En RTU övervakar fältets digitala och analoga parametrar och överför data till en SCADA-masterstation. Den kör installationsprogramvara för att ansluta datainmatningsströmmar till datautmatningsströmmar, definiera kommunikationsprotokoll och felsöka installationsproblem i fält.
En RTU kan bestå av ett komplext kretskort som består av olika sektioner som behövs för att utföra en skräddarsydd funktion, eller kan bestå av många kretskort, inklusive en CPU eller en processor med kommunikationsgränssnitt, och en eller flera av följande: (AI) analog ingång, (DI) digital (status)ingång, (DO/CO) digital (eller styrrelä)utgång, eller (AO) kort för analog utgång.
En RTU kan till och med vara en liten processstyrningsenhet med en liten databas för PID, larm, filtrering, trending och andra funktioner kompletterat med vissa BASIC-uppgifter (programmeringsspråk). Moderna RTU:er stöder vanligtvis programmeringsstandarden IEC 61131-3 för programmerbara logikkontroller. Eftersom RTU:er kan användas rutinmässigt i system för bevakning av rörledningar och nät, eller i andra svåråtkomliga eller extrema miljöer (t.ex. i Biosphere 2-projektet), måste de fungera under svåra förhållanden och genomföra energibesparande åtgärder (t.ex. genom att stänga av IO-moduler när de inte används). Den kommunicerar till exempel via RS485 eller trådlösa kommunikationslänkar i en multi-drop-konfiguration. I denna typ av konfiguration är det en fjärrenhet som samlar in data och utför enkla kontrolluppgifter. Den har inga rörliga delar och använder extremt lite ström och är ofta solcellsdriven.
StrömförsörjningRedigera
En form av strömförsörjning kommer att ingå för drift från växelströmsnätet för olika CPU, statusvätskespänningar och andra gränssnittskort. Detta kan bestå av växelströms- till likströmsomvandlare om de drivs från ett stationsbatterisystem.
RTU:er kan innehålla ett batteri och en laddningskrets för att fortsätta driften i händelse av växelströmsavbrott för kritiska tillämpningar där ett stationsbatteri inte finns tillgängligt.
Digitala (status)ingångarRedigera
De flesta RTU:er innehåller en ingångssektion eller ingångsstatuskort för att få in information om två tillstånd i den verkliga världen. Detta åstadkoms vanligtvis genom att använda en isolerad spännings- eller strömkälla för att känna av läget för en fjärrkontakt (öppen eller stängd) på RTU-platsen. Denna kontaktposition kan representera många olika enheter, inklusive elektriska brytare, vätskekranlägen, larmtillstånd och mekaniska lägen för enheter. Räknaringångar är valfria.
Analoga ingångarRedigera
En RTU kan övervaka analoga ingångar av olika typer, inklusive 0-1 mA, 4-20 mA strömslinga, 0-10 V., ±2,5 V, ±5,0 V osv. Många RTU-ingångar buffrar större mängder via transducers för att konvertera och isolera verkliga mängder från känsliga RTU-ingångsnivåer.En RTU kan också ta emot analoga data via ett kommunikationssystem från en master eller IED (intelligent elektronisk enhet) som skickar datavärden till den.
RTU:n eller värdsystemet översätter och skalar dessa rådata till lämpliga enheter, t.ex. mängden kvarvarande vatten, temperaturgrader eller megawatt, innan data presenteras för användaren via gränssnittet människa-maskin.
Digitala (styrrelä) utgångarRedigera
RTU:er kan driva reläer med hög strömkapacitet till ett digitalt uttagskort (eller ”DO”-kort) för att koppla på och stänga av strömmen till enheter i fält. DO-kortet växlar spänning till spolen i reläet, som stänger högströmskontakterna, vilket avslutar strömkretsen till enheten.
RTU-utgångar kan också bestå av att driva en känslig logisk ingång på en elektronisk PLC, eller annan elektronisk enhet som använder en känslig 5 V-ingång.
Analoga utgångarRedigera
Och även om det inte är lika vanligt att använda analoga utgångar, så kan de inkluderas för att styra enheter som kräver varierande mängder, t.ex. grafiska inspelningsinstrument (banddiagram). Summerade eller bearbetade datakvantiteter kan genereras i ett master SCADA-system och skickas ut för visning lokalt eller på distans, varhelst det behövs.
Mjukvaru- och logikstyrningRedigera
Moderna RTU:er kan vanligen exekvera enkla program autonomt utan att involvera värddatorerna i DCS- eller SCADA-systemet för att förenkla installationen och för att ge redundans av säkerhetsskäl. En RTU i ett modernt vattenhanteringssystem kommer vanligtvis att ha kod för att ändra sitt beteende när fysiska överstyrningsbrytare på RTU:n kopplas om under underhåll av underhållspersonal. Detta görs av säkerhetsskäl; ett missförstånd mellan systemoperatörerna och underhållspersonalen kan leda till att systemoperatörerna av misstag aktiverar strömmen till en vattenpump när den byts ut, till exempel.
Underhållspersonalen bör ha all utrustning som de arbetar på bortkopplad från strömmen och låst för att förhindra skador och/eller personskador.
KommunikationRedigera
En RTU kan kopplas till flera masterstationer och IED:er (Intelligent Electronic Devices) med olika kommunikationsprotokoll (vanligen seriellt (RS232, RS485, RS422) eller Ethernet). En RTU kan stödja standardprotokoll (Modbus, IEC 60870-5-101/103/104, DNP3, IEC 60870-6-ICCP, IEC 61850 etc.) för att koppla in programvara från tredje part.
Dataöverföringen kan initieras från båda ändarna med hjälp av olika tekniker för att säkerställa synkronisering med minimal datatrafik. Huvudmannen kan fråga sin underordnade enhet (huvudman till RTU eller RTU till IED) om ändringar av data med jämna mellanrum. Analoga värdeförändringar rapporteras vanligen endast vid förändringar utanför en fastställd gräns från det senast överförda värdet. Digitala (status)värden följer en liknande teknik och överför endast grupper (bytes) när en inkluderad punkt (bit) ändras. En annan metod som används är att en underordnad enhet initierar en uppdatering av data vid en förutbestämd förändring av analoga eller digitala data. Fullständig dataöverföring måste utföras med jämna mellanrum, oavsett metod, för att säkerställa fullständig synkronisering och eliminera föråldrade data. De flesta kommunikationsprotokoll stöder båda metoderna, som kan programmeras av installatören.
Flera RTU:er eller IED:er kan dela en kommunikationslinje, i ett multidroppssystem, eftersom enheterna är unikt adresserade och endast svarar på sina egna polls och kommandon.
IED-kommunikationRedigera
IED-kommunikation överför data mellan RTU:n och en IED. Detta kan eliminera behovet av många hårdvarustatusingångar, analoga ingångar och reläutgångar i RTU:n. Kommunikationen sker via koppar- eller fiberoptikledningar.
MasterkommunikationEdit
Masterkommunikation sker vanligtvis mellan en RTU och ett större styrsystem eller ett datainsamlingssystem (som ingår i ett större system). Data kan flyttas med hjälp av ett koppar-, fiberoptik- eller radiofrekvenskommunikationssystem.