Una RTU monitora i parametri digitali e analogici del campo e trasmette i dati a una SCADA Master Station. Esegue il software di configurazione per collegare i flussi di dati in ingresso ai flussi di dati in uscita, definire i protocolli di comunicazione e risolvere i problemi di installazione sul campo.
Una RTU può consistere in una scheda di circuito complessa composta da varie sezioni necessarie per svolgere una funzione personalizzata, oppure può consistere in molte schede di circuito che includono una CPU o un’elaborazione con interfaccia(i) di comunicazione, e una o più delle seguenti: (AI) ingresso analogico, (DI) ingresso digitale (stato), (DO/CO) uscita digitale (o relè di controllo), o (AO) scheda/e di uscita analogica.
Una RTU potrebbe anche essere una piccola unità di controllo di processo con un piccolo database per PID, allarmi, filtraggio, trending e altre funzioni integrate con alcuni compiti BASIC (linguaggio di programmazione). Le RTU moderne tipicamente supportano lo standard di programmazione IEC 61131-3 per i controllori logici programmabili. Poiché le RTU possono essere impiegate abitualmente nei sistemi di sorveglianza di pipeline e reti, o in altri ambienti difficili da raggiungere o estremi (per esempio nel progetto Biosphere 2), sono tenute a operare in condizioni difficili, e ad implementare misure di risparmio energetico (come lo spegnimento dei moduli IO quando non sono in uso). Per esempio, comunica tramite RS485 o link di comunicazione wireless in una configurazione multi-drop. In questo tipo di configurazione è un’unità remota che raccoglie dati ed esegue semplici compiti di controllo. Non ha parti in movimento e utilizza una potenza estremamente bassa e spesso è alimentato a energia solare.
AlimentazioneModifica
Una forma di alimentazione sarà inclusa per il funzionamento dalla rete AC per varie CPU, tensioni di bagnatura dello stato e altre schede di interfaccia. Questo può consistere in convertitori da AC a DC se azionato da un sistema di batterie della stazione.
RTUs può includere una batteria e un circuito caricatore per continuare il funzionamento in caso di mancanza di corrente AC per applicazioni critiche dove una batteria della stazione non è disponibile.
Ingressi digitali (stato) Modifica
La maggior parte delle RTUs incorporano una sezione di ingresso o schede di stato di ingresso per acquisire due informazioni del mondo reale di stato. Questo è di solito realizzato utilizzando una tensione isolata o una sorgente di corrente per rilevare la posizione di un contatto remoto (aperto o chiuso) sul sito della RTU. Questa posizione del contatto può rappresentare molti dispositivi diversi, compresi gli interruttori elettrici, le posizioni delle valvole di liquido, le condizioni di allarme e le posizioni meccaniche dei dispositivi. Gli ingressi contatore sono opzionali.
Ingressi analogiciModifica
Una RTU può monitorare ingressi analogici di diversi tipi tra cui 0-1 mA, 4-20 mA current loop, 0-10 V., ±2.5 V, ±5.0 V ecc. Molti ingressi RTU tamponano quantità più grandi tramite trasduttori per convertire e isolare le quantità del mondo reale dai livelli di ingresso sensibili della RTU.Una RTU può anche ricevere dati analogici tramite un sistema di comunicazione da un master o IED (dispositivo elettronico intelligente) che gli invia valori di dati.
La RTU o il sistema host traduce e scala questi dati grezzi nelle unità appropriate come la quantità d’acqua rimasta, i gradi di temperatura o i Megawatt, prima di presentare i dati all’utente tramite l’interfaccia uomo-macchina.
Uscite digitali (relè di controllo) Modifica
Le RTU possono guidare relè ad alta capacità di corrente a una scheda di uscita digitale (o “DO”) per accendere e spegnere i dispositivi in campo. La scheda DO commuta la tensione alla bobina del relè, che chiude i contatti ad alta corrente, il che completa il circuito di alimentazione al dispositivo.
Le uscite RTU possono anche consistere nel pilotare un ingresso logico sensibile su un PLC elettronico, o un altro dispositivo elettronico che utilizza un ingresso sensibile a 5 V.
Uscite analogicheModifica
Sebbene non siano così comunemente usate, le uscite analogiche possono essere incluse per controllare dispositivi che richiedono quantità variabili, come gli strumenti di registrazione grafica (diagrammi a nastro). Le quantità di dati sommate o elaborate possono essere generate in un sistema SCADA principale ed essere emesse per la visualizzazione in locale o in remoto, ovunque sia necessario.
Software e controllo logicoModifica
Le RTU moderne sono solitamente in grado di eseguire programmi semplici in modo autonomo senza coinvolgere i computer host del DCS o del sistema SCADA per semplificare l’implementazione e fornire ridondanza per motivi di sicurezza. Una RTU in un moderno sistema di gestione dell’acqua avrà tipicamente un codice per modificare il suo comportamento quando gli interruttori fisici di override sulla RTU sono attivati durante la manutenzione dal personale di manutenzione. Questo viene fatto per ragioni di sicurezza; una cattiva comunicazione tra gli operatori del sistema e il personale di manutenzione potrebbe far sì che gli operatori del sistema attivino erroneamente l’alimentazione di una pompa dell’acqua quando questa viene sostituita, per esempio.
Il personale di manutenzione dovrebbe avere qualsiasi attrezzatura su cui sta lavorando scollegata dall’alimentazione e bloccata per prevenire danni e/o lesioni.
ComunicazioniModifica
Una RTU può essere interfacciata a più stazioni master e IED (dispositivi elettronici intelligenti) con diversi protocolli di comunicazione (solitamente seriali (RS232, RS485, RS422) o Ethernet). Una RTU può supportare protocolli standard (Modbus, IEC 60870-5-101/103/104, DNP3, IEC 60870-6-ICCP, IEC 61850 ecc.) per interfacciare qualsiasi software di terze parti. Il master può interrogare la sua unità subordinata (da master a RTU o da RTU a IED) per le modifiche dei dati su base periodica. I cambiamenti dei valori analogici saranno di solito segnalati solo sui cambiamenti al di fuori di un limite impostato dall’ultimo valore trasmesso. I valori digitali (di stato) osservano una tecnica simile e trasmettono solo gruppi (byte) quando un punto incluso (bit) cambia. Un altro metodo usato è quello in cui un’unità subordinata inizia un aggiornamento dei dati su un cambiamento predeterminato nei dati analogici o digitali. La trasmissione completa dei dati deve essere eseguita periodicamente, con entrambi i metodi, per assicurare una sincronizzazione completa ed eliminare i dati stantii. La maggior parte dei protocolli di comunicazione supportano entrambi i metodi, programmabili dall’installatore.
Molteplici RTU o IED possono condividere una linea di comunicazione, in uno schema multi-drop, poiché le unità sono indirizzate in modo unico e rispondono solo ai propri sondaggi e comandi.
Comunicazioni IEDModifica
Le comunicazioni IED trasferiscono dati tra la RTU e uno IED. Questo può eliminare la necessità di molti ingressi di stato hardware, ingressi analogici e uscite a relè nella RTU. Le comunicazioni sono realizzate da linee in rame o in fibra ottica.
Master communicationsEdit
Le comunicazioni master avvengono di solito tra una RTU e un sistema di controllo più grande o un sistema di raccolta dati (incorporato in un sistema più grande). I dati possono essere trasferiti utilizzando un sistema di comunicazione in rame, fibra ottica o radiofrequenza.