1 PLC在水处理行业应用中的挑战
水处理设施通常由多个分布在不同地方的泵站，增压站，取水站，水压调节站，储水罐和一个中心监控室组成。
为了节能和减少不必要的水资源损失以及减少对远程设备的操作和维护费用，中心监控室通常会部署SCADA和遥测系统以对整个水处理环节进行监控，这就需要收集分布在广泛区域内所有设备的数据。
为了实现对水泵和阀门的控制，通常每个泵站，增压站等远程站都会配备一个PLC设备。PLC作为可编程的控制器不仅可以定制不同的控制逻辑，还可以通过扩展模块增加IO或通讯功能，可以很好的满足不同客户对水泵和阀门进行自动控制的需求，同时PLC还能很容易的获得所连接的传感器和被控设备的各种数据。
中心控制室的SCADA和遥测系统通过网络从远程的PLC收集所需数据就成了最自然的选择。
然而水处理行业的特点导致设备散落分布，距离较远且化境比较恶劣，架设有线网络相对困难而且维护成本巨大，使用无线网络成为有吸引力的选择。但是相较有线网络，无线网络存在连接不稳定，信号易受干扰，数据容易泄露等问题。
RTU模块是专门为了应对这些挑战而设计的通讯模块，并能很好的利用和发挥PLC的优势。
2 什么是RTU模块
RTU模块是PLC的扩展通讯模块，它通过背板或扩展总线与PLC连接，可以访问PLC的数据，并接收来自PLC或用户逻辑的控制指令。它支持一系列RTU通讯协议（包括DNP3.0，IEC60870等），使得SCADA和遥测系统可以通过RTU协议访问和控制PLC。
3 RTU模块应对挑战的优势
1. 支持RTU通讯协议，RTU通讯协议是专为远程访问而设计的通讯协议，支持多种数据传输模式包括周期上送，背景扫描等，尤其是支持基于事件的突发上送功能，就是只有当数据变化了才将数据的变化作为事件进行传输，使得数据传输量大大减少，特别适合按照数据流量收费或者带宽较低的无线网络。
2. 支持事件缓存和掉电保存，每次数据发生变化将生成一个附带时间戳的事件，当无法与SCADA或遥测系统正常通讯时，事件将会缓存在模块内部，当通讯恢复后，缓存的事件会自动传送给远端遥测系统。即使在模块掉电的情况下，RTU模块内置的掉电保存机制也会把已经缓存的事件保存到非易失存储器上而不会丢失，这些功能和机制可以很好的应对不稳定的网络和复杂的供电环境，保证重要事件的完整。
3. 支持事件路由，RTU模块同时支持协议的client和sever，从client收到的事件可以通过同一个模块的server再转发出去，并且保留事件的时间戳，数据质量和数据值等完整信息。RTU模块支持串口和网口等多种通讯接口，事件路由功能使得RTU模块可以配置成数据集中器来使用，以灵活应对复杂的网络架构和拓扑。例如，一个RTU模块可以配置多个串口client，和一个网口server，串口client可以接受多个其他接入串口网络RTU发来的事件，并通过事件路由功能从网口server发送到SCADA或遥测系统。
4. 支持通讯冗余，同一个RTU模块可以配置多个server通道，SCADA或遥测系统可以与RTU模块建立多个通讯连接，通过每个通讯连接它们可以访问到同样的数据，RTU模块产生的事件也会在所有server通道上传输，即使个别通讯连接发生故障，通过其他正常的通讯连接SCADA或遥测系统仍然能得到完整的数据，从而增加了数据传输的可靠性。
5. 内置全套安全机制，RTU模块支持基于角色的用户权限控制，也支持RTU协议基于密钥的安全认证扩展，包括事先共享的密钥（SAV2）和可更新密钥（SAV5），并且支持TLS基于证书的加密和认证，从而为数据的安全传输提供全方位的多重保障。
6. 与PLC的深度集成，RTU模块通过背板或扩展总线与PLC系统深度集成。PLC作为现场控制器拥有远程站的各种重要数据，通过扩展IO模块PLC系统可以适用于从小型到大型等各种不同规模的远程站。通过配置RTU模块可以将这些数据用RTU协议传输给SCADA，通过RTU模块和协议SCADA也可以控制PLC和现场设备的行为。另外PLC的用户逻辑也可以通过RTU模块提供的丰富接口来控制RTU模块的行为和数据传输，能够灵活的满足不同用户的特殊需求以及各种复杂的应用场景。
4 总结
RTU模块与PLC系统相结合即提供了PLC灵活，可编程，可扩展的现场控制能力，又提供了RTU的可靠，高效，安全的远程访问能力，能够充分满足水处理行业的特殊数据传输和现场控制的需求，并与SCADA或遥测系统一起为水处理行业提供功能和成本方面有竞争力的解决方案。通过对水处理设备进行高效的监管和控制，为水处理在节能和减少资源浪费上做出贡献。
引用：
中国地质调查局https://www.cgs.gov.cn/ddztt/jdqr/d46gdq/bjzy/201603/t20160309_293255.html
Modicon X80 - BMENOR2200H Advanced RTU Module, User Manual
https://www.se.com/us/en/download/document/PHA90072/
