Remote terminal units (RTUs) worden overal ter wereld gebruikt in commerciële en industriële systemen. Typische toepassingen zijn de SCADA-systemen (Supervisory Control and Data Acquisition) die worden gebruikt door elektriciteits-, water- en afvalwaterbedrijven. Eenheden zijn ook te vinden in raffinaderijen, voedselverwerkende fabrieken en autofabrieken.
RTU Betekenis
Een RTU is een apparaat dat wordt gebruikt om diverse apparaten te bewaken en te besturen. Wat de RTU-betekenis van het woord “afgelegen” betreft, betekent het eenvoudig dat de plaats het onpraktisch maakt om de eenheid met een hardwire aan een centrale verwerkingscomputer te verbinden. De eenheid kan zich in een aangrenzende kamer bevinden of op een booreiland. De meeste units kunnen worden beschouwd als op zichzelf staande computers door de manier waarop zij microprocessoren bevatten.
Vergelijking met andere apparaten
Remote terminal units worden soms aangeduid als remote telecontrol units of remote telemetry units. Hoewel zij kunnen worden vergeleken met programmeerbare logische controllers (PLC’s), worden de meeste geacht superieur te zijn in autonomie, vermogensopties en omgevingstoleranties. Een select aantal eenheden kan via een eenvoudige webinterface worden geprogrammeerd en in een cloud-omgeving worden bediend. Sommige hebben back-upbatterijen die worden opgeladen door zonne-energie, zodat de eenheid kan blijven werken als de stroom uitvalt.
RTU System Design
RTU-eenheden zijn ontworpen om te worden gebruikt als een component binnen een groter systeem. De eenheden verzamelen gegevens van diverse digitale en analoge ingangen en verzenden die gegevens naar een centraal verwerkingsstation. De software in de eenheid wordt gebruikt om variabelen te initialiseren, protocollen te definiëren en problemen op te lossen. Eenheden variëren in complexiteit van kleine schakelkasten met één circuitkaart tot grotere eenheden met verschillende secties die meerdere kaarten bevatten. Naast een communicatie-interface bieden kaarten gewoonlijk een of meer van de volgende functies:
- Analoge ingang (AI)
- Digitale ingang (DI)
- Digitale of stuurrelaisuitgang (DO/CO)
- Analoge uitgang (AO)
Control
Naast het bewaken van ingangsgegevens en het doorgeven daarvan aan een CPU, besturen de afstandseenheden ook diverse functies, zoals schakelaars, pompen en poorten. Terugkoppelingscontrolesystemen worden gewoonlijk ingebouwd om de werking van gevoelige mechanismen fijn af te stellen. Zo worden bijvoorbeeld waterpompen automatisch ingeschakeld en wordt een bovengrondse opslagtank bijgevuld wanneer het waterpeil in de tank tot een vooraf bepaald niveau daalt.
Communicatie
RTU-units moeten met het centrale verwerkingsstation kunnen communiceren in alle soorten omgevingen, variërend van -50 tot 70 graden Celsius. Zij maken gewoonlijk gebruik van RS-232, RS-422 of RS-485 protocollen, naast draadloze verbindingen in een multi-drop configuratie. Sommige van deze systemen zijn ontworpen om met een laag stroomverbruik te werken en kunnen op zonne-energie werken. Sommige van de meer geavanceerde systemen maken gebruik van cellulaire, satelliet- en Ethernet-verbindingen om end-to-end cloud-gebaseerde oplossingen te bieden.
Elektrische transmissie- en distributiesystemen maken soms gebruik van power line carrier om hun SCADA-systemen te bedienen. De communicatiesnelheden kunnen worden verbeterd door bepaalde operaties tijdens daluren uit te voeren. Grote datadumps worden bijvoorbeeld vaak kort na middernacht uitgevoerd. Bovendien kan de voorbewerking van gegevens de gegevenskwaliteit verbeteren en de doorvoersnelheid verhogen.
Voeding
AC-voeding wordt gewoonlijk gebruikt om stroomonderbrekers en sommige kaarten te voeden. Functies die gelijkstroom nodig hebben, zijn afhankelijk van een wisselstroom-gelijkstroomomvormer of batterijvoeding. In sommige toepassingen wordt de wisselstroom uitsluitend gebruikt om een accubank op te laden, en de accu’s leveren gelijkstroom aan alle bedieningsorganen en kaarten. Voordelen van dit type systeem zijn stabiele gelijkspanningen en de mogelijkheid om te werken bij korte onderbrekingen in de wisselstroomvoorziening. Op extreem afgelegen plaatsen waar geen toegang tot het net is, moeten de units kunnen werken op batterijen, zonne-energie of een combinatie daarvan.
Analoge versus digitale ingangen en uitgangen
Analoge ingangen bestaan gewoonlijk uit elektrische stromen en spanningen die minimum- tot maximumwaarden gebruiken om variabelen te bewaken. Een stroom die varieert van 0 mA tot 1 mA kan bijvoorbeeld worden gebruikt om het niveau van een watertank weer te geven, dat varieert van leeg tot vol. Een stroomwaarde van 0,7 mA zou dan aangeven dat de watertank voor 70% gevuld is. Analoge uitgangen kunnen worden gebruikt om apparaten met variabele uitgangen te bedienen, zoals stripdiagrammen.
Digitale ingangen worden gebruikt om de status aan te geven van bijvoorbeeld een schakelaar, stroomonderbreker, klepstand of alarm. Digitale uitgangen worden gebruikt om elk apparaat te bedienen dat twee toestanden heeft, zoals een schakelaar. Ze kunnen ook worden gebruikt om andere apparaten te bedienen via relais of transistors.
Software
Moderne eenheden bevatten vaak software waarmee ze autonoom kunnen werken. In sommige gevallen is dit van cruciaal belang omdat bepaalde functies moeten worden uitgevoerd, zelfs wanneer de communicatie is verbroken. Zo moet een stroomonderbreker op een hoogspanningstransmissielijn in staat zijn een storing onmiddellijk te verhelpen zonder SCADA-ondersteuning. Hetzelfde kan worden gezegd van de detectie van giftige gassen, brand en rook.