Что такое удаленный терминал (RTU)?

RTU означает удаленный терминал. RTU - это устройство управления, которое обычно устанавливается в удаленном месте как часть большой системы. Основное назначение RTU - контролировать и управлять полевыми устройствами, такими как клапаны, приводы, датчики и т. Д. RTU являются важными компонентами систем диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), устанавливая интерфейсы между управлением SCADA и физическими процессами.

Рисунок 1. ACE3600 - популярный RTU от Motorola. Изображение любезно предоставлено EBIPAX

RTU иногда ошибочно классифицируются как программируемые логические контроллеры (ПЛК) из-за их сходства и доминирования последних в области промышленной автоматизации. Однако между ними есть несколько технических различий, а также разные приложения, для которых одно лучше подходит, чем другое.

История RTU тесно связана с историей SCADA. Самые ранние системы SCADA возникли на электростанциях в 1950-х годах. В то время сложность заключалась в сборе данных с связанных подстанций и отправке их в главный диспетчерский пункт. Это было достигнуто благодаря первым телеметрическим приложениям, по сути, первым RTU.

Позже, в 1960-х и 1970-х годах, с развитием информатики, стало возможным реализовать первые системы SCADA и RTU на основе электроники. Контрольно-измерительные приборы были установлены на больших расстояниях, чем раньше, а удаленные терминалы давали возможность собирать большие объемы данных и выполнять некоторые основные функции управления.

Современная версия RTU была представлена ​​в 1980-х годах и развивалась на протяжении 1990-х годов. RTU теперь был основан на микропроцессоре и мог выполнять более сложную логику, аналогичную ПЛК. Были введены новые протоколы связи, позволяющие надежно обмениваться еще большим объемом информации. RS-232, RS-482 и более поздний Ethernet - одни из наиболее широко используемых протоколов. Современные RTU обладают большим количеством функций и возможностей.

Компоненты RTU

RTU состоит из аппаратной панели, на которой установлены один или несколько модулей ввода / вывода (I / O). Наиболее важными компонентами RTU являются центральный процессор (ЦП), источник питания, коммуникационный порт и физический ввод / вывод. Далее мы рассмотрим эти компоненты более подробно.

Рисунок 2 Типичная аппаратная структура RTU. Изображение любезно предоставлено ResearchGate

Центральный процессор (ЦП)

ЦП может состоять из одной или нескольких сложных схемных плат, которые выполняют центральную функциональную обработку. Современные RTU используют 32-битные микропроцессоры. ЦП использует сторожевой таймер для проверки правильности выполнения цикла. Модуль ЦП также может быть оборудован портами связи Ethernet. Некоторые RTU поставляются с двумя процессорами, и в этом случае они настраиваются как основные и резервные, обеспечивая резервирование устройства.

Многие RTU могут быть запрограммированы с использованием языков и синтаксиса, аналогичных PLC, например, релейной логики и структурированного текста. Другим может потребоваться более сложное кодирование с использованием C # или других языков. С другой стороны, некоторые RTU в простых приложениях можно программировать с помощью веб-интерфейсов.

Блок питания

RTU обычно получают постоянное питание от основной линии. Однако удаленные места, где могут быть установлены RTU, также обычно снабжены модулями резервных батарей. Это может помочь обеспечить бесперебойную работу в течение определенного периода времени. Чаще всего используются свинцово-кислотные батареи, хотя в последнее время стали набирать популярность литиевые батареи.

Коммуникационные порты

Каждому RTU нужен способ внешней связи с клиентской (или главной) станцией SCADA. Для этого они оснащены как минимум одним коммуникационным портом. RTU поддерживают множество протоколов связи, включая Ethernet, RS-232 и Modbus. Некоторые из наиболее распространенных топологий, поддерживаемых в сетях RTU и SCADA, - это кольцевая, последовательная, звездообразная и т. Д.

Физический ввод-вывод

RTU поддерживают четыре наиболее распространенных модуля ввода / вывода:цифровой вход, цифровой выход, аналоговый вход и аналоговый выход. Модули цифрового ввода регистрируют сигналы состояния и аварийные сигналы, поступающие от полевых устройств. Цифровой выход необходим для отправки сигналов и команд на полевые устройства. Аналоговые входы и выходы работают с переменным током или напряжением, обычно в диапазонах 0–1 мА или 0–10 В соответственно.

Теперь, когда мы понимаем, как работают RTU и их компоненты, давайте кратко рассмотрим, как они вписываются в системы SCADA.

RTU в системах SCADA

Полная архитектура SCADA включает в себя различные типы полевых устройств. Эти устройства могут быть подключены к одному или нескольким RTU в системе и передавать данные о физических событиях. Сегодня на рынке доступно большое количество полевых устройств, учитывая количество различных систем SCADA.

Рисунок 3 . Пример расходомера и беспроводного датчика, подключенного к RTU. Изображение любезно предоставлено Бентек Системс

Некоторые из наиболее распространенных устройств - это датчики приближения, датчики температуры, расходомеры, измерители уровня (для жидкостей), беспроводные датчики и многое другое. Роль RTU состоит в том, чтобы собрать информацию, предоставляемую этими полевыми устройствами, и передать ее центральному контроллеру SCADA.

RTU - важные устройства в SCADA, особенно на больших расстояниях. Они легко интегрируются в системы управления и популярны для удаленного мониторинга условий, например уровня жидкости. В следующей статье мы подробнее рассмотрим различия между RTU и PLC.