Zdalne jednostki końcowe (RTU) są używane w systemach komercyjnych i przemysłowych na całym świecie. Typowe zastosowania obejmują systemy kontroli nadzoru i akwizycji danych (SCADA) używane przez przedsiębiorstwa elektryczne, wodociągowe i kanalizacyjne. Jednostki można również znaleźć w rafineriach, zakładach przetwórstwa żywności i fabrykach samochodowych.
RTU Znaczenie
RTU jest aparaturą używaną do monitorowania i kontrolowania różnych urządzeń. W odniesieniu do znaczenia słowa „zdalny” w RTU, oznacza ono po prostu, że lokalizacja sprawia, że niepraktyczne jest podłączenie jednostki do centralnego komputera przetwarzającego. Jednostka może znajdować się w sąsiednim pomieszczeniu lub na przybrzeżnej platformie wiertniczej. Większość jednostek można uważać za samodzielne komputery ze względu na sposób, w jaki zawierają mikroprocesory.
Porównanie do innych urządzeń
Zdalne jednostki końcowe są czasami określane jako zdalne jednostki telesterowania lub zdalne jednostki telemetryczne. Chociaż można je porównać do programowalnych sterowników logicznych (PLC), większość z nich jest uważana za lepsze pod względem autonomii, opcji zasilania i tolerancji środowiskowej. Wybrane jednostki mogą być programowane za pomocą prostego interfejsu internetowego i obsługiwane w środowisku chmury. Niektóre mają zapasowe baterie ładowane energią słoneczną, dzięki czemu jednostka może kontynuować pracę w przypadku braku zasilania.
Projekt systemu RTU
Jednostki RTU są przeznaczone do pracy jako komponent w ramach większego systemu. Jednostki te zbierają dane z różnych wejść cyfrowych i analogowych i wysyłają te dane do centralnej stacji przetwarzania. Oprogramowanie zawarte w jednostce jest używane do inicjalizacji zmiennych, definiowania protokołów i rozwiązywania problemów. Jednostki różnią się złożonością, od małych szafek kontrolnych zawierających pojedynczą kartę obwodu do większych jednostek z różnymi sekcjami zawierającymi wiele kart. Oprócz interfejsu komunikacyjnego, karty zazwyczaj zapewniają jedną lub więcej z następujących funkcji:
- Wejście analogowe (AI)
- Wejście cyfrowe (DI)
- Wyjście przekaźnikowe cyfrowe lub sterujące (DO/CO)
- Wyjście analogowe (AO)
Kontrola
Oprócz monitorowania danych wejściowych i przekazywania ich do jednostki centralnej, jednostki zdalne sterują również różnymi funkcjami, takimi jak przełączniki, pompy i bramy. Systemy sterowania ze sprzężeniem zwrotnym są zazwyczaj włączane w celu precyzyjnego dostrojenia działania wrażliwych mechanizmów. Na przykład pompy wodne automatycznie włączają się i napełniają zbiornik napowietrzny, gdy poziom wody w zbiorniku spadnie do wcześniej określonego poziomu.
Komunikacja
Jednostki RTU muszą być w stanie komunikować się z centralną stacją przetwarzania we wszystkich typach środowisk w zakresie od -50 do 70 stopni Celsjusza. Zazwyczaj wykorzystują one protokoły RS-232, RS-422 lub RS-485, a także łącza bezprzewodowe w konfiguracji wielopunktowej. Niektóre z nich są przeznaczone do pracy przy niskich poziomach mocy i mogą być zasilane energią słoneczną. Niektóre z bardziej wyrafinowanych systemów używać komórek, satelitów i Ethernet, aby zapewnić end-to-end cloud-based solutions.
Elektryczne systemy przesyłowe i dystrybucyjne czasami użyć przewoźnika linii zasilania do obsługi swoich systemów SCADA. Szybkość komunikacji można poprawić poprzez wykonywanie pewnych operacji w godzinach poza szczytem. Na przykład, duże zrzuty danych są często wykonywane krótko po północy. Dodatkowo, wstępne przetwarzanie danych może poprawić jakość danych i zwiększyć szybkość transmisji.
Zasilanie
Zasilanie AC jest zwykle używane do zasilania wyłączników i niektórych kart. Funkcje, które wymagają zasilania prądem stałym, zależą od konwertera prądu zmiennego na prąd stały lub zasilania z baterii. W niektórych zastosowaniach, zasilanie AC jest używane wyłącznie do ładowania baterii, a baterie dostarczają zasilanie DC do wszystkich elementów sterujących i kart. Zaletą tego typu systemu jest stabilne napięcie DC i możliwość pracy przy krótkich przerwach w zasilaniu AC. W bardzo odległych miejscach, gdzie nie ma dostępu do sieci, jednostki muszą być w stanie pracować na akumulatorach, energii słonecznej lub ich kombinacji.
Wejścia i wyjścia analogowe kontra cyfrowe
Wejścia analogowe zazwyczaj składają się z prądów i napięć elektrycznych, które wykorzystują wartości od minimum do maksimum w celu monitorowania zmiennych. Na przykład, prąd, który zmienia się od 0 mA do 1 mA może być użyty do reprezentowania poziomu zbiornika wody, który zmienia się od pustego do pełnego. Wartość prądu 0,7 mA oznaczałaby, że zbiornik na wodę jest napełniony w 70%. Wyjścia analogowe mogą być używane do sterowania urządzeniami ze zmiennymi wyjściami, takimi jak wykresy paskowe.
Wejścia cyfrowe są używane do wskazywania stanu takich rzeczy, jak przełącznik, wyłącznik, pozycja zaworu lub alarm. Wyjścia cyfrowe są używane do obsługi dowolnego urządzenia, które ma dwa stany, takie jak przełącznik. Mogą być również używane do sterowania innymi urządzeniami poprzez przekaźniki lub tranzystory.
Oprogramowanie
Nowoczesne jednostki często zawierają oprogramowanie, które pozwala im działać w sposób autonomiczny. W niektórych przypadkach jest to krytyczne, ponieważ pewne funkcje muszą być wykonywane nawet w przypadku utraty łączności. Na przykład, wyłącznik obwodu na linii przesyłowej wysokiego napięcia musi być zdolny do natychmiastowego usunięcia usterki bez pomocy SCADA. To samo można powiedzieć o wykrywaniu gazów toksycznych, ognia i dymu.
.