A távoli terminálegységeket (RTU) világszerte kereskedelmi és ipari rendszerekben használják. Tipikus alkalmazások közé tartoznak az elektromos, víz- és szennyvízszolgáltatók által használt felügyeleti vezérlő és adatgyűjtő (SCADA) rendszerek. Az egységek finomítókban, élelmiszer-feldolgozó üzemekben és autógyárakban is megtalálhatók.
RTU jelentése
A RTU egy olyan készülék, amelyet különböző eszközök felügyeletére és vezérlésére használnak. A “távoli” szó RTU jelentését tekintve egyszerűen azt jelenti, hogy a hely miatt nem célszerű a készüléket egy központi feldolgozó számítógéphez vezetékes módon csatlakoztatni. Az egység lehet egy szomszédos helyiségben vagy egy tengeri olajfúrótornyon. A legtöbb egységre úgy lehet gondolni, mint önálló számítógépre, mivel mikroprocesszorokat tartalmaznak.
Versenytétel más eszközökkel
A távoli terminálegységeket néha távoli távvezérlő egységeknek vagy távoli távmérési egységeknek is nevezik. Bár a programozható logikai vezérlőkhöz (PLC-k) hasonlíthatók, a legtöbbet az autonómia, az energiaellátási lehetőségek és a környezeti tűrőképesség tekintetében jobbnak tartják. Néhány kiválasztott egységet egyszerű webes felületen keresztül lehet programozni és felhőkörnyezetben működtetni. Egyesek napenergiával töltött tartalék akkumulátorokkal rendelkeznek, így az egység áramkimaradás esetén is tovább működhet.
RTU rendszertervezés
AzRTU egységeket úgy tervezték, hogy egy nagyobb rendszer részeként működjenek. Az egységek különböző digitális és analóg bemenetekről gyűjtenek adatokat, és ezeket az adatokat egy központi feldolgozó állomásra küldik. Az egységben található szoftver a változók inicializálására, protokollok meghatározására és problémamegoldásra szolgál. Az egységek összetettsége az egyetlen áramköri kártyát tartalmazó kis vezérlőszekrényektől a több kártyát tartalmazó, különböző szekciókat tartalmazó nagyobb egységekig terjed. A kommunikációs interfészen kívül a kártyák jellemzően a következő funkciók közül egyet vagy többet látnak el:
- Analog bemenet (AI)
- Digitális bemenet (DI)
- Digitális vagy vezérlő relékimenet (DO/CO)
- Analog kimenet (AO)\
Vezérlés
A bemeneti adatok megfigyelése és továbbítása a CPU felé, a távoli egységek különböző funkciókat, például kapcsolókat, szivattyúkat és kapukat is vezérelnek. A visszacsatolt vezérlőrendszereket jellemzően az érzékeny mechanizmusok működésének finomhangolására építik be. Például a vízszivattyúk automatikusan bekapcsolnak és feltöltenek egy felső tárolótartályt, amikor a tartályban lévő vízszint egy előre meghatározott szintre csökken.
Kommunikáció
ARTU egységeknek képesnek kell lenniük a központi feldolgozóállomással való kommunikációra mindenféle környezetben, -50 és 70 Celsius-fok között. Általában RS-232, RS-422 vagy RS-485 protokollt használnak a vezeték nélküli kapcsolatokon kívül multi-drop konfigurációban. Ezek közül néhányat úgy terveztek, hogy alacsony energiafogyasztás mellett működjenek, és napenergiával is működtethetők. A kifinomultabb rendszerek némelyike cellás, műholdas és Ethernet hálózatot használ, hogy végponttól végpontig felhőalapú megoldásokat nyújtson.
A villamosenergia-átviteli és -elosztó rendszerek SCADA-rendszereik működtetéséhez néha távvezeték-hordozót használnak. A kommunikációs sebesség javítható, ha bizonyos műveleteket csúcsidőn kívül végeznek. Például a nagy adatdömpingeket gyakran röviddel éjfél után végzik. Ezenkívül az adatok előfeldolgozása javíthatja az adatminőséget és növelheti az átviteli sebességet.
Tápellátás
A megszakítók és egyes kártyák táplálására jellemzően váltakozó áramú áramot használnak. Az egyenáramú tápellátást igénylő funkciók váltóáramról egyenáramúvá alakítótól vagy akkumulátortól függnek. Egyes alkalmazásokban a váltakozó áramot kizárólag egy akkumulátorbank töltésére használják, és az akkumulátorok biztosítják az összes vezérlőegység és kártya egyenáramú tápellátását. Az ilyen típusú rendszer előnyei közé tartozik az egyenletes egyenfeszültség és a rövid váltakozó áramú áram megszakításokon keresztüli működés képessége. Rendkívül távoli helyeken, ahol nincs hálózati hozzáférés, az egységeknek képesnek kell lenniük akkumulátorokkal, napenergiával vagy ezek kombinációjával működni.
Analog kontra digitális bemenetek és kimenetek
Az analóg bemenetek általában elektromos áramokból és feszültségekből állnak, amelyek minimális és maximális értékeket használnak a változók megfigyelésére. Például egy 0 mA és 1 mA között változó áram használható az üres és a teli víztartály szintjének ábrázolására. Egy 0,7 mA-es áramérték tehát azt jelezné, hogy a víztartály 70 százalékban tele van. Az analóg kimenetek változó kimenettel rendelkező eszközök, például szalagdiagramok vezérlésére használhatók.
A digitális bemenetek például kapcsoló, megszakító, szelepállás vagy riasztás állapotának jelzésére szolgálnak. A digitális kimenetek bármely olyan eszköz működtetésére szolgálnak, amelynek két állapota van, például egy kapcsoló. Relék vagy tranzisztorok segítségével más eszközök vezérlésére is használhatók.
Szoftver
A modern egységek gyakran tartalmaznak olyan szoftvert, amely lehetővé teszi az autonóm működést. Bizonyos esetekben ez kritikus, mert bizonyos funkciókat akkor is el kell végezni, ha a kommunikáció megszakadt. Például egy nagyfeszültségű távvezetéken lévő megszakítónak képesnek kell lennie a hiba azonnali elhárítására SCADA segítség nélkül. Ugyanez mondható el a mérgező gázok, a tűz és a füst érzékeléséről is.