Удаленный терминал ( RTU ) — это управляемое микропроцессором электронное устройство, которое связывает объекты в физическом мире с распределенной системой управления или системой SCADA ( диспетчерское управление и сбор данных) путем передачи телеметрических данных в главную систему и использования сообщений от главной системы управления для управления подключенными объектами. [1] Другие термины, которые могут использоваться для RTU, — это удаленный телеметрический блок и удаленный телеуправляющий блок .
RTU контролирует цифровые и аналоговые параметры поля и передает данные на главную станцию SCADA. Он запускает программное обеспечение настройки для подключения входных потоков данных к выходным потокам данных, определяет протоколы связи и устраняет неполадки установки в полевых условиях.
RTU может состоять из одной сложной печатной платы, состоящей из различных секций, необходимых для выполнения индивидуальной функции, или может состоять из множества печатных плат, включая ЦП или обработку с интерфейсом(ами) связи, а также одной или нескольких из следующих: (AI) аналоговый вход, (DI) цифровой (статусный) вход, (DO/CO) цифровой (или управляющий релейный) выход или (AO) аналоговые выходные платы.
RTU может быть даже небольшим блоком управления процессом с небольшой базой данных для PID, сигнализации, фильтрации, трендинга и других функций, дополненных некоторыми задачами BASIC (язык программирования). Современные RTU обычно поддерживают стандарт программирования IEC 61131-3 для программируемых логических контроллеров. Поскольку RTU могут регулярно развертываться в системах защиты трубопроводов и сетей или в других труднодоступных или экстремальных условиях (например, в проекте Biosphere 2 ), они должны работать в суровых условиях и реализовывать меры по энергосбережению (такие как отключение модулей ввода-вывода, когда они не используются). Например, он взаимодействует через RS485 или беспроводные каналы связи в многоточечной конфигурации. В этом типе конфигурации это удаленный блок, который собирает данные и выполняет простые задачи управления. Он не имеет движущихся частей и потребляет крайне мало энергии и часто работает от солнечной энергии.
Будет включена форма питания для работы от сети переменного тока для различных ЦП, напряжений смачивания состояния и других интерфейсных карт. Это может состоять из преобразователей переменного тока в постоянный, работающих от системы батарей станции.
RTU могут включать в себя схему аккумулятора и зарядного устройства для продолжения работы в случае отключения питания переменного тока для критически важных приложений, где аккумуляторная батарея станции недоступна.
Большинство RTU включают в себя входную секцию или карты состояния входа для получения двух состояний реальной информации. Обычно это достигается с помощью изолированного источника напряжения или тока для определения положения удаленного контакта (открытого или закрытого) на сайте RTU. Это положение контакта может представлять множество различных устройств, включая электрические выключатели, положения жидкостных клапанов, состояния сигнализации и механические положения устройств. Входы счетчика являются необязательными.
RTU может контролировать аналоговые входы разных типов, включая 0-1 мА, 4-20 мА токовая петля , 0-10 В, ±2,5 В, ±5,0 В и т. д. Многие входы RTU буферизуют большие величины через преобразователи для преобразования и изоляции реальных величин от чувствительных входных уровней RTU. RTU также может получать аналоговые данные через систему связи от ведущего устройства или IED ( интеллектуального электронного устройства ), отправляющего ему значения данных.
RTU или хост-система преобразует и масштабирует эти необработанные данные в соответствующие единицы, такие как количество оставшейся воды, градусы температуры или мегаватты, прежде чем представить данные пользователю через человеко-машинный интерфейс .
RTU могут управлять реле высокой мощности тока на плате цифрового выхода (или "DO") для включения и выключения питания устройств в полевых условиях. Плата DO переключает напряжение на катушку в реле, которая замыкает контакты высокого тока, что замыкает цепь питания устройства.
Выходы RTU могут также включать управление чувствительным логическим входом на электронном ПЛК или другом электронном устройстве, использующем чувствительный вход 5 В.
Хотя это и не так часто используется, аналоговые выходы могут быть включены для управления устройствами, которым требуются различные величины, например, графические регистрирующие приборы (ленточные диаграммы). Суммированные или обработанные величины данных могут быть сгенерированы в главной системе SCADA и выведены для отображения локально или удаленно, где это необходимо.
Современные RTU обычно способны выполнять простые программы автономно, не задействуя хост-компьютеры системы DCS или SCADA, чтобы упростить развертывание и обеспечить избыточность в целях безопасности. RTU в современной системе управления водными ресурсами обычно имеет код для изменения своего поведения, когда физические переключатели переопределения на RTU переключаются во время обслуживания обслуживающим персоналом. Это делается из соображений безопасности; например, недопонимание между системными операторами и обслуживающим персоналом может привести к тому, что системные операторы ошибочно включат питание водяного насоса при его замене.
Персонал по техническому обслуживанию должен отключать от электросети и блокировать все оборудование, с которым он работает, во избежание повреждений и/или травм.
RTU может быть подключен к нескольким главным станциям и IED ( интеллектуальным электронным устройствам ) с различными протоколами связи (обычно последовательными ( RS-232 , RS-485 , RS-422 ) или Ethernet ). RTU может поддерживать стандартные протоколы ( Modbus , IEC 60870-5 -101/103/104, DNP3 , IEC 60870-6 -ICCP, IEC 61850 и т. д.) для взаимодействия с любым сторонним программным обеспечением.
Передача данных может быть инициирована с любого конца с использованием различных методов для обеспечения синхронизации с минимальным трафиком данных. Главный блок может периодически опрашивать свой подчиненный блок (главный к RTU или RTU к IED) на предмет изменений данных. Изменения аналоговых значений обычно сообщаются только при изменениях за пределами установленного предела от последнего переданного значения. Цифровые (статусные) значения соблюдают аналогичную технику и передают только группы (байты), когда изменяется одна включенная точка (бит). Другой используемый метод заключается в том, что подчиненный блок инициирует обновление данных при предопределенном изменении аналоговых или цифровых данных. Полная передача данных должна выполняться периодически любым из методов для обеспечения полной синхронизации и устранения устаревших данных. Большинство протоколов связи поддерживают оба метода, программируемые установщиком.
Несколько RTU или IED могут совместно использовать линию связи в многоточечной схеме , поскольку устройства имеют уникальные адреса и реагируют только на свои собственные опросы и команды.
Связь IED передает данные между RTU и IED (интеллектуальными электронными устройствами). Это может устранить необходимость во многих аппаратных входах состояния, аналоговых входах и релейных выходах в RTU. Связь осуществляется по медным или оптоволоконным линиям .
Основная связь обычно происходит между RTU и более крупной системой управления или системой сбора данных (включенной в более крупную систему). Данные могут передаваться с использованием медной, оптоволоконной или радиочастотной системы связи.