Les unités de terminal à distance (RTU) sont utilisées dans les systèmes commerciaux et industriels du monde entier. Les applications typiques comprennent les systèmes de contrôle de supervision et d’acquisition de données (SCADA) utilisés par les services publics d’électricité, d’eau et d’eaux usées. On trouve également des unités dans les raffineries, les usines de transformation alimentaire et les usines automobiles.
RTU signification
Un RTU est un appareil utilisé pour surveiller et contrôler divers dispositifs. En ce qui concerne la signification RTU du mot « distant », cela signifie simplement que l’emplacement rend peu pratique le câblage de l’unité à un ordinateur central. L’unité peut être située dans une pièce adjacente ou sur une plate-forme pétrolière en mer. La plupart des unités peuvent être considérées comme des ordinateurs autonomes en raison de la façon dont elles incorporent des microprocesseurs.
Comparaison avec d’autres dispositifs
Les unités terminales à distance sont parfois appelées unités de télécontrôle à distance ou unités de télémétrie à distance. Bien qu’elles puissent être comparées aux automates programmables (PLC), la plupart sont considérées comme supérieures en termes d’autonomie, d’options d’alimentation et de tolérances environnementales. Un certain nombre d’unités peuvent être programmées par le biais d’une simple interface web et fonctionner dans un environnement en nuage. Certaines ont des batteries de secours chargées par l’énergie solaire afin que l’unité puisse continuer à fonctionner en cas de panne de courant.
Conception du système RTU
Les unités RTU sont conçues pour être exploitées comme un composant dans un système plus vaste. Les unités collectent des données à partir de diverses entrées numériques et analogiques et envoient ces données à une station centrale de traitement. Le logiciel contenu dans l’unité est utilisé pour initialiser les variables, définir les protocoles et résoudre les problèmes. Les unités varient en complexité, allant de petites armoires de commande contenant une seule carte de circuit à des unités plus grandes avec diverses sections contenant plusieurs cartes. En plus d’une interface de communication, les cartes fournissent généralement une ou plusieurs des fonctions suivantes :
- Entrée analogique (AI)
- Entrée numérique (DI)
- Sortie numérique ou de relais de commande (DO/CO)
- Sortie analogique (AO)
Contrôle
En plus de surveiller les données d’entrée et de les relayer à une unité centrale, les unités distantes contrôlent également diverses fonctions, telles que des interrupteurs, des pompes et des vannes. Les systèmes de contrôle par rétroaction sont généralement incorporés pour régler avec précision le fonctionnement de mécanismes sensibles. Par exemple, les pompes à eau se mettent automatiquement en marche et remplissent un réservoir de stockage aérien lorsque le niveau d’eau à l’intérieur du réservoir descend à un niveau prédéterminé.
Communication
Les unités RTU doivent pouvoir communiquer avec la station centrale dans tous les types d’environnements allant de -50 à 70 degrés Celsius. Elles utilisent généralement les protocoles RS-232, RS-422 ou RS-485, en plus des liaisons sans fil dans une configuration multipoints. Certains d’entre eux sont conçus pour fonctionner à de faibles niveaux de puissance et peuvent être alimentés par l’énergie solaire. Certains des systèmes les plus sophistiqués utilisent le cellulaire, le satellite et l’Ethernet pour fournir des solutions de bout en bout basées sur le cloud.
Les systèmes de transmission et de distribution d’électricité utilisent parfois le courant porteur en ligne pour faire fonctionner leurs systèmes SCADA. Les vitesses de communication peuvent être améliorées en effectuant certaines opérations pendant les heures creuses. Par exemple, les décharges de données importantes sont souvent effectuées peu après minuit. En outre, le prétraitement des données peut améliorer la qualité des données et stimuler les vitesses de débit.
Alimentation électrique
L’alimentation en courant alternatif est généralement utilisée pour alimenter les disjoncteurs et certaines cartes. Les fonctions qui nécessitent une alimentation en courant continu dépendent d’un convertisseur de courant alternatif en courant continu ou d’une batterie. Dans certaines applications, le courant alternatif est utilisé dans le seul but de charger un banc de batteries, et les batteries fournissent le courant continu à toutes les commandes et cartes. Les avantages de ce type de système sont des tensions continues stables et la possibilité de fonctionner pendant de courtes interruptions de l’alimentation CA. Dans les endroits extrêmement éloignés où il n’y a pas d’accès au réseau, les unités doivent être en mesure de fonctionner sur des batteries, de l’énergie solaire ou une combinaison des deux.
Entrées et sorties analogiques versus numériques
Les entrées analogiques consistent généralement en des courants et des tensions électriques qui utilisent des valeurs minimales à maximales afin de surveiller les variables. Par exemple, un courant qui varie de 0 mA à 1 mA pourrait être utilisé pour représenter les niveaux du réservoir d’eau qui vont de vide à plein. Une valeur de courant de 0,7 mA indiquerait donc que le réservoir d’eau est rempli à 70 %. Les sorties analogiques peuvent être utilisées pour contrôler des dispositifs à sorties variables, tels que les tableaux à bandes.
Les entrées numériques sont utilisées pour indiquer l’état de choses telles qu’un interrupteur, un disjoncteur, la position d’une vanne ou une alarme. Les sorties numériques sont utilisées pour faire fonctionner tout dispositif qui a deux états, comme un interrupteur. Elles peuvent également être utilisées pour commander d’autres dispositifs par l’intermédiaire de relais ou de transistors.
Les logiciels
Les unités modernes contiennent souvent des logiciels qui leur permettent de fonctionner de manière autonome. Dans certains cas, cela est critique car certaines fonctions doivent être exécutées même lorsque les communications ont été perdues. Par exemple, un disjoncteur sur une ligne de transmission à haute tension doit être capable d’éliminer instantanément un défaut sans l’aide du SCADA. Il en va de même pour la détection des gaz toxiques, du feu et de la fumée.