Las unidades terminales remotas (RTU) se utilizan en sistemas comerciales e industriales de todo el mundo. Las aplicaciones típicas incluyen los sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) utilizados por las empresas de electricidad, agua y aguas residuales. También se pueden encontrar unidades en refinerías, plantas de procesamiento de alimentos y fábricas de automóviles.
Significado de RTU
Una RTU es un aparato utilizado para supervisar y controlar diversos dispositivos. En lo que respecta al significado de la palabra «remoto» de RTU, simplemente significa que la ubicación hace poco práctico el cableado de la unidad a un ordenador de procesamiento central. La unidad puede estar situada en una habitación adyacente o en una plataforma petrolífera en alta mar. La mayoría de las unidades pueden considerarse ordenadores autónomos por la forma en que incorporan los microprocesadores.
Comparación con otros dispositivos
Las unidades terminales remotas se denominan a veces unidades de telecontrol remoto o unidades de telemetría remota. Aunque pueden compararse con los controladores lógicos programables (PLC), la mayoría se consideran superiores en cuanto a autonomía, opciones de potencia y tolerancias ambientales. Un número selecto de unidades puede programarse a través de una sencilla interfaz web y funcionar en un entorno de nube. Algunas disponen de baterías de reserva cargadas con energía solar para que la unidad pueda seguir funcionando en caso de apagón.
Diseño del sistema RTU
Las unidades RTU están diseñadas para funcionar como un componente dentro de un sistema mayor. Las unidades recogen datos de varias entradas digitales y analógicas y envían esos datos a una estación central de procesamiento. El software contenido en la unidad se utiliza para inicializar variables, definir protocolos y resolver problemas. Las unidades varían en complejidad, desde pequeños armarios de control que contienen una sola tarjeta de circuito hasta unidades más grandes con varias secciones que contienen múltiples tarjetas. Además de una interfaz de comunicaciones, las tarjetas suelen proporcionar una o más de las siguientes funciones:
- Entrada analógica (AI)
- Entrada digital (DI)
- Salida de relé digital o de control (DO/CO)
- Salida analógica (AO)
Control
Además de supervisar los datos de entrada y transmitirlos a una CPU, las unidades remotas también controlan diversas funciones, como interruptores, bombas y compuertas. Los sistemas de control de retroalimentación suelen incorporarse para afinar el funcionamiento de mecanismos sensibles. Por ejemplo, las bombas de agua se encienden automáticamente y rellenan un tanque de almacenamiento elevado cuando el nivel de agua dentro del tanque desciende a un nivel predeterminado.
Comunicación
Las unidades RTU deben ser capaces de comunicarse con la estación central de procesamiento en todo tipo de entornos que oscilen entre -50 y 70 grados Celsius. Suelen utilizar protocolos RS-232, RS-422 o RS-485, además de enlaces inalámbricos en una configuración multipunto. Algunos están diseñados para funcionar con bajos niveles de energía y pueden funcionar con energía solar. Algunos de los sistemas más sofisticados utilizan celulares, satélites y Ethernet para proporcionar soluciones de extremo a extremo basadas en la nube.
Los sistemas de transmisión y distribución de electricidad a veces utilizan la portadora de línea eléctrica para operar sus sistemas SCADA. La velocidad de las comunicaciones puede mejorarse realizando ciertas operaciones durante las horas de menor actividad. Por ejemplo, los grandes volcados de datos suelen realizarse poco después de la medianoche. Además, el preprocesamiento de los datos puede mejorar la calidad de los mismos y aumentar la velocidad de transmisión.
Fuente de alimentación
La corriente alterna suele utilizarse para alimentar los interruptores y algunas tarjetas. Las funciones que requieren alimentación de CC dependen de un convertidor de CA a CC o de la alimentación de la batería. En algunas aplicaciones, la alimentación de CA se utiliza con el único propósito de cargar un banco de baterías, y las baterías suministran alimentación de CC a todos los controles y tarjetas. Las ventajas de este tipo de sistema incluyen tensiones de CC constantes y la capacidad de funcionar durante breves interrupciones de la alimentación de CA. En lugares extremadamente remotos donde no hay acceso a la red eléctrica, las unidades deben poder funcionar con baterías, energía solar o una combinación de ambas.
Entradas y salidas analógicas frente a digitales
Las entradas analógicas suelen consistir en corrientes y tensiones eléctricas que utilizan valores mínimos y máximos para controlar las variables. Por ejemplo, una corriente que varía de 0 mA a 1 mA podría utilizarse para representar los niveles del tanque de agua que van de vacío a lleno. Un valor de corriente de 0,7 mA, entonces, indicaría que el tanque de agua está lleno en un 70 por ciento. Las salidas analógicas pueden utilizarse para controlar dispositivos con salidas variables, como los gráficos de banda.
Las entradas digitales se utilizan para indicar el estado de cosas como un interruptor, un disyuntor, la posición de una válvula o una alarma. Las salidas digitales se utilizan para operar cualquier dispositivo que tenga dos estados, como un interruptor. También pueden utilizarse para controlar otros dispositivos a través de relés o transistores.
Software
Las unidades modernas suelen contener un software que les permite funcionar de forma autónoma. En algunos casos, esto es crítico porque ciertas funciones deben realizarse incluso cuando se han perdido las comunicaciones. Por ejemplo, un disyuntor en una línea de transmisión de alta tensión debe ser capaz de eliminar instantáneamente una avería sin la ayuda del SCADA. Lo mismo puede decirse de la detección de gases tóxicos, fuego y humo.