Unitățile terminale de la distanță (RTU) sunt utilizate în sistemele comerciale și industriale din întreaga lume. Printre aplicațiile tipice se numără sistemele de control de supraveghere și achiziție de date (SCADA) utilizate de serviciile publice de electricitate, apă și apă uzată. Unitățile pot fi găsite, de asemenea, în rafinării, uzine de prelucrare a alimentelor și fabrici de automobile.
Semnificația RTU
Un RTU este un aparat utilizat pentru a monitoriza și controla diverse dispozitive. În ceea ce privește semnificația RTU a cuvântului „la distanță”, acesta înseamnă pur și simplu că locația face imposibilă cablarea unității la un calculator central de procesare. Unitatea ar putea fi amplasată într-o cameră adiacentă sau pe o platformă petrolieră off-shore. Cele mai multe unități pot fi considerate drept calculatoare autonome datorită modului în care încorporează microprocesoarele.
Comparație cu alte dispozitive
Unitățile terminale la distanță sunt uneori denumite unități de telecontrol la distanță sau unități de telemetrie la distanță. Deși pot fi comparate cu controlerele logice programabile (PLC), majoritatea sunt considerate superioare în ceea ce privește autonomia, opțiunile de alimentare și toleranțele de mediu. Un număr selectat de unități poate fi programat printr-o interfață web simplă și poate fi operat într-un mediu cloud. Unele au baterii de rezervă încărcate cu energie solară, astfel încât unitatea poate continua să funcționeze în cazul unei pene de curent.
Proiectarea sistemului UTR
Unitățile UTR sunt concepute pentru a fi operate ca o componentă în cadrul unui sistem mai mare. Unitățile colectează date de la diverse intrări digitale și analogice și trimit aceste date către o stație centrală de procesare. Software-ul conținut în unitate este utilizat pentru a inițializa variabilele, a defini protocoale și a rezolva probleme. Unitățile variază în complexitate, de la dulapuri de control mici care conțin o singură cartelă de circuit până la unități mai mari, cu diverse secțiuni care conțin mai multe cartele. În plus față de o interfață de comunicații, cartelele asigură de obicei una sau mai multe dintre următoarele funcții:
- Intrare analogică (AI)
- Intrare digitală (DI)
- Scoatere digitală sau cu releu de control (DO/CO)
- Scoate analogică (AO)\
Control
În plus față de monitorizarea datelor de intrare și retransmiterea lor către o unitate centrală, unitățile de la distanță controlează, de asemenea, diverse funcții, cum ar fi întrerupătoarele, pompele și porțile. Sistemele de control cu feedback sunt de obicei încorporate pentru a regla fin funcționarea mecanismelor sensibile. De exemplu, pompele de apă pornesc automat și umplu din nou un rezervor de stocare suspendat atunci când nivelul apei din interiorul rezervorului scade până la un nivel prestabilit.
Comunicare
Unitățile UTR trebuie să poată comunica cu stația centrală de procesare în toate tipurile de medii, de la -50 la 70 de grade Celsius. Acestea utilizează de obicei protocoale RS-232, RS-422 sau RS-485, pe lângă legăturile wireless într-o configurație multi-drop. Unele dintre acestea sunt concepute pentru a funcționa la niveluri scăzute de putere și pot fi alimentate cu energie solară. Unele dintre cele mai sofisticate sisteme folosesc tehnologia celulară, prin satelit și Ethernet pentru a furniza soluții end-to-end bazate pe cloud.
Sistemele de transmisie și distribuție a energiei electrice folosesc uneori purtătoare de linii electrice pentru a-și opera sistemele SCADA. Vitezele de comunicare pot fi îmbunătățite prin efectuarea anumitor operațiuni în afara orelor de vârf. De exemplu, transferurile mari de date sunt adesea efectuate la scurt timp după miezul nopții. În plus, preprocesarea datelor poate îmbunătăți calitatea datelor și poate crește viteza de transfer.
Alimentație electrică
Alimentația CA este utilizată de obicei pentru a alimenta întrerupătoarele de circuit și unele carduri. Funcțiile care necesită alimentare de curent continuu depind de un convertor de curent alternativ la curent continuu sau de alimentarea cu baterii. În unele aplicații, alimentarea cu curent alternativ este utilizată cu unicul scop de a încărca o bancă de baterii, iar bateriile alimentează cu curent continuu toate comenzile și cardurile. Avantajele acestui tip de sistem includ tensiuni constante de curent continuu și capacitatea de a funcționa în cazul unor întreruperi scurte ale alimentării cu curent alternativ. În locații extrem de îndepărtate, unde nu există acces la rețeaua electrică, unitățile trebuie să poată funcționa pe baterii, energie solară sau o combinație a acestora.
Intrare și ieșire analogice versus intrări și ieșiri digitale
Intrările analogice constau, de obicei, în curenți și tensiuni electrice care utilizează valori de la minim la maxim pentru a monitoriza variabilele. De exemplu, un curent care variază de la 0 mA la 1 mA ar putea fi utilizat pentru a reprezenta nivelurile rezervorului de apă care variază de la gol la plin. Astfel, o valoare a curentului de 0,7 mA ar indica faptul că rezervorul de apă este plin în proporție de 70 %. Ieșirile analogice pot fi utilizate pentru a controla dispozitive cu ieșiri variabile, cum ar fi diagramele de bandă.
Intrarile digitale sunt utilizate pentru a indica starea unor lucruri cum ar fi un comutator, un întrerupător, poziția unei supape sau o alarmă. Ieșirile digitale sunt utilizate pentru a acționa orice dispozitiv care are două stări, cum ar fi un comutator. Ele pot fi, de asemenea, folosite pentru a controla alte dispozitive prin intermediul releelor sau tranzistoarelor.
Software
Unitățile moderne conțin adesea software care le permite să funcționeze în mod autonom. În unele cazuri, acest lucru este critic deoarece anumite funcții trebuie să fie îndeplinite chiar și atunci când comunicațiile au fost pierdute. De exemplu, un întrerupător de circuit pe o linie de transmisie de înaltă tensiune trebuie să fie capabil să elimine instantaneu un defect fără asistență SCADA. Același lucru se poate spune și despre detectarea gazelor toxice, a focului și a fumului.