Unidad terminal Remota

Una unidad terminal remota (RTU) es un dispositivo electrónico controlado por un microprocesador que conecta objetos en el mundo físico con un sistema de control distribuido o SCADA (control de supervisión y control de datos). adquisición) sistema transmitiendo datos de telemetría a un sistema maestro, y usando mensajes del sistema de supervisión maestro para controlar los objetos conectados. Otros términos que pueden usarse para RTU son unidad de telemetría remota y unidad de telecontrol remoto.

Arquitectura

Una RTU monitorea los parámetros digitales y analógicos de campo y transmite datos a una estación maestra SCADA. Ejecuta software de configuración para conectar flujos de entrada de datos con flujos de salida de datos, definir protocolos de comunicación y solucionar problemas de instalación en el campo.

Una RTU puede consistir en una tarjeta de circuito compleja que consta de varias secciones necesarias para realizar una función personalizada, o puede consistir en muchas tarjetas de circuito que incluyen una CPU o procesamiento con interfaz(es) de comunicaciones y uno o más de los siguiente: (AI) entrada analógica, (DI) entrada digital (estado), (DO/CO) salida digital (o relé de control) o tarjeta(s) de salida analógica (AO).

Una RTU podría incluso ser una pequeña unidad de control de procesos con una pequeña base de datos para PID, alarmas, filtrado, tendencias y otras funciones complementadas con algunas tareas BÁSICAS (lenguaje de programación). Las RTU modernas suelen admitir el estándar de programación IEC 61131-3 para controladores lógicos programables. Dado que las RTU pueden implementarse rutinariamente en sistemas de protección de tuberías y redes, o en otros entornos extremos o de difícil acceso (por ejemplo, en el proyecto Biosphere 2), deben operar en condiciones difíciles e implementar medidas de ahorro de energía (como apagar módulos IO cuando no estén en uso). Por ejemplo, se comunica a través de RS485 o enlaces de comunicación inalámbricos en una configuración multipunto. En este tipo de configuración se trata de una unidad remota que recoge datos y realiza tareas de control sencillas. No tiene partes móviles y utiliza energía extremadamente baja y, a menudo, funciona con energía solar.

Fuente de alimentación

Se incluirá una forma de fuente de alimentación para el funcionamiento desde la red eléctrica de CA para varias CPU, voltajes de mojado de estado y otras tarjetas de interfaz. Esto puede consistir en convertidores de CA a CC cuando se operan desde un sistema de batería de estación.

Las RTU pueden incluir una batería y un circuito de cargador para continuar funcionando en caso de una falla de energía de CA para aplicaciones críticas donde no hay una batería de estación disponible.

Entradas digitales (estado)

La mayoría de las RTU incorporan una sección de entrada o tarjetas de estado de entrada para adquirir información de dos estados del mundo real. Esto generalmente se logra usando una fuente de voltaje o corriente aislada para detectar la posición de un contacto remoto (abierto o cerrado) en el sitio de la RTU. Esta posición de contacto puede representar muchos dispositivos diferentes, incluidos disyuntores eléctricos, posiciones de válvulas de líquido, condiciones de alarma y posiciones mecánicas de dispositivos. Las entradas de contador son opcionales.

Entradas analógicas

Una RTU puede monitorear entradas analógicas de diferentes tipos, incluidas 0-1 mA, bucle de corriente de 4-20 mA, 0-10 V, ±2,5 V, ±5,0 V, etc. Muchas entradas de RTU amortiguan cantidades más grandes a través de transductores para convertir y aislar cantidades del mundo real de niveles de entrada de RTU sensibles. Una RTU también puede recibir datos analógicos a través de un sistema de comunicación desde un maestro o IED (dispositivo electrónico inteligente) que le envía valores de datos.

La RTU o el sistema anfitrión traduce y escala estos datos sin procesar a las unidades apropiadas, como la cantidad de agua restante, los grados de temperatura o los megavatios, antes de presentar los datos al usuario a través de la interfaz hombre-máquina.

Salidas digitales (relé de control)

Las RTU pueden conducir relés de alta capacidad de corriente a una placa de salida digital (o "DO") para encender y apagar los dispositivos en el campo. La placa DO conmuta el voltaje a la bobina del relé, que cierra los contactos de alta corriente, lo que completa el circuito de alimentación del dispositivo.

Las salidas RTU también pueden consistir en controlar una entrada lógica sensible en un PLC electrónico u otro dispositivo electrónico que utilice una entrada sensible de 5 V.

Salidas analógicas

Aunque no se usan con tanta frecuencia, se pueden incluir salidas analógicas para controlar dispositivos que requieren cantidades variables, como instrumentos de registro gráfico (gráficos de tira). Las cantidades de datos sumados o procesados se pueden generar en un sistema SCADA maestro y generarse para su visualización local o remota, donde sea necesario.

Software y control lógico

Las RTU modernas generalmente son capaces de ejecutar programas simples de forma autónoma sin involucrar a las computadoras host del sistema DCS o SCADA para simplificar la implementación y proporcionar redundancia por razones de seguridad. Una RTU en un sistema moderno de gestión de agua normalmente tendrá un código para modificar su comportamiento cuando el personal de mantenimiento activa los interruptores de anulación física de la RTU durante el mantenimiento. Esto se hace por razones de seguridad; una falta de comunicación entre los operadores del sistema y el personal de mantenimiento podría hacer que los operadores del sistema habiliten por error la alimentación de una bomba de agua cuando se está reemplazando, por ejemplo.

El personal de mantenimiento debe tener cualquier equipo en el que esté trabajando desconectado de la alimentación y bloqueado para evitar daños y/o lesiones.

Comunicaciones

Una RTU puede conectarse a múltiples estaciones maestras e IED (dispositivos electrónicos inteligentes) con diferentes protocolos de comunicación (generalmente serie (RS-232, RS-485, RS-422) o Ethernet). Una RTU puede admitir protocolos estándar (Modbus, IEC 60870-5-101/103/104, DNP3, IEC 60870-6-ICCP, IEC 61850, etc.) para interconectar cualquier software de terceros.

La transferencia de datos se puede iniciar desde cualquier extremo utilizando varias técnicas para garantizar la sincronización con un tráfico de datos mínimo. El maestro puede sondear periódicamente a su unidad subordinada (maestro a RTU o RTU a IED) para detectar cambios de datos. Los cambios de valores analógicos generalmente se informarán solo cuando los cambios estén fuera de un límite establecido desde el último valor transmitido. Los valores digitales (estado) siguen una técnica similar y solo transmiten grupos (bytes) cuando cambia un punto incluido (bit). Otro método utilizado es cuando una unidad subordinada inicia una actualización de datos ante un cambio predeterminado en datos analógicos o digitales. La transmisión completa de datos se debe realizar periódicamente, con cualquiera de los métodos, para garantizar la sincronización completa y eliminar los datos obsoletos. La mayoría de los protocolos de comunicación admiten ambos métodos, programables por el instalador.

Multiple RTUs and IEDs may share a communications line, in a multi-drop scheme, as units are addressed uniquely and only respond to their own polls and commands.

Comunicaciones IED

Las comunicaciones IED transfieren datos entre la RTU y un IED (dispositivos electrónicos inteligentes). Esto puede eliminar la necesidad de muchas entradas de estado de hardware, entradas analógicas y salidas de relé en la RTU. Las comunicaciones se realizan mediante líneas de cobre o fibra óptica.

Comunicaciones maestras

Las comunicaciones maestras generalmente ocurren entre una RTU y un sistema de control más grande o un sistema de recopilación de datos (incorporado a un sistema más grande). Los datos se pueden mover mediante un sistema de comunicación de cobre, fibra óptica o radiofrecuencia.

Aplicaciones

• Supervisión remota de funciones e instrumentación para:
  • Petróleo y gas (bombas terrestres, pozos de petróleo en tierra, bombas en tuberías)
  • Redes de estaciones de bombeo (recopilación de aguas residuales o de suministro de agua)
  • Sistemas de vigilancia ambiental (pollución, calidad del aire, vigilancia de las emisiones)
  • Sitios sobre minas
  • Equipos de tráfico aéreo como ayudas de navegación (DVOR, DME, ILS y GP)
• Supervisión y control remotos de funciones e instrumentación para:
  • Hidrográfico (provisión de agua, depósitos, sistemas de alcantarillado)
  • Redes de transmisión eléctrica y equipo asociado
  • Redes de gas natural y equipo asociado
  • Ceremonias de alerta al aire libre
  • Proyecto de biosfera II