Vzdálené koncové jednotky (RTU) se používají v komerčních a průmyslových systémech po celém světě. Mezi typické aplikace patří systémy SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) používané v elektrických, vodárenských a kanalizačních společnostech. Jednotky lze nalézt také v rafineriích, potravinářských závodech a automobilkách.
RTU Význam
RTU je přístroj používaný k monitorování a řízení různých zařízení. Pokud jde o význam slova RTU „vzdálený“, znamená to jednoduše, že kvůli umístění není praktické připojit jednotku napevno k centrálnímu počítači pro zpracování dat. Jednotka může být umístěna ve vedlejší místnosti nebo na ropné plošině na moři. Většinu jednotek lze považovat za samostatné počítače, protože obsahují mikroprocesory.
Srovnání s jinými zařízeními
Vzdálené koncové jednotky se někdy označují jako jednotky dálkového ovládání nebo jednotky dálkové telemetrie. Ačkoli je lze srovnávat s programovatelnými logickými automaty (PLC), většina z nich je považována za lepší z hlediska autonomie, možností napájení a tolerance vůči okolnímu prostředí. Vybrané jednotky lze programovat prostřednictvím jednoduchého webového rozhraní a provozovat v cloudovém prostředí. Některé mají záložní baterie nabíjené solární energií, takže jednotka může pracovat i v případě výpadku proudu.
Konstrukce systému RTU
Jednotky RTU jsou určeny k provozu jako součást většího systému. Jednotky shromažďují data z různých digitálních a analogových vstupů a odesílají je do centrální zpracovatelské stanice. Software obsažený v jednotce se používá k inicializaci proměnných, definování protokolů a řešení problémů. Jednotky se liší složitostí od malých řídicích skříní obsahujících jednu obvodovou kartu až po větší jednotky s různými sekcemi obsahujícími více karet. Kromě komunikačního rozhraní poskytují karty obvykle jednu nebo více z následujících funkcí:
- Analogový vstup (AI)
- Digitální vstup (DI)
- Digitální nebo řídicí reléový výstup (DO/CO)
- Analogový výstup (AO)\
Řízení
Kromě monitorování vstupních dat a jejich předávání do CPU, řídí vzdálené jednotky také různé funkce, jako jsou spínače, čerpadla a brány. Pro doladění chodu citlivých mechanismů jsou obvykle začleněny řídicí systémy se zpětnou vazbou. Například vodní čerpadla se automaticky zapnou a naplní nadzemní zásobní nádrž, když hladina vody v nádrži klesne na předem stanovenou úroveň.
Komunikace
Jednotky RTU musí být schopny komunikovat s centrální výpočetní stanicí ve všech typech prostředí od -50 do 70 stupňů Celsia. Obvykle používají protokoly RS-232, RS-422 nebo RS-485 a navíc bezdrátové spoje ve vícedropové konfiguraci. Některé z nich jsou navrženy pro provoz při nízkých úrovních napájení a mohou být napájeny solární energií. Některé sofistikovanější systémy využívají mobilní, satelitní a ethernetové sítě a poskytují tak komplexní cloudová řešení.
Elektrické přenosové a distribuční soustavy někdy využívají k provozu svých systémů SCADA nosiče elektrického vedení. Rychlost komunikace lze zvýšit prováděním určitých operací v době mimo špičku. Například velké výpisy dat se často provádějí krátce po půlnoci. Kromě toho může předběžné zpracování dat zlepšit kvalitu dat a zvýšit propustnou rychlost.
Napájení
K napájení jističů a některých karet se obvykle používá střídavý proud. Funkce, které vyžadují stejnosměrné napájení, jsou závislé na měniči střídavého proudu na stejnosměrný nebo na napájení z baterie. V některých aplikacích se střídavé napájení používá pouze k nabíjení bateriové banky a baterie napájejí stejnosměrným proudem všechny ovládací prvky a karty. Výhodou tohoto typu systému je stálé stejnosměrné napětí a schopnost provozu při krátkodobém přerušení střídavého napájení. V extrémně odlehlých lokalitách, kde není přístup k elektrické síti, musí být jednotky schopny pracovat na baterie, solární energii nebo jejich kombinaci.
Analogové versus digitální vstupy a výstupy
Analogové vstupy se obvykle skládají z elektrických proudů a napětí, které používají minimální až maximální hodnoty za účelem sledování proměnných. Například proud, který se mění od 0 mA do 1 mA, může být použit k vyjádření hladiny v nádrži na vodu, která se pohybuje od prázdné po plnou. Hodnota proudu 0,7 mA by tedy znamenala, že nádrž na vodu je plná ze 70 %. Analogové výstupy lze použít k ovládání zařízení s proměnnými výstupy, jako jsou například pásové grafy.
Digitální vstupy se používají k indikaci stavu například spínače, jističe, polohy ventilu nebo alarmu. Digitální výstupy se používají k ovládání jakéhokoli zařízení, které má dva stavy, například spínače. Lze je také použít k ovládání jiných zařízení prostřednictvím relé nebo tranzistorů.
Software
Moderní jednotky často obsahují software, který jim umožňuje pracovat autonomně. V některých případech je to velmi důležité, protože určité funkce musí být prováděny i při ztrátě komunikace. Například jistič na vysokonapěťovém přenosovém vedení musí být schopen okamžitě odstranit poruchu bez pomoci systému SCADA. Totéž lze říci o detekci toxických plynů, požáru a kouře.
.