国家标准 GB/T34039一2017 远程终端单元RTU)技术规范 unitRTU Ieehniealspeeiffieationforremoteterminal 2017-07-31发布 2018-02-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/34039一2017 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由机械工业联合会提出本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAC/Tc124)归口本标准起草单位:北京安控科技股份有限公司、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、石油天然气管道工程有限公司国网电力科学研究院、研祥智能科技股份有限公司北京和利时系统工程股份有限公司北京市市政工程设计研究总院三所,新奥能源控股有限公司、浙江大学、中科院沈阳自动化研究所、罗克韦尔自动化()有限公司、清华大学本标准主要起草人:俞凌、卢铭、张桂玲、卜志军,周斌、卓明、韩卫国、王丽山、赵捷、罗安、王斐慧、王春喜,庞观士、杨志家,冯冬芹、华僻、刘晨,周东华、李思远
GB/34039一2017 远程终端单元(RTU)技术规范范围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、生产制造及应用规范性引用文件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/T191一2008包装储运图示标志 GB/T2423.1一2008电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验A;低温(IEC60068-2 1:2007,IDT GB/T2423.2一2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温(IEC60068-2 2:2007,IDT GB/T2423.32006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 IEC60068-2-78:2001,IDT GB/T2423.4一2008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 IEC60068-2-30:2005,IDT GB/T2423.5一1995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 IEC60068-2-27:l987,IDT GB/T2423.8一1995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 IEC60068-2-32:l990,IDT GB/T2423.10-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fe;振动正弦 IEC60068-2-6:1995,IDT GB/T4208一2008外壳防护等级(IP代码)(IEC60529:2001,IDT GB/T5169.16一2008电工电子产品着火危险试验第16部分;试验火焰50w水平与垂直火焰试验方法IEC60695-11-10:2003,IDT GB/T154791995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/T17626.22006 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(IEC61000-4-2:2001. DT GB/T17626.32006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验(IEC61000-4 3:2002,IDT GB/T17626.42008 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(IEC61000- 4-4:2004,IDT GB/T17626.52008 电磁兼容试验和测量技术浪涌冲击)抗扰度试验(IEC61000-4-5 2005,IDT GB/T17626.62008 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度(IEC61000-
GB/T34039一2017 4-6;2006,IDT) GBT17626.8一2006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验(IEC61000-4-8;2001,IDT G;B/T17626.10一1998电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验(IEC61000-4 10:1993,IDT GB/T17626.l1一2008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(IEC61000-4-ll:2004,IDT GB/T17626.162007 电磁兼容试验和测量技术0Hz150kHz共模传导骚扰抗扰度试验 IEC61000-4-16:2002,IDT GB/T17626.17一2005 电磁兼容试验和测量技术直流电源输人端口纹波抗扰度试验 IEc61000-4-17;2002,IDT) GB/T17626.29-2006电磁兼容试验和测量技术直流电源输人端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验(IEC61000-4-292000,IDT) GB/T18271.3一2000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(IEC61298-3;1998,IDT) 3 术语、定义和缩略语 3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1.1 remoteterminalunit;RTU 远程终端单元 -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，控制末蹦的执行单元动作,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 complexenvironment 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 eneralpurp0seRTU 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RTUspecinlpurp0seRTU 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 applieatioprogram -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 3.2缩略语下列缩略语适用于本文件
GB/34039一2017 AI;模拟量输人(analoginput) AO;模拟量输出(analogoutput) DI:数字量输人(digitalinput) DO;数字量输出digitaloutput HART;可寻址远程传感器高速通道(highwayaddressablerenmotetransducer 1/O;输人/输出(input/output) MTBF;平均故障间隔时间(meantimebetweenfailurel NTP:网络时间协议(networktimeprotocol PA;过程自动化(proe eSsautomation PI;脉冲量输人(pulseinput) PO;脉冲量输出pulseoutput wIA:工业无线网络(wirelessnetworksforindustrialautomation) 工业环境适应性及安全要求气候环境 4.1 4.1.1温度表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盖度范围内铺存和运输时,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温度条件工作温度/" 储存,运输温度/c 类型高温低温高温低温 10 十6o -20 +70 室内型 -20 70 -40 70 室外型 40 +70 -55 +85 室外宽温型注专用RTU可参考其他标准,如GB/T 13729中表1对温度的规定 4.1.2相对湿度表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低相对湿度高相对湿度 5% 95% 4.1.3海拔高度表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/T34039一2017 能和性能应符合本标准的规定表3海拔高度条件环境海拔高度/m 工作 2000 储存、运输 3000 4.2电磁兼容性电磁骚扰的抗扰度 4.2.1 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项目等级试验值/kV 接触放电空气放电注:参照标准:GB/T17626,22006表1 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等级试验值/(V/m 试验频率值/MHz 10 80~1000 注参照标准;GB/T17626.3一2006表2 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项目等级试验值/(A /m 稳定持续磁场 30 注:参照标准GB/T17626.82006表1 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/34039一2017 表7电快速瞬变脉冲群抗扰度要求项目接口/端口等级试验值/kV 试验频率值/kHz 数据通信 .0 直流1o l.0 电快速瞬变直流电源 2.0 脉冲群交流电源 2.0 注:参照标准(GB/T17626.4一2008表1 4.2.1.5浪涌(冲击)抗扰度浪涌(冲击)抗扰度要求见表8 表8浪涌(冲击)抗扰度要求线-线线-地项目接口/端口等级试验值/kV 等级试验值/kV 数据通信 1.0 NA NA 直流I/ 1.0 NA NA 浪涌(冲击) 直流电源 2.0 1.0 NA NA 数据通信 1.0 2.0 交流电源 1.0 注:参照标准;GB/T17626.52008表1 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项目等级接口/端口试验值/N 试验频率值/MHz 10 数据通信 1c 直流1/O 射频场感应的 0.1580 传导骚扰直流电源 1e 10 交流电源注:参照标准:GB/T17626.6一2008表1和表3 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/T34039一2017 表10阻尼振荡磁场抗扰度要求项目等级试验值/(A/m) 30 阻尼振荡磁场注:参照标准:GB/T17626.10-1998表1 4.2.1.80IHz~150klHz共模传导骚扰抗扰度 0Hz150kHz共模传导骚扰抗扰度要求见表11 表110Hz150kHz共模传导骚扰抗扰度要求项目等级试验值/Vrms) 10 持续骚扰注;参照标准GB/T17626.16- -2007表1 4.2.1.9交流电源输入端口抗扰度交流电源输人端口电压暂降抗扰度要求见表12,交流电源输人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项目电压暂降的试验等级和持续时间(50Hz) 0% 70% 交流电源输人端口电压暂降持续时间0,02s 持续时间0.5s 注，参照标准,GB/"T17626.11一2008表1 表13交流电源输入端口短时中断抗扰度要求项目电压暂降的试验等级和持续时间(50Hz) 0 交流电源输人端口短时中断抗扰度持续时间5s 注:参照标准:GB/T17626.ll一2008表2 4.2.1.10直流电源输入端口抗扰度直流电源输人端口纹波抗扰度要求见表14,直流电源输人端口电压暂降抗扰度要求见表15.直流电源输人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项目等级试验值/% 直流电源输人端口纹波注:参照标准:GB/T17626.17一2005表1
GB/34039一2017 表15直流电源输入端口电压暂降抗扰度要求试验值项目试验等级/9%U 持续时间/s 0.03 直流电源输人端口电压暂降 70 0. 注:参照标准;GB/T17626.29一2006表la 表16直流电源输入端口短时中断抗扰度要求试验值项目持续时间/s 试验等级/%U 直流电源输人端口短时中断注:参照标准;(GB/T17626.292006表1b. 电磁兼容发射限值要求 4.2.2 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试验值项目端口频率范围/MHz 限值 0dB(AV/m)准峰值 30230 测试距离10m 外壳 47dB(AV/m)准峰值 2301000 测试距离10 电磁兼容发射限值 79dBgAV准峰值 0.15一0,50 66dBpV平均值交流电源 73dBpV准峰值 0.5~3o 60dBgV平均值注:参照标准;GB17799,4表1和表2 4.3机械适应性 4.3.1正弦振动要求正弦振动要求见表18.
GB/T34039一2017 表18正弦振动要求试验值项目低于交越频率的高于交越频率的频率范围/H 循环次数位移幅值/mm 加速度幅值/g 10 正弦振动 10~150 0.15 说明:交越频率58Hz62Hz 注:参照标准:GB/T2423.10一2008表3和表4 4.3.2冲击要求冲击要求见表19 表19冲击要求试验值项目脉冲持续时间/ms 峰值加速度/g 冲击 11 15 注:参照标准:GB/T2423.5一1995表1 4.3.3 自由跌落要求自由跌落要求见表20,根据产品质量及包装情况选择跌落高度表20自由跌落要求试验样品质量跌落高度八未包装试验样品示例搬运方法 /mm 未包装/kg 在完整的运输箱中/kg 25 l00s250 500 机柜叉式装卸桃 50 一50<100 500 机柜叉式装卸机 100 >10<50 200 开关板起重机 250 >5<1o <100 便携式机箱贮存堆码 500 >2<5 50 小型产品自传送带跌落注1:叉式装卸机或起重机是模拟其将试验样品放低到装卸面时发生的撞击,而不是模拟试验样品从卡车平板或起重机吊钩上的跌落注2;参照标准;GB/T2123.8一1995表B1 4.4安全性要求 4.4.1绝缘性能 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/34039一2017 子之间分别施加的直流试验电压应符合表21的规定值表21绝缘电阻要求绝缘电阻/Mn 额定电压或标称电路电压直流试验电压/N 试验条件直流或正弦波交流有效值)/N -般试验大气条件湿热条件 60 100 5 >60 250 >7 >2 注:参照标准:GB/T15479一1995表1 44.1.2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绝缘强度要求试验电压/AkV 额定电压或标称电路电压试验条件直流或正弦波交流有效值)/V -般试验大气条件湿热条件 60 0.5 60 1.0 注参照标准GB/T15479一1995表 3， 4.4.2 外壳防护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 4.4.3非金属材料的阻燃性要求非金属外壳材料、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/T5169.162008中给出 4.4.4保护接地措施 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/T15969.2一2008)
GB/T34039一2017 5 功能要求 5.1远程终端单元的描述 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 辅助处理单元和存储器电源远程通信接输入输出通信电源模类模块模块 Ar BBi FK 说明: -远程扩展10通信接口 Ar B -控制网络通信接口; 外围第三方智能设备的通信接口; B 数字和模拟输人信号的接口; -数字和模拟输出信号的接口; 电源输人接口; 保护接地接口; H 工作接地接口. -I/O电源接口; -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 0
GB/34039一2017 电源模块处理单元本地和存储器通信输入输出模块展模块模块扩展模块辅助按电源通讯模块 H BiB Bi 说明 Ar 远程扩展I/0通信接口; 控制网络通信接口; B 外围第三方智能设备的通信接口; 数字和模拟输人信号的接口; 数字和模拟输出信号的接口; E 本地模块扩展的通信接口; 电源输人接口 F -扩展电源接口; 保护接地接口; H 工作接地接口; 1/O电源接口; 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 5.2工作电源 RTU输人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频率推荐使用(R 电压额定u 额定偏差Mn/Max 偏差Min/Max 电源 1/o信号 DC12V R -15%/十20% DC24V Dc110V -20%/十15% DC220V -15%/十10% AC220V 50Hz或60Hz -5%/十5% R为推荐油 1 注2:工频交流信号作为模拟信号输人时对应的参数见表31. 11
GB/T34039一2017 5.3数字信号输入 5.3.1数字量输入DD 5.3.1.1描述 RTU应设计有数字量输人接口数字量输人应符合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人的电路结构源数字量输入 Ps R 1S RTU 公共端说明: RI 输人阻抗 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人的电压特性限制 UN Ue 状态“1" m/ 不确定状态 m/mn 状态“0” mm 说明状态“1”的电压极限值 UHm和Utmin UTm和U1 不确定状态的电压极限值; rT 状态“o"的电压极限值 Um和Um 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表示了数字量输人的范围,分别表示数字量的状态“1”状态“0”和不确定状态 12
GB/34039一2017 表24数字量输入的范围状态“1” 不确定状态状态“o” 额定电压U o U Un/V U/八V U. V U Tmax 15 DC12V 30 DC24V 注其他额定电压范围根据具体要求设计 5.3.2脉冲量输入(PI 5.3.2.1 描述脉冲量输人应符合5.3.2.3脉津宽度的要求应设计有信号隔离电路.以消足电嚣干扰环境下的使用要求图5表示出了脉冲量信号输人的电路结构脉冲量输入源门门 R RTU 公共端说明 R 输人阻抗; 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表示了脉冲量输人的电压特性限制和脉冲宽度 U0 状态“1” 状态“1" u 不确定状态 c /儿状态“0” 状态“0” Lmim 图6脉冲量输入的电压特性限制和脉冲宽度 13
GB/T34039一2017 5.3.2.3输入信号参数脉冲量输人通常作为脉冲数的总数计量,以表25和表26限定其输人的幅值和脉冲宽度范围表25脉冲量输入的幅值范围不确定状态状态“1” 状态“0” 幅值 v / V /v U U Ues U UHmn UHnm/ JTmim/ 电压 30 表26脉冲量输入的脉宽范围脉宽 T/!s 50 >50 注:其他脉冲量的脉宽范围,如高速的脉宽根据具体要求设计 5.3.3其他输入信号 RrU可以提供其他数字量输人信号的接口,如TT租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数字信号输出 5.4.1数字量输出DO 描述 5.4.1.1 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数生且输出 Rl IS RTU 公共端说明: -输出; -负载阻抗; RL IS -隔离; Ps -电源(Io接口电源提供》图7数字量信号输出的电路结构示例 14
GB/34039一2017 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输出电流分级 1级 2级 3级 4级 0.5 状态“1”额定电流Ie/A 0.l 0.25 状态“”最大电流I 4 0,12 0.3 0.6 1.2 状态"”的漏电流/mAN 0.l <0,5 0.5 注1:每路数字量输出额定值与通道数的数量、I/O电源接口输人的额定值有关注2常用输出电流分级为1.2级,其他输出电流分级根据用户具体需求进行设计 5.4.2继电器输出 5.4.2.1 描述根据G;B14048.5一2008,在DC13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继电器输出 Ps IS RTU RL 公共端说明: -输出 RL 负载阻抗; PS 外部电源; Is -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最大范围常开触点信号类型直流电压 5A,30VC 交流电压 5A,250VAC 注:未包括参数,如触点对数或常开、常闭形式,制造厂可以根据用户需求进行选型设计 15
GB/T34039一2017 5.4.3脉冲量输出(Po) 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肤冲量输出 PS IS R 门u门 RTU 公共端说明 -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信号类型信号范围/V 负载阻抗/Q 频率/Hz 0~10 >l000 >500 电压 05 >500 注未包括的参数,制造厂可以根据用户需求设计,资料中应给出与用户有关的参数指标 5.5模拟信号输入 5.5.1直流模拟量输入An 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人的电路结构 16
GB/34039一2017 模拟量输入信号源 RTU 公共端说明: 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的直流模拟量输人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输人阻抗信号类型信号范围士10V >10kn 电压 0V10V >10kQ V5 >5kn 电流 4mA一20mA 300Q 5.5.2工频交流模拟量输入工频交流模拟量输人信号见表31 表31工频交流模拟量信号范围及频率电流/A 电压/八V 频率/Hz 50 l00或220 100或220 50 注1，RTU设计有工频交流模拟量信号输人接口时,通常用以测量三相电压和电流等电量参数注2:其他信号输人范围根据具体要求设计 5.5.3RID模拟量输入 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输人信号的三线制电路结构,也有两线制、四线制等电路结构 17
GB/T34039一2017 RTD信号输入 RTD Is RTU 说明电阻输人信号 RTD 信号放大与整理; IS 隔离图11RTD输入信号的三线制电路结构示例 5.5.3.2输入范围 RTU的RTD输人信号范围应符合表32的规定表32直流模拟量输入的信号范围及阻抗值信号类型电阻范围/a 温度范围/ PT100 80.31~247.09 -50400 PTl000 803.0631385.055 -50100 注:未包括的参数,制造厂可以根据用户需求设计,资料中应给出与用户有关的参数指标 5.5.4热电偶模拟量输入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人,具体要求由制造厂确定 5.6模拟信号输出 5.6.1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12表示出了模拟量信号输出的电路结构 18
GB/34039一2017 模拟量输出 RL RTU 公共端说明 RL 负载阻抗(不大于1000Q); -内部电源; 隔离; I AP -放大输出图12模拟量信号输出的电路结构示例 5.6.2输出信号参数 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信号类型信号范围负载阻抗士10V >1000Q 电压 0V10V >1000Q 1V5V 500Q 4mA20mA <600Q 电流 5.7通信链路接口 5.7.1有线方式 RTU基于有线方式的各种通信接口要求如下应具备组成RTU局域或广域网络的通信接口; aa 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; 可具备远程扩展1/0模块通信接口 c 5.7.2无线方式 RTU基于无线方式的各种通信接口的要求如下 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; a 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; 5.7.1中的c)可以设计为无线方式的远程I/0模块 c 5.8通信功能要求 5.8.1通信规约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 19
GB/T34039一2017 应实现5.8.2功能,至少支持一种标准的通信规约,如GB/T19582.3一2008(MODBUSTCP/IP a DNP3,DL/T634.5101一2002(IEC60870-5-101),DL/T634.51042002(IEC60870-5-104)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/T19582.2 2008(MODBUSRTU)等可实现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、 wirelessHart、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.la)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/T30976.1一2014). 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 主站/控制中心无线网关无线网络 RTU RTU RTU o 智能设备 RTU 扩展Io llo 智能设备现场设备现场设备现场设备扩展Io 智能设备现场设备扩展Io 现场设备现场设备图13RIU多种通信拓扑示例图向主站/控制中心传输: 现场数据/过程数据相关的数字和模拟输人信号的数据采集、测量、整理,通过通信链路将数据 a 传输到主站/控制中心的功能应向主站/控制中心上传RTU在5.11用户程序执行的结果; b 宜向主站/控制中心上传RTU的历史数据记录; c 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 d) 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; RTU应接收主站/控制中心下发的时间同步指令 b RTU宜接收主站/控制中心下发的诊断和维护命令; c 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 5.9指示要求 5.9.1基本指示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: 20
GB/34039一2017 电源指示灯,宜采用绿色,指示灯点亮,表示输人电源正常; a 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; 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 c 5.9.2输入/输出指示每一数字量输人通道应设有一个指示灯或相应的器件,当通道有输人信号即在状态“1”的电压范围内时见5.3.1),该指示表示有输人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” 状态每一模拟量输人通道可设有一个指示灯或相应的器件,当通道信号输人在5.5.1范围内时,该指示表示有输人信号 -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每一其他输人/输出通道可根帮厂商设计指示 5.9.3通信指示有线方式的通信接口5.7.la)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.le)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 5.10日历与时钟功能要求应提供一个具备年、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 5.11用户编程平台要求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/T15969.3 2005标准语言或其他语言; 专用RTU可不支持用户编程平台 5.12固件更新要求应具备固件本地更新功能 5.13存储器要求应设计具有重要现场数据的掉电保护功能,宜不低于128KB 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4MB,宜大于16MB 5.14可选功能要求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 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 a 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 21
GB/T34039一2017 端的控制权限的切换,以避免冲突; 心 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 6 性能要求 6.1可靠性指标对于一体化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可靠性指标项目指标可靠性 MTBF>43800h 6.2模拟信号输入/输出准确度在不同工作温度范围下模拟量输人\输出需要达到的准确度,见表35 表35模拟量信号输入/输出准确度准确度信号类型常温下(25C) 全温度范围直流模拟量输人 0.1% 0.5% 工频交流模拟量输人 0.5% 1% RTD模拟量输人 0.2% 0.5% 热电偶模拟量输人 0.5% 1% 模拟量输出 0.2%" 0.5%" 全温度范围指4.1.1的相应类型的工作温度范围包含最大输出负载下的准确度 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/输出刷新周期信号类型输人扫描采样)周期/输出刷新周期模拟量输人 200ms <10ms 工频交流模拟量输人数字量输人 10ms 脉冲量输人 <10ms 模拟量输出 10ms 数字量输出 10ms 脉冲量输出 22
GB/34039一2017 6.4时钟精度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时钟精度时钟守时精度授时精度士2s/d 二士2ms 注授时精度为RTU接收响应的最短时间 6.5数据存储器保持时间 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持继保持时间 >180d 试验和验证 7.1实验结果评估判据 RTU产品,性能评级判据见表39 表39性能评价判据试验结果评价判据说明试验时,在规范限值内性能正常示例:如果要求电子设备工作可靠性高,则被测设备工作时性能不应有偏离制造厂所规定的技术规范的明显降级试验期间,设备出现暂时的性能下降或功能丧失,但可自我恢复示例1数据传输用奇偶校验或通过其他方式来控制和校验例如由雷击等类似原因引起出错时,数据传送将自动重复,这时降低的数据传输速率是可以接受的 B 示例2:试验时,模拟功能数值可以出现偏差,试验结束后,偏差消失目的性能下降是可以接受的,例如在示例3: 个监控需只用于人-机监视时,出现某些短时施加脉冲群时出现闪烁试验期间,设备出现暂时的性能下降或功能丧失,但需要操作者干预或系统复位当主电源的中断比规定的缓冲时间要长时,设备的供电单元被切断供电电源的接示例通可以是自动的或由操作者进行示例2;在骚扰引起程序中断后,设备的处理器功能应停在规定的位置,并且不会处于“崩溃状态” 可能需要给出提示,以让操作者做出判定示例3;试验导致过流保护装置断路由操作者更换或复位该过流保护装置 23
GB/T34039一2017 7.2工业环境适应性及安全性能试验 7.2.1试验装置试验装置,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远程控制数字/模拟单元测试工作站信号通信信号发生器 (RTU 图14试验装置示意 7.2.2 气候环境试验 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试验内容试验方法参考标准型式试验说明出厂检验说明预期结果将被测设备不通电放置于表1低温储存温度下待温度稳定后,连续放置 16h 试验结束后,恢复恢复到瞥温 GB/T2423.12008 低温环境储存至常温(25士2C),待不要求 (25C士》c)后试验Ab 温度稳定后,被测设备通满足A 电,如图14连接测试工作站,两两端口互发测试数据包表1低温的工作区,被测表1低温工作温度区,被设备不通电连续放置测不通电连续放置2h 低温环境启动GB/T2423.1一200816h;结束前1h被测设结束前0.5h被测设备通设备能够一次启性能试验Ad 备,通电,如图14连接测电,如图14连接测试工动成功并满足A 试工作站,两两端口互发作站,两两端口互发测试测试数据包数据包被测设备放置于表】低被测设备放置于表1 低漏工作温度区,待温度稳温工作温度区,待温度稳低温环境连续GB/T2423.1一2008定后，被测设备连续通定后,被测设备连续通电工作性能试验电,72h;被测设备如图 h;被测设备如图14连 Ae 2h 14连接测试工作站,两两接测试工作站,两两端口端口互发测试数据包互发测试数据包 24
GB/34039一2017 表40(续型式试验说明试验内容试验方法参考标准出厂检验说明预期结果将被测设备不通电放置于表1高温储存温度下待温度稳定后,连续放置 6h 试验结束后,恢复恢复到常温 GB/T2423.2一2008 高温环境储存至常温(25土2C),待不要求 25C士2后试验 Bb 温度稳定后,被测设备通满足A 电,如图14连接测试工作站,两两端口互发测试数据包表1高温工作温度,被测表1高温工作温度,被测设备不通电连续放置设备不通电连续放置高温环境启动GB/T2423.2一200816h,结束前1h被测设2h,结束前0,5h被测设设备能够一次启性能试验Bd 备通电，如图14连接测备通电，如图14连接测动成功并满足A 试工作站,两两端口互发试工作站,两两端口互发测试数据包测试数据包被测设备放置于表1高被测设备放置于表1高温工作温度区,待温度稳温工作温度区,待温度稳高温环境连续GB/T2423.2一2008 定后，被测设备连续通定后,被测设备连续通电工作性能试验Be 电,72h;被测设备如图2h;被测设备如图14连 4连接测试工作站,两两接测试工作站,两两端口端口互发测试数据包互发测试数据包注1涉及被测设备通电试验的,均无凝露注2预期结果该列所指的等级为表39中试验结果评价判据的等级 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试验内容试验方法参考标准试验说明预期结果 1 环境温度;(40士2); 2 环境相对湿度;(93士3)%RH 3 试验持续时间;48h; GB/T2423.32006 恒定湿热！恢复条件;温度:l5C35C,湿度;25%75% 达到恢复条件后,被测设备通电如图14连接测试工作站,两两端口互发测试数据包 25
GB/T34039一2017 表41(续试验内容试验说明试验方法参考标准预期结果高温55 2 循环次数:6次; 33 温度降低方法:方法2; 交变湿热 GB/T2423.4一2008 恢复条件;温度;15C一35C,瀑度;25%一75% 4 达到恢复条件后,被测设备通电如图14连接测试工作站,两两端口互发测试数据包注1要求被测设备通电试验的,均无凝露注2预期结果该列所指的等级为表39中试验结果评价判据的等级 7.2.3电磁兼容性试验 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试验部位编号编号试验部位 P1 电源输人端口 P2 数据通信端口 '/o信号端口 P3 P4 功能接地端口 P5 外壳/整机 7.2.3.3抗扰度试验抗扰度试验见表43 表43抗扰度试验试验结果达试验内容试验方法参考标准试验部位备注等级标等级 B GB/T17626,22006 P1P4 静电放电抗扰度表4 射频电磁场辐射抗扰度 lGB/T17626,32006 表5 P5 工频磁场抗扰度 GB/T17626.8一2006 表6 P5 电快速瞬变脉冲群抗扰度 GB/T17626,.4一2008表7 B P1P4 浪涌冲击)抗扰度 GB/T17626.5一2008 表8 B P1P 26
GB/34039一2017 表43(续试验结果达试临部位试验内容试验方法参考标准备注等级标等级射赖场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T17626.6一2008 表9 P1~P4 阻尼振荡磁场抗扰度表1o0 P5 试验频率,l00kHa和1MH GB/T17626.10一1998 P1P4 150kH共模传导骚扰抗扰度GB/T17626.1l6一2007表1m 0Hz 交流电源电压暂降抗扰度 P1 表12 |适用于交流供电设备 GB/T17626.ll一2008 |适用于交流供电设备交流电源短时中断抗扰度表13 P 直流电源纹波抗扰度 GB/T17626.17一2005表14 B P1 |适用于直流供电设备直流电源电压暂降抗扰度表15 P1 适用于直流供电设备 GB/T17626.292006 直流电源短时中断抗扰度适用于直流供电设备 P 表16 注结果达标等级该列所指的等级为表39中试验结果评价判据的等级 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 7.2.4机械适应性试验机械适应性试验方法见表44 表44机械适应性试验试验方法参考标准试验部位预期结果试验方法试验内容 GB/T2423.102008 正弦稳态振动严酷等级;表18 试验期间,设备无损坏; GB/T2423.51995 试验后:A 冲击 RTU模块严酷等级;表19 自由跌落 GB/T2423.8一1995,方法严酷等级;表20 试验后;A 注:预期结果该列所指的等级为表39中试验结果评价判据的等级 7.2.5安全性能试验 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/T15479一1995中5.1 绝缘电阻试验方法见表45 表45绝缘电阻试验试验内容试验方法参考标准试验说明预期结果 GB/T154791995 中试验过程中,RTU不接通电源,如果RTU有 -般环境绝缘电阻电源开关,应位于接通状态的5.3 27

远程终端单元（RTU）技术规范GB/T34039-2017

远程终端单元（RTU）是一种专门设计用于实现数据采集、处理和控制的工业自动化控制设备。它通常被用于电力、交通、冶金、石油等行业中，广泛应用于各种监测、控制和保护系统中。

GB/T34039-2017是我国对RTU技术规范的统一标准，该标准规定了RTU的功能、性能、结构、接口、安装和调试等方面的要求，旨在提高RTU产品的质量标准，并促进RTU技术的发展和应用。

RTU的功能要求

GB/T34039-2017规定的RTU功能要求包括以下几个方面：

数据采集：RTU应具备可靠、准确、实时地采集各种工艺参数和状态信息的能力。
数据处理：RTU应具有强大的数据处理能力，能够对采集到的数据进行处理、分析和存储，并能够根据需要生成相应的报表或图形。
远程监控与控制：RTU应能够通过网络或其他方式实现对被控对象的远程监测和控制。
通信管理：RTU应具备多种通信方式，支持各种标准协议和自定义协议。
故障诊断与维护：RTU应能够自动检测系统中出现的故障，并提供相应的诊断和维护功能。

RTU的性能要求

GB/T34039-2017规定的RTU性能要求包括以下几个方面：

可靠性：RTU应具备高度的可靠性，能够在恶劣的环境条件下稳定运行。
稳定性：RTU应具有良好的稳定性，能够在各种负载情况下保持正常运行。
实时性：RTU应具备快速响应和实时处理数据的能力。
精度：RTU采集、处理和控制的数据应具有较高的精度。
可扩展性：RTU应能够方便地进行功能扩展和系统升级。

RTU的结构要求

GB/T34039-2017规定的RTU结构要求包括以下几个方面：

硬件结构：RTU应具有合理、紧凑、模块化的硬件结构。
软件结构：RTU应具有清晰、易于维护和升级的软件结构。
防护措施：RTU应具有合适的防护措施，能够保护设备免受电磁干扰、静电干扰和环境影响等因素的影响。
外观设计：RTU应具有美观、简洁、易于安装和维护的外观设计。

RTU的接口要求

GB/T34039-2017规定的RTU接口要求包括以下几个方面：

传感器接口：RTU应支持各种类型的传感器接口，并具有对不同传感器信号进行采集和处理的能力。
执行器接口：RTU应支持各种类型的执行器接口，并具有对各种执行器进行控制的能力。
通信接口：RTU应具有多种通信接口，包括以太网、串口、USB等，能够与其他设备或系统进行数据交换和通信。
电源接口：RTU应具有稳定可靠的电源接口，并能够根据需要进行备份和切换。

RTU的安装和调试要求

GB/T34039-2017规定的RTU安装和调试要求包括以下几个方面：

安装位置：RTU应安装在合适的位置，能够保证设备的正常运行和维护。
接线方式：RTU的接线应按照标准要求进行，并具有合适的防护措施。
系统配置：RTU应根据实际应用需求进行系统配置和参数设置。
调试测试：RTU应经过严格的调试和测试，并能够满足相应的性能要求。

总结

远程终端单元（RTU）是工业自动化控制领域中一种重要的设备，其广泛应用于电力、交通、冶金、石油等各个领域。GB/T34039-2017是我国对RTU技术规范的统一标准，该标准规定了RTU的功能、性能、结构、接口、安装和调试等方面的要求，旨在提高RTU产品的质量标准，并促进RTU技术的发展和应用。

通过对GB/T34039-2017的分析，我们可以看到RTU的功能、性能、结构、接口、安装和调试等各个方面都有详细的规定和要求，这些规定和要求对于RTU的设计、制造和应用都具有重要的指导意义。