Удаленный терминал - Remote terminal unit

А удаленный терминал (RTU) это микропроцессор -управляемое электронное устройство, которое связывает объекты в физическом мире с распределенная система управления или же SCADA (диспетчерский контроль и сбор данных) система путем передачи телеметрия данные в главную систему и с помощью сообщений от главной системы надзора для управления подключенными объектами.^[1] Другие термины, которые могут использоваться для RTU: блок удаленной телеметрии и блок дистанционного телеуправления.

Архитектура

RTU контролирует цифровые и аналоговые параметры поля и передает данные на мастер-станцию SCADA. Он запускает программу настройки для подключения потоков ввода данных к потокам вывода данных, определения протоколов связи и устранения неполадок при установке в полевых условиях.

RTU может состоять из одной сложной схемной платы, состоящей из различных секций, необходимых для выполнения настраиваемой функции, или может состоять из многих схемных плат, включая ЦП или обработку с интерфейсами связи, и одно или несколько из следующего: ( AI) аналоговый вход, (DI) цифровой (статусный) вход, (DO / CO) цифровой (или управляющее реле) выход или (AO) аналоговые выходные карты.

RTU может даже быть небольшим блоком управления технологическим процессом с небольшой базой данных для PID, сигналов тревоги, фильтрации, анализа тенденций и других функций, дополненных некоторыми БАЗОВЫЙ (язык программирования) задачи. Современные RTU обычно поддерживают IEC 61131-3 стандарт программирования для программируемых логических контроллеров. Поскольку RTU могут регулярно развертываться в системах защиты трубопроводов и сетей, а также в других труднодоступных или экстремальных условиях (например, в Биосфера 2 проект), они должны работать в тяжелых условиях и реализовывать меры по энергосбережению (например, отключать модули ввода-вывода, когда они не используются). Например, он обменивается данными через RS485 или беспроводные каналы связи в многоточечной конфигурации. В этом типе конфигурации это удаленное устройство, которое собирает данные и выполняет простые задачи управления. Он не имеет движущихся частей, потребляет очень мало энергии и часто работает от солнечной энергии.

Источник питания

Будет включен источник питания для работы от сети переменного тока для различных ЦП, напряжений смачивания состояния и других интерфейсных карт. Он может состоять из преобразователей переменного тока в постоянный, работающих от аккумуляторной системы станции.

RTU могут включать в себя батарею и схему зарядного устройства для продолжения работы в случае сбоя питания переменного тока для критически важных приложений, где аккумулятор станции недоступен.

Цифровые (статусные) входы

Большинство RTU включают секцию ввода или карты состояния ввода для получения информации о двух состояниях реального мира. Обычно это достигается за счет использования изолированного источника напряжения или тока для определения положения удаленного контакта (открытого или закрытого) на участке RTU. Это положение контакта может представлять множество различных устройств, включая электрические выключатели, положения жидкостных клапанов, аварийные состояния и механические положения устройств. Входы счетчиков необязательны.

Аналоговые входы

RTU может контролировать аналоговые входы разных типов, включая 0-1 мА, Токовая петля 4–20 мА, 0–10 В., ± 2,5 В, ± 5,0 В и т. Д. Многие входы RTU буферизуют большие количества через преобразователи, чтобы преобразовать и изолировать реальные величины от чувствительных входных уровней RTU. RTU также может получать аналоговые данные через систему связи от мастер или СВУ (интеллектуальное электронное устройство ) отправляя 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, перед тем, как представить данные пользователю через человеко-машинный интерфейс.

Цифровые (управляющие релейные) выходы

RTU могут управлять реле с высокой токовой нагрузкой на плату цифрового вывода (или «DO») для включения и выключения питания устройств в полевых условиях. Плата DO передает напряжение на катушку в реле, которая замыкает сильноточные контакты, замыкая цепь питания устройства.

Выходы RTU могут также состоять из управления чувствительным логическим входом на электронном ПЛК или другое электронное устройство, использующее чувствительный вход 5 В.

Аналоговые выходы

Хотя аналоговые выходы используются не так широко, они могут быть включены для устройств управления, требующих различных количеств, таких как графические записывающие инструменты (ленточные диаграммы). Суммированные или обработанные количества данных могут быть сгенерированы в главной системе SCADA и выведены для отображения локально или удаленно, где это необходимо.

Программное и логическое управление

Современные RTU обычно способны автономно выполнять простые программы без участия хост-компьютеров DCS или же SCADA система для упрощения развертывания и обеспечения избыточности по соображениям безопасности. RTU в современной системе управления водными ресурсами обычно имеет код для изменения его поведения при переключении физических переключателей на RTU во время обслуживания обслуживающим персоналом. Это сделано из соображений безопасности; Непонимание между операторами системы и обслуживающим персоналом может привести к тому, что операторы системы по ошибке включат питание водяного насоса, например, при его замене.

У обслуживающего персонала должно быть отключено все оборудование, над которым они работают, и заблокировано его для предотвращения повреждений и / или травм.

Связь

RTU может быть подключен к нескольким ведущим станциям и IED (Интеллектуальные электронные устройства ) с разными протоколами связи (обычно последовательными (RS232, RS485, RS422 ) или же Ethernet ). RTU может поддерживать стандартные протоколы (Modbus, IEC 60870-5 -101/103/104, DNP3, МЭК 60870-6 -ICCP, МЭК 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. Ведущее устройство может опрашивать свое подчиненное устройство (ведущее устройство к RTU или RTU к IED) на предмет изменений данных на периодической основе. Об изменениях аналоговых значений обычно сообщается только об изменениях, выходящих за пределы установленного предела от последнего переданного значения. Цифровые (статусные) значения используют аналогичную технику и передают группы (байты) только тогда, когда изменяется одна включенная точка (бит). Другой используемый метод - это когда подчиненное устройство инициирует обновление данных после заранее определенного изменения аналоговых или цифровых данных. Полная передача данных должна выполняться периодически любым методом, чтобы обеспечить полную синхронизацию и исключить устаревшие данные. Большинство протоколов связи поддерживают оба метода, программируемые установщиком.

Несколько RTU или IED могут совместно использовать линию связи в многоточечная схема, поскольку юниты адресуются однозначно и отвечают только на собственные опросы и команды.

СВУ связи

Связь с IED передает данные между RTU и IED. Это может устранить необходимость во многих аппаратных входах состояния, аналоговых входах и релейных выходах в RTU. Связь осуществляется по медному кабелю или волоконно-оптические линии.

Мастер коммуникации

Основная связь обычно происходит между RTU и более крупной системой управления или системой сбора данных (встроенной в более крупную систему). Данные могут передаваться с использованием медных, оптоволоконных или радиочастотных систем связи.

Приложения

Удаленный мониторинг функций и приборов для:
- Нефть и газ (морские платформы, береговые нефтяные скважины, насосные станции на трубопроводах)
- Сети насосных станций (для сбора сточных вод или для водоснабжения)
- Мониторинг окружающей среды системы (загрязнение, качество воздуха, мониторинг выбросов)
- Мои сайты
- Оборудование воздушного движения, такое как навигационные средства (DVOR, DME, ILS и GP)
Удаленный мониторинг и управление функций и инструментов для:
- Гидрография (водоснабжение, резервуары, канализация)
- Сети передачи электроэнергии и сопутствующее оборудование
- Сети природного газа и сопутствующее оборудование
- Наружные сирены оповещения
- Проект Биосфера II