Remote Terminal Unit (RTU) は世界中の商業および産業システムで使用されています。 典型的なアプリケーションには、電気、水、および廃水の公共事業で使用される監視制御およびデータ収集 (SCADA) システムがあります。
RTU 意味
RTU は、さまざまなデバイスを監視および制御するために使用される装置である。 RTUの意味である「リモート」については、中央処理コンピュータにハードワイヤーで接続することが現実的でない場所にあることを意味します。 例えば、隣の部屋や沖合の石油掘削施設に設置されていることもある。 ほとんどのユニットは、マイクロプロセッサを組み込んでいるため、自己完結型のコンピュータと考えることができます。
他のデバイスとの比較
リモート端末ユニットは、リモート テレコントロール ユニットまたはリモート テレメトリ ユニットと呼ばれることもあります。 プログラマブル・ロジック・コントローラ（PLC）と比較することができますが、自律性、電源オプション、環境耐性において優れているものが多いとされています。 また、シンプルなウェブインターフェースを介してプログラムを作成し、クラウド環境で運用できるユニットもあります。
RTU システム設計
RTU ユニットは、より大きなシステム内のコンポーネントとして動作するように設計されています。 このユニットは、さまざまなデジタルおよびアナログ入力からデータを収集し、そのデータを中央処理ステーションに送信します。 ユニット内のソフトウェアは、変数の初期化、プロトコルの定義、問題の解決に使用されます。 ユニットは、単一の回路カードを含む小さな制御キャビネットから、複数のカードを含む様々なセクションを持つ大規模なユニットまで、複雑さが異なります。 カードは、通信インターフェースに加えて、通常、以下の機能を1つ以上提供します。
- アナログ入力 (AI)
- デジタル入力 (DI)
- デジタルまたは制御リレー出力 (DO/CO)
- アナログ出力 (AO)
制御
入力データを監視しCPUへリレーするだけでなく、入力データも制御することができる。 スイッチやポンプ、ゲートなど様々な機能を制御するリモートユニット。 フィードバック制御システムは、一般的に繊細な機構の動作を細かく調整するために組み込まれています。 例えば、頭上の貯水槽の水位が所定のレベルまで下がると、自動的に給水ポンプが作動して水を補給する。
通信
RTUユニットは、-50～70℃のあらゆる環境で中央処理局と通信できることが求められる。 これらは通常、マルチドロップ構成のワイヤレス・リンクに加えて、RS-232、RS-422、またはRS-485プロトコルを使用します。 これらの中には、低電力レベルで動作するように設計されているものもあり、太陽電池で動作するものもあります。 より高度なシステムでは、セルラー、衛星、イーサネットを使用して、エンドツーエンドのクラウド ベースのソリューションを提供しています。
送配電システムでは、SCADA システムの運用に電力線搬送装置を使用することがあります。 オフピーク時に特定の操作を行うことで、通信速度を向上させることができます。 例えば、大規模なデータダンプは、真夜中の直後に実行されることがよくあります。 さらに、データの前処理により、データ品質を向上させ、スループット速度を高めることができます。
電源
AC 電源は通常、回路ブレーカーと一部のカードに電力を供給するために使用されます。 DC電源を必要とする機能は、AC-DCコンバータまたはバッテリ電源に依存します。 一部のアプリケーションでは、AC電源はバッテリーバンクを充電する目的のみに使用され、バッテリーはすべてのコントロールとカードにDC電力を供給します。 このタイプのシステムの利点は、DC電圧が安定していることと、短時間のAC電源の遮断でも動作することです。
Analog versus Digital Inputs and Outputs
Analog inputs typically consists of electrical currents and voltages that use minimum to maximum values in order to monitor variables. たとえば、0 mA から 1 mA の電流を使用して、空の状態から満杯の状態までの水タンクのレベルを表すことができます。 0.7mAという電流値は、水槽が70％満杯であることを示す。 アナログ出力は、ストリップ・チャートのような可変出力の装置を制御するために使用できます。
デジタル入力は、スイッチ、ブレーカ、バルブ位置、アラームなどの状態を示すために使用されます。 デジタル出力は、スイッチのような2つの状態を持つ任意のデバイスを操作するために使用されます。
ソフトウェア
最近のユニットには、自律的に動作するソフトウェアが含まれていることがよくあります。 場合によっては、通信が途絶えたときでも特定の機能を実行する必要があるため、これは非常に重要です。 たとえば、高圧送電線のサーキットブレーカーは、SCADA の支援なしに瞬時に障害を除去する能力が必要です。 同じことが、有毒ガス、火災、および煙の検知についても言えます。