Fjernterminal - Remote terminal unit
En fjernterminalenhed ( RTU ) er en mikroprocessorstyret elektronisk enhed, der grænseflader objekter i den fysiske verden til et distribueret kontrolsystem eller SCADA (overvågningskontrol og dataindsamling) system ved at overføre telemetredata til et hovedsystem og ved hjælp af meddelelser fra masterovervågningssystemet til at styre tilsluttede objekter. Andre udtryk, der kan bruges til RTU, er fjerntelemetrienhed og fjernbetjening .
Arkitektur
En RTU overvåger de digitale og analoge parametre i feltet og sender data til en SCADA Master Station. Det kører installationssoftware til at forbinde datainputstrømme til dataoutputstrømme, definere kommunikationsprotokoller og fejlfinde installationsproblemer i feltet.
En RTU kan bestå af et komplekst kredsløbskort bestående af forskellige sektioner, der er nødvendige for at udføre en tilpasset funktion, eller kan bestå af mange kredsløbskort, herunder en CPU eller behandling med kommunikationsgrænseflade (r), og en eller flere af følgende: ( AI) analog indgang, (DI) digital (status) indgang, (DO/CO) digital (eller kontrolrelæ) udgang eller (AO) analog udgangskort (er).
En RTU kan endda være en lille processtyringsenhed med en lille database til PID, alarm, filtrering, trend og andre funktioner suppleret med nogle BASIC (programmeringssprog) opgaver. Moderne RTU'er understøtter typisk programmeringsstandarden IEC 61131-3 for programmerbare logiske controllere. Da RTU'er rutinemæssigt kan indsættes i rørlednings- og netovervågningssystemer eller i andre svært tilgængelige eller ekstreme miljøer (f.eks. I Biosphere 2- projektet), er de forpligtet til at operere under barske forhold og gennemføre energibesparende foranstaltninger ( f.eks. slukning af IO -moduler, når den ikke er i brug). For eksempel kommunikerer den via RS485 eller trådløse kommunikationslinks i en multi-drop-konfiguration. I denne type konfiguration er det en fjernenhed, der indsamler data og udfører simple kontrolopgaver. Den har ikke bevægelige dele og bruger ekstremt lav strøm og er ofte soldrevet.
Strømforsyning
En form for strømforsyning vil blive inkluderet til drift fra vekselstrømforsyningen til forskellige CPU'er, statusvådspændinger og andre interfacekort. Dette kan bestå af AC til DC -omformere, der drives fra et stationsbatterisystem.
RTU'er kan omfatte et batteri og en oplader til at fortsætte driften i tilfælde af AC -strømafbrydelse for kritiske applikationer, hvor et stationsbatteri ikke er tilgængeligt.
Digitale (status) indgange
De fleste RTU'er indeholder en input-sektion eller input-statuskort for at erhverve to statslige oplysninger fra den virkelige verden. Dette opnås sædvanligvis ved at bruge en isoleret spænding eller strømkilde til at registrere placeringen af en fjernkontakt (åben eller lukket) på RTU -stedet. Denne kontaktposition kan repræsentere mange forskellige enheder, herunder elektriske afbrydere, væskeventilpositioner, alarmtilstande og mekaniske positioner for enheder. Tællerindgange er valgfri.
Analoge indgange
En RTU kan overvåge analoge indgange af forskellige typer, herunder 0-1 mA, 4–20 mA strømsløjfe , 0–10 V., ± 2,5 V, ± 5,0 V osv. Mange RTU-indgange buffer større mængder via transducere for at konvertere og isolere reelle -verdensmængder fra følsomme RTU -inputniveauer. En RTU kan også modtage analoge data via et kommunikationssystem fra en master eller IED ( intelligent elektronisk enhed ), der sender dataværdier til den.
RTU- eller værtsystemet oversætter og skalerer disse rådata til de passende enheder, såsom mængden af vand, temperaturgrader eller megawatt, før dataene præsenteres for brugeren via grænsefladen mellem mennesker og maskiner .
Digitale (kontrolrelæ) udgange
RTU'er kan køre relæer med høj strømkapacitet til et digitalt udgangskort (eller "DO") for at tænde og slukke for enheder i marken. DO -kortet skifter spænding til spolen i relæet, som lukker de høje strømkontakter, som fuldender strømkredsløbet til enheden.
RTU -udgange kan også bestå i at køre en følsom logisk indgang på en elektronisk PLC eller anden elektronisk enhed ved hjælp af en følsom 5 V -indgang.
Analoge udgange
Selvom det ikke er så almindeligt anvendt, kan analoge udgange inkluderes for at styre enheder, der kræver forskellige mængder, f.eks. Grafiske optagelsesinstrumenter (strimmeldiagrammer). Opsummerede eller behandlede datamængder kan genereres i et master SCADA -system og udskrives til visning lokalt eller eksternt, hvor det er nødvendigt.
Software og logik kontrol
Moderne RTU'er er normalt i stand til at udføre simple programmer autonomt uden at involvere værtscomputerne i DCS- eller SCADA -systemet for at forenkle implementeringen og give redundans af sikkerhedsmæssige årsager. En RTU i et moderne vandhåndteringssystem vil typisk have kode til at ændre dens adfærd, når fysiske overstyringsafbrydere på RTU'en skiftes under vedligeholdelse af vedligeholdelsespersonale. Dette gøres af sikkerhedsmæssige årsager; en fejlkommunikation mellem systemoperatørerne og vedligeholdelsespersonale kan forårsage, at systemoperatører fejlagtigt aktiverer strøm til en vandpumpe, når den f.eks. udskiftes.
Vedligeholdelsespersonale bør have alt udstyr, de arbejder på, frakoblet strømmen og låst for at forhindre skade og/eller personskade.
Kommunikation
En RTU kan have grænseflade til flere masterstationer og IED'er ( intelligente elektroniske enheder ) med forskellige kommunikationsprotokoller (normalt seriel ( RS232 , RS485 , RS422 ) eller Ethernet ). En RTU understøtter muligvis standardprotokoller ( Modbus , IEC 60870-5 -101/103/104, DNP3 , IEC 60870-6 -ICCP, IEC 61850 osv.) Til grænseflade til tredjepartssoftware.
Dataoverførsel kan initieres fra begge sider ved hjælp af forskellige teknikker for at sikre synkronisering med minimal datatrafik. Master kan afstemme sin underordnede enhed (Master til RTU eller RTU til IED) for ændringer af data med jævne mellemrum. Ændringer af analoge værdier vil normalt kun blive rapporteret om ændringer uden for en fastsat grænse fra den sidste overførte værdi. Digitale (status) værdier observerer en lignende teknik og sender kun grupper (bytes), når et inkluderet punkt (bit) ændres. En anden anvendt metode er, hvor en underordnet enhed starter en opdatering af data efter en forudbestemt ændring i analoge eller digitale data. Komplet dataoverførsel skal udføres periodisk med begge metoder for at sikre fuld synkronisering og eliminere forældede data. De fleste kommunikationsprotokoller understøtter begge metoder, der kan programmeres af installationsprogrammet.
Flere RTU'er eller IED'er kan dele en kommunikationslinje i en multi-drop-ordning , da enheder adresseres entydigt og kun svarer på deres egne meningsmålinger og kommandoer.
IED -kommunikation
IED -kommunikation overfører data mellem RTU og en IED. Dette kan eliminere behovet for mange hardware statusindgange, analoge indgange og relæudgange i RTU'en. Kommunikation opnås ved hjælp af kobber- eller fiberoptiske linjer .
Master kommunikation
Masterkommunikation forekommer normalt mellem en RTU og et større kontrolsystem eller et dataindsamlingssystem (indarbejdet i et større system). Data kan flyttes ved hjælp af et kobber, fiberoptisk eller radiofrekvent kommunikationssystem.
Ansøgninger
- Fjernovervågning af funktioner og instrumentering til:
- Olie og gas (offshore -platforme, oliebrønde på land, pumpestationer på rørledninger)
- Netværk af pumpestationer (opsamling af spildevand eller til vandforsyning)
- Miljøovervågningssystemer (forurening, luftkvalitet, emissionsovervågning)
- Mine websteder
- Lufttrafikudstyr såsom navigationshjælpemidler (DVOR, DME, ILS og GP)
-
Fjernovervågning og kontrol af funktioner og instrumentering til:
- Hydrografik (vandforsyning, reservoirer, spildevandssystemer)
- Elektriske kraftoverførselsnetværk og tilhørende udstyr
- Naturgasnetværk og tilhørende udstyr
- Udendørs advarselssirener
- Den Biosphere II -projektet
Se også
Referencer
2. Gemini 3 Remote Terminal Unit Lucy Electric