 RTU 的输入回路连接好,进行以下试验:
保持工频交流模拟量的输入频率为50 Hz, 无谐波。输入电压为额定值,分别施加1
A、5A 的交流 电流,读出标准仪表中的电压值和电流值,记为U。,I。 同时读出
RTU 中实测的电压值和电流值,记为
U,L, 进行误差计算,误差范围见表37。
将以上试验进行3次。
7.3.5.3 热电偶模拟量输入
应按5.5.4、6.2中的规定进行。
7.3.6.1 模拟量输出
应按5.6.1、6.2中的要求,测试模拟量输出的准确度、带载能力及可靠性。
模拟量输出检测方法如下:
a) 准确度
按表33控制 RTU
输出满量程信号的10%、30%、50%、70%、90%,测量对应的电流值或者电
压值,试验进行3次,计算误差符合表35中准确度性能,误差详细算法参见附录
A。 输出应按
表33规定的负载阻抗进行测量。常温指25℃,全温度范围指4.1.1对应的相应类型工作范围;为
了保证试验测量值的正确性,应留有足够的时间让RTU
在每个温度上达到热稳定。
GB/T 34039—2017
b) 稳定性
按表33控制 RTU 输出满量程信号并连接最大负载,运行12 h, 每10 min
记录一组时间和输 出信号值的数据,12 h
后,将记录的输出信号值转换成误差值,将记录的时间和误差值做成 X-Y 曲
线,其误差符合表35中准确度性能。
通信链路接口应满足5.7要求,RTU 制造厂应提供本厂所成生产的 RTU
所具备的通信链路接口,
并提供每种接口详细的测试方法。
RTU 应满足5.8所要求的通信规约。制造厂对于本厂生产的RTU
应提供其具备的通信规约,并
应与具备该通信规约测试资质的第三方软件或者硬件进行测试,以保证 RTU
的通信规约为标准规约。
应按5.9中的要求进行,其中输入和输出指示以及通信指示应符合5.9中要求的逻辑关系。
7.3.10 时钟的验证
应按5.10、6.4中的要求进行,通过卫星、网络或者其他方式对RTU
进行授时,并记录当前 RTU 时 钟,RTU 运 行 1 h,记 录 1 h 后 RTU
时钟,并与标准时钟对比,要求时钟的守时精度满足6.4中表37的
要求。
通过授时设备向RTU 进行授时,要求△t,=\|T₃-T₂ \| 不大于6
.4中的表37授时精度的绝对值。
授时精度时序见图17。
style="width:7.76676in;height:2.67344in" />
说明:
T: — 授时设备发送时间戳的时刻;
T₂ — 授时设备发送时间戳到 RTU 通信端口的时刻;
T3 RTU 授时后的响应的时刻;
△ta — 授时设备到 RTU 通信端口,通信的延时时间总和;
△t, — RTU 授时开始并校时完成的延时时间总和即为验证RTU 的授时精度。
图 1 7 授时精度时序图
型式检验应在下列情况之一时进行:
GB/T 34039—2017
a) 新产品试制完成定型时、老产品转厂生产时;
b)
大批量生产的设备(每年1000台以上)每四年一次,小批量生产的设备每五年一次;
c) 技术、工艺或使用材料有重大改变时,可能影响产品性能时;
d) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时;
e) 停产半年后再生产时;
f) 合同规定有型式检验要求时;
g) 国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。
型式检验的样品应从经出厂检验合格的同批次同型号产品中随机抽取2%~3%,但不得少于3台;
若少于3台,则全检。
型式检验的检验项目按表50中规定的测试方法检测对应的检测项目。
表50 检验项目
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GB/T 34039—2017
每台产品应由生产单位质量检查部门按表50的试验方法对出厂检验项目进行检验,满足对应技术
要求,判断合格,附"检验合格证"方可出厂。
交收检验应满足如下要求:
a)
如用户要求进行交收检验,则按表50的试验方法对交收检验项目进行检验,满足对应技术要
求,判断合格方可进行用户验收。
b) 交收检验试验样品数量与用户协商。
型式检验各项目全部符合技术要求为合格。发现有不符合技术要求项目应分析原因,处理缺陷。
对产品进行整顿后,再按全部型式检验项目检验。
出厂检验项目应全部合格,出厂检验不合格的产品不得进行销售。
交收检验项目应全部合格,交收检验不合格的产品不予验收。
产品的铭牌应注明如下内容:
a) 制造单位名称;
b) 注册商标;
c) 产品型号、名称;
d) 主要参数(信号类型、工作电压、工作电流等);
e) 产品序列号、硬件版本号、软件版本号、出厂日期;
f) 主管部门要求的其他有关质量标志。
制造厂应向用户提供关于RTU
的应用、设计、安装、调试、操作和维护方面的资料。提供的资料除
打印、电子版形式以外,也可以其他形式提供。提供的资料内容如下:
a) 质量检验合格证;
b) 产品快速安装手册;
c) 产品使用说明书;
d) 产品装箱清单;
e) 资料清单及文件资料;
f) 安装附件、专用工具等;
GB/T 34039—2017
g) 必要时,还应提供维修、调试所必需的仪表、电气元件的说明书。
制造厂应根据用户的要求或设备运输和储存的实际情况,确定包装方式、防护包装方法及包装的技
术要求。产品包装的要求如下内容:
a) 制造单位名称;
b) 注册商标;
c) 产品型号、名称;
d) 产品标准编号;
e) 包装应有防尘、防雨、防水、防潮、防震等有效措施,其标志应符合 GB/T
191—2008 规定。
GB/T 34039—2017
(资料性附录)
引用误差
最大误差示意图如图 A.1 所 示 。
style="width:6.28657in;height:4.13336in" />测量值
说明:
实际测量值;
理想测量值。
图 A.1 最大误差示意图
GB/T 13283—2008 中表述了引用误差的定义和用法。
引用误差:满量程内的最大绝对误差除以满量程,公式表示为:
style="width:2.13989in;height:0.59994in" />
… ……………… (A.1)
式 中 :
δ 引用误差;
△max— 用绝对误差表示的示值误差;
X — 表示满量程。
style="width:3.11347in" />GB/T 34039—2017
更多内容 可以 GB-T 34039-2017 远程终端单元 RTU 技术规范. 进一步学习