Een RTU bewaakt de digitale en analoge veldparameters en zendt gegevens naar een SCADA Master Station. Er wordt instellingssoftware op uitgevoerd om gegevensinvoerstromen met gegevensuitvoerstromen te verbinden, communicatieprotocollen te definiëren en problemen met de installatie in het veld op te lossen.
Een RTU kan bestaan uit één complexe circuitkaart die bestaat uit verschillende secties die nodig zijn om een op maat gemaakte functie uit te voeren, of kan bestaan uit vele circuitkaarten, waaronder een CPU of verwerkingseenheid met communicatie-interface(s), en een of meer van de volgende onderdelen: (AI) analoge ingang, (DI) digitale (status) ingang, (DO/CO) digitale (of stuurrelais) uitgang, of (AO) analoge uitgangskaart(en).
Een RTU kan zelfs een kleine procesbesturingseenheid zijn met een kleine database voor PID, Alarming, Filtering, Trending en andere functies aangevuld met enkele BASIC (programmeertaal) taken. Moderne RTU’s ondersteunen doorgaans de IEC 61131-3-programmeernorm voor programmeerbare logische controllers. Aangezien RTU’s routinematig kunnen worden ingezet in pijpleiding- en netbewakingssystemen, of in andere moeilijk bereikbare of extreme omgevingen (bijvoorbeeld in het Biosphere 2-project), moeten zij onder zware omstandigheden kunnen functioneren en energiebesparende maatregelen kunnen treffen (zoals het uitschakelen van IO-modules wanneer deze niet in gebruik zijn). Zo wordt bijvoorbeeld gecommuniceerd via RS485 of draadloze communicatieverbindingen in een multi-drop configuratie. In dit type configuratie is het een eenheid op afstand die gegevens verzamelt en eenvoudige besturingstaken uitvoert. Het heeft geen bewegende delen en gebruikt extreem weinig stroom, vaak op zonne-energie.
VoedingEdit
Er zal een vorm van voeding worden opgenomen voor werking vanaf het wisselstroomnet voor diverse CPU’s, statusbevochtigingsspanningen en andere interfacekaarten. Dit kan bestaan uit AC naar DC omzetters wanneer gewerkt wordt vanuit een station batterij systeem.
RTUs kunnen een batterij en lader circuits omvatten om de werking voort te zetten in geval van AC stroomuitval voor kritische toepassingen waar een station batterij niet beschikbaar is.
Digitale (status) ingangenEdit
De meeste RTUs bevatten een ingang sectie of ingang status kaarten om twee state real-world informatie te verwerven. Dit wordt gewoonlijk bereikt door een geïsoleerde spannings- of stroombron te gebruiken om de positie van een contact op afstand (open of gesloten) op de RTU-site te detecteren. Deze contactpositie kan veel verschillende apparaten vertegenwoordigen, inclusief elektrische onderbrekers, vloeistofklep posities, alarm condities, en mechanische posities van apparaten. Telleringangen zijn optioneel.
Analoge ingangenEdit
Een RTU kan analoge ingangen van verschillende typen bewaken, waaronder 0-1 mA, 4-20 mA current loop, 0-10 V., ±2,5 V, ±5,0 V enz. Veel RTU-ingangen bufferen grotere grootheden via transducers om reële grootheden om te zetten en te isoleren van gevoelige RTU-ingangsniveaus.Een RTU kan ook analoge gegevens ontvangen via een communicatiesysteem van een master of IED (intelligent elektronisch apparaat) die gegevenswaarden naar de RTU stuurt.
De RTU of het hostsysteem vertaalt en schaalt deze ruwe gegevens in de juiste eenheden, zoals de hoeveelheid resterend water, temperatuurgraden of Megawatt, voordat de gegevens via de mens-machine-interface aan de gebruiker worden gepresenteerd.
Digitale (stuurrelais) uitgangenEdit
RTU’s kunnen relais met hoge stroomcapaciteit naar een digitale uitgang (of “DO”) print sturen om de stroom aan en uit te schakelen voor apparaten in het veld. De DO board schakelt spanning naar de spoel in het relais, die de hoge stroom contacten sluit, die het stroomcircuit naar het apparaat voltooit.
RTU uitgangen kunnen ook bestaan uit het aansturen van een gevoelige logische ingang op een elektronische PLC, of een ander elektronisch apparaat met behulp van een gevoelige 5 V input.
Analoge uitgangenEdit
Hoewel niet zo vaak gebruikt, kunnen analoge uitgangen worden opgenomen om apparaten te bedienen die variërende hoeveelheden nodig hebben, zoals grafische registratie-instrumenten (strip charts). Gecumuleerde of verwerkte hoeveelheden gegevens kunnen worden gegenereerd in een master SCADA-systeem en uitgevoerd voor weergave lokaal of op afstand, waar nodig.
Software en logische besturingEdit
Moderne RTU’s zijn gewoonlijk in staat om eenvoudige programma’s autonoom uit te voeren zonder de hostcomputers van het DCS- of SCADA-systeem erbij te betrekken om de inzet te vereenvoudigen en om redundantie te bieden om veiligheidsredenen. Een RTU in een modern waterbeheersysteem zal gewoonlijk code hebben om zijn gedrag te wijzigen wanneer fysieke overbruggingsschakelaars op de RTU tijdens onderhoud door onderhoudspersoneel worden omgezet. Dit wordt gedaan om veiligheidsredenen; een miscommunicatie tussen de systeembeheerders en het onderhoudspersoneel zou ertoe kunnen leiden dat de systeembeheerders per ongeluk de stroomtoevoer naar een waterpomp inschakelen wanneer deze wordt vervangen, bijvoorbeeld.
Het onderhoudspersoneel moet alle apparatuur waaraan zij werken spanningsloos en vergrendeld hebben om schade en/of letsel te voorkomen.
CommunicatieEdit
Een RTU kan worden gekoppeld aan meerdere masterstations en IED’s (Intelligent Electronic Devices) met verschillende communicatieprotocollen (meestal serieel (RS232, RS485, RS422) of Ethernet). Een RTU kan standaardprotocollen ondersteunen (Modbus, IEC 60870-5-101/103/104, DNP3, IEC 60870-6-ICCP, IEC 61850 enz.) als interface voor software van derden.
Data-overdracht kan van beide kanten worden geïnitieerd met behulp van verschillende technieken om synchronisatie te verzekeren met minimaal dataverkeer. De master kan zijn ondergeschikte eenheid (Master naar RTU of RTU naar IED) op periodieke basis om gegevensveranderingen vragen. Veranderingen van analoge waarden worden gewoonlijk alleen gerapporteerd bij veranderingen buiten een bepaalde limiet ten opzichte van de laatst verzonden waarde. Digitale (status) waarden volgen een soortgelijke techniek en zenden alleen groepen (bytes) wanneer één opgenomen punt (bit) verandert. Een andere gebruikte methode is dat een ondergeschikte eenheid een update van gegevens initieert bij een vooraf bepaalde verandering in analoge of digitale gegevens. Bij beide methoden moet periodiek een volledige gegevensoverdracht plaatsvinden om een volledige synchronisatie te waarborgen en te voorkomen dat gegevens oud worden. De meeste communicatieprotocollen ondersteunen beide methoden, programmeerbaar door de installateur.
Meerdere RTU’s of IED’s kunnen een communicatielijn delen, in een multi-drop schema, aangezien eenheden uniek worden geadresseerd en alleen reageren op hun eigen polls en commando’s.
IED-communicatieEdit
IED-communicatie draagt gegevens over tussen de RTU en een IED. Dit kan de noodzaak wegnemen van vele hardware statusingangen, analoge ingangen en relaisuitgangen in de RTU. De communicatie vindt plaats via koper- of glasvezelkabels.
MastercommunicatieEdit
Mastercommunicatie vindt gewoonlijk plaats tussen een RTU en een groter regelsysteem of een gegevensverzamelingssysteem (opgenomen in een groter systeem). De gegevens kunnen worden overgebracht via een koper-, glasvezel- of radiofrequentie-communicatiesysteem.