Кіріспе
Телеметриялық деректерді жинауға арналған компьютерлік шеткі құрылғы. Алыстан басқару терминалы (RTU) – микропроцессормен басқарылатын электрондық құрылғы, ол физикалық әлемдегі объектілерді таратылған басқару жүйесіне немесе SCADA (бақылау және деректерді жинау) жүйесіне телеметриялық деректерді бас жүйеге жіберу және бас қадағалау жүйесінен келетін хабарлар арқылы басқару арқылы қосады. RTU терминінің басқа да атаулары – қашықтан телеметриялық құрылғы және қашықтан телебасқару құрылғысы.
A remote terminal unit (RTU) is a microprocessor controlled electronic device that interfaces objects in the physical world to a distributed control system or SCADA (supervisory control and data acquisition) system by transmitting telemetry data to a master system, and by using messages from the master supervisory system to control connected objects. Other terms that may be used for RTU are remote telemetry unit and remote telecontrol unit.
Сәулет
RTU өрістегі цифрлық және аналогты параметрлерді бақылайды және деректерді SCADA бас станциясына жібереді. Ол кіріс деректерін шығыс деректерімен байланыстыратын, байланыс протоколдарын анықтайтын және орнату кезіндегі мәселелерді шешетін бағдарламалық жасақтаманы іске қосады. RTU бір күрделі схемалық картадан тұруы мүмкін, онда арнайы функцияларды орындау үшін қажетті әртүрлі бөлімдер болады, немесе CPU немесе коммуникациялық интерфейсі бар көптеген схемалық карталардан және келесілердің бірінен немесе бірнешесінен құралуы мүмкін: (AI) аналогты кіріс, (DI) цифрлық (күй) кіріс, (DO/CO) цифрлық (немесе басқару релесі) шығыс немесе (AO) аналогты шығыс карталары. RTU тіпті PID, дабылдар, сүзгілеу, трендтеу және басқа функциялар үшін кішкентай деректер базасы бар, сондай-ақ BASIC (бағдарламалау тілі) тапсырмаларымен толықтырылған шағын процесті басқару блогы болуы мүмкін. Қазіргі заманғы RTU-лар бағдарламаланатын логикалық контроллерлер үшін IEC 61131 3 бағдарламалау стандартын қолдайды. RTU құбыржолдар мен желілерді қорғау жүйелерінде немесе басқа да қол жеткізу қиын немесе экстремалды жағдайларда (мысалы, Biosphere 2 жобасында) жиі орналастырылатындықтан, олар қатал жағдайларда жұмыс істеуі және энергияны үнемдеу шараларын іске асыруы керек (мысалы, пайдаланылмаған IO модульдерін өшіру). Мысалы, ол RS485 немесе сымсыз байланыс арналары арқылы көп нүктелі конфигурацияда байланысады. Бұл конфигурацияда ол деректерді жинап, қарапайым басқару міндеттерін орындайтын қашықтан басқару құрылғысы болып табылады. Онда жылжымалы бөліктер жоқ, өте аз қуатты қолданады және көбінесе күн энергиясымен жұмыс істейді.
Электрмен жабдықтау
Әртүрлі CPU, жағдайды бақылау кернеулері және басқа интерфейс карталарынан жұмыс істеу үшін AC желісінен қуат беру түрі қосылады. Бұл станциялық батарея жүйесінен жұмыс істеген кезде AC-DC түрлендіргіштерінен құралуы мүмкін. RTU-лар станциялық батареясы жоқ маңызды қолданбаларда AC қуаты үзілген жағдайда жұмысын жалғастыру үшін батарея және зарядтағыш схемаларын қамтуы мүмкін.
Цифрлық (мемлекеттік) кірулер
Көптеген RTU-лар нақты әлемдегі екі жағдайлы ақпаратты алу үшін кіріс бөлімі немесе кіріс күй карталарын қамтиды. Бұл әдетте RTU орнындағы қашықтан байланыстың (ашық немесе жабық) күйін сезіну үшін оқшауланған кернеу немесе ток көзін пайдалану арқылы іске асырылады. Бұл байланыстың күйі көптеген түрлі құрылғыларды көрсете алады, соның ішінде электрлік автоматтарды, сұйық клапанның орналасуын, дабыл жағдайларын және құрылғылардың механикалық орналасуын. Санағыш кірістері қосымша мүмкіндік ретінде қарастырылады.
Аналогты кіріс
RTU әртүрлі типтегі аналогтық кірістерді қадағалай алады, соның ішінде 0-1 мА, 4–20 мА ток тізбегі, 0–10 В, ±2,5 В, ±5,0 В және т.б. Көптеген RTU кірістері үлкен шамаларды түрлендіргіштер арқылы буферлейді, осылай нақты әлемнің шамаларын RTU кіріс деңгейлерінің сезімталдығынан оқшаулайды. RTU сондай-ақ байланыс жүйесі арқылы, оған деректерді жіберіп тұрған бас құрылғыдан немесе IED (интеллектуалды электрондық құрылғыдан) аналогтық деректерді қабылдай алады. RTU немесе хост-жүйе осы шикі деректерді судың қалған көлемі, температура градустары немесе мегаватттар сияқты тиісті бірліктерге аударады және масштабтайды, содан кейін деректерді адам-машина интерфейсі арқылы пайдаланушыға көрсетеді.
Цифрлық (бақылау релесі) шығыстары
RTU-лар жоғары ток қуаты бар релелерді цифрлық шығыс (немесе "DO") тақтасына жіберіп, олар арқылы өрістегі құрылғылардың қуатын қосуға және өшіруге мүмкіндік береді. DO тақтасы реленің орамдық бөлігіне кернеу жіберіп, артынан жоғары ток өткізгіш байланыстарды жауып, құрылғыға қуат беру тізбегін толықтай аяқтайды. RTU шығыстары электрондық PLC немесе басқа электрондық құрылғының сезімтал 5 В кірісін басқару арқылы да жұмыс істей алады.
Аналогты шығыстар
Дегенмен, аналогтық шығыстар олардың жиі қолданылмауына қарамастан, әртүрлі мөлшерде сигнал қабылдайтын құрылғыларды басқару үшін қолданылуы мүмкін, мысалы, графикалық тіркегіштер (таспа сызбалары). Негізгі SCADA жүйесінде жиынтықталған немесе өңделген деректер жасалып, қажет болған жағдайда жергілікті немесе қашықтықтан көрсету үшін шығарылуы мүмкін.
Бағдарламалық қамтамасыз ету және логикалық басқару
Қазіргі заманғы RTU-лар, әдетте, DCS немесе SCADA жүйесінің бас компьютерлерін араластырмай, қарапайым бағдарламаларды дербес түрде орындауға қабілетті, бұл орнатуды жеңілдету және қауіпсіздік мақсатында қосымша сенімділікті қамтамасыз ету үшін жасалған. Қазіргі заманғы су басқару жүйесіндегі RTU техникалық қызмет көрсету кезінде техникалық қызметкерлер RTU-дағы физикалық басқару түймелерін ауыстырғанда, оның жұмысын өзгертуге арналған кодқа ие болады. Бұл қауіпсіздік үшін жасалады; жүйе операторлары мен техникалық қызметкерлер арасындағы қате түсіністік, мысалы, жүйе операторлары су сорғысын ауыстырып жатқанда оған қателікпен қуат қосуына себеп болуы мүмкін. Техникалық қызметкерлер жұмыс істейтін жабдықтарын қуаттан ажыратып, зақымдану және/немесе жарақат алудың алдын алу үшін құлыптап қоюы керек.
Байланыс
RTU бірнеше бас станциялармен және IED (ақылды электрондық құрылғылар) түрлі байланыс протоколдарымен (әдетте тізбектік (RS 232, RS 485, RS 422) немесе Ethernet) байланыса алады. RTU стандартты протоколдарды қолдайды (Modbus, IEC 60870 5 101/103/104, DNP3, IEC 60870 6 ICCP, IEC 61850 және т.б.) үшінші тараптың кез келген бағдарламалық қамтамасымен интеграция үшін. Деректерді беруді екі жақтан бастауға болады, түрлі техникаларды қолдана отырып, деректер трафигін азайту арқылы синхронизацияны қамтамасыз етуге болады. Бас станция бағынышты құрылғысын (бас станциядан RTU-ға немесе RTU-дан IED-ге) деректердің өзгеруіне қатысты мерзімді түрде сұрап білуі мүмкін. Аналогтық мәндердің өзгеруі әдетте соңғы жіберілген мәннен белгіленген шектен тыс ауытқулар болған жағдайда ғана хабарланады. Цифрлық (статус) мәндер де ұқсас тәсілді қолданады және тек бір кіретін нүкте (бит) өзгерген кезде топтарды (байттарды) жібереді. Тағы бір әдіс – бағынышты құрылғының аналогтық немесе цифрлық деректерде алдын ала белгіленген өзгерістер болған кезде деректерді жаңартуды бастауы. Толық синхронизацияны қамтамасыз ету және ескі деректерді болдырмау үшін толық деректерді беру кез келген әдіспен мерзімді түрде жүргізілуі керек. Көптеген байланыс протоколдары екі әдісті де қолдайды, оларды орнатушы бағдарламалай алады. Бірнеше RTU немесе IED бір байланыс желісін бірнеше құрылғы схемасында бөлісе алады, себебі құрылғылар бірегей идентификаторлармен жабдықталған және тек өздеріне арналған сұраулар мен командаларға ғана жауап береді.
IED байланыстары
IED байланысы RTU және IED (Интеллектуалды электрондық құрылғылар) арасында деректерді алмастырады. Бұл RTU-да көптеген аппараттық күйлерді бақылау, аналогтық кірістер және релелік шығыстарды қажет етуді болдырмайды. Байланыс мыс немесе талшықты-оптикалық кабельдер арқылы жүзеге асырылады.
Негізгі байланыс
Бас байланыс әдетте RTU және үлкен басқару жүйесі немесе деректерді жинау жүйесі (үлкен жүйеге біріктірілген) арасында жүзеге асады. Деректер мыс сымдар, оптикалық талшықтар немесе радиожиілік байланыс жүйесі арқылы берілуі мүмкін.