
リモート端末装置(RTU)は、マイクロプロセッサ制御の電子機器であり、テレメトリデータをマスターシステムに送信し、マスター監視システムからのメッセージを使用して接続されたオブジェクトを制御することにより、物理世界のオブジェクトを分散制御システムまたは監視制御およびデータ収集(SCADA)システムに接続します。[ 1 ] RTU には、リモートテレメトリユニットやリモートテレコントロールユニットなどの用語が使用される場合があります。
RTUは、現場のデジタルおよびアナログパラメータを監視し、SCADAマスターステーションにデータを送信します。また、設定ソフトウェアを実行して、データ入力ストリームとデータ出力ストリームを接続し、通信プロトコルを定義し、現場での設置上の問題をトラブルシューティングします。
RTUは、特定の機能を実行するために必要なさまざまなセクションで構成される1枚の複雑な回路カードで構成される場合もあれば、CPUまたは通信インターフェースを備えた処理を含む多数の回路カードと、次の1つ以上で構成される場合もある。(AI)アナログ入力、(DI)デジタル(ステータス)入力、(DO/CO)デジタル(または制御リレー)出力、または(AO)アナログ出力カード。
RTUは、PID、アラーム、フィルタリング、トレンドなどの機能のための小さなデータベースを備えた小型のプロセス制御ユニットであり、BASIC(プログラミング言語)タスクもいくつか備えています。最新のRTUは通常、プログラマブルロジックコントローラのIEC 61131-3プログラミング規格をサポートしています。RTUは、パイプラインやグリッドの監視システム、またはアクセスが困難な環境や極限環境(たとえば、バイオスフィア2プロジェクト)に日常的に設置される可能性があるため、過酷な条件下で動作し、エネルギー節約対策(使用していないときにIOモジュールをオフにするなど)を実行する必要があります。たとえば、マルチドロップ構成でRS485または無線通信リンクを介して通信します。このタイプの構成では、データを収集し、簡単な制御タスクを実行するリモートユニットです。可動部品がなく、非常に低消費電力で、多くの場合、太陽光発電で動作します。
各種CPU、ステータス電圧、その他のインターフェースカードへの給電には、交流電源からの給電方式が採用される。ステーションバッテリーシステムから給電する場合は、交流-直流変換器が用いられる場合もある。
RTU(遠隔端末装置)には、ステーションバッテリーが利用できない重要な用途において、交流電源の障害が発生した場合でも動作を継続できるように、バッテリーと充電回路が組み込まれている場合があります。
ほとんどのRTUには、現場からON/OFF情報を読み取るための入力ステータスカードと呼ばれるセクションがあります。これは、RTU設置場所にある接点(スイッチなど)が開いているか閉じているかを確認することで行われます。この接点は、次のようなさまざまなデバイスに属している可能性があります。
一部のRTUはイベント(コンタクトが開閉した回数など)をカウントすることもできますが、これはオプションです。
RTUは、0~ 1mA、4~ 20mAの電流ループ、0~ 10V、±2.5V 、±5.0V など、さまざまな種類のアナログ入力を監視できます。多くのRTU入力は、トランスデューサを介して大容量のデータをバッファリングし、実際の値をRTUの敏感な入力レベルから分離します。RTUはまた、マスターまたはインテリジェント電子機器(IED)からデータ値を受け取り、通信システムを介してアナログデータを受信することもできます。
RTUまたはホストシステムは、この生データを、残りの水の量、温度、メガワットなどの適切な単位に変換およびスケーリングしてから、ヒューマンマシンインターフェースを介してユーザーにデータを提供します。
RTUは、高電流容量リレーを介してデジタル出力(DO)ボードに接続し、現場の機器への電源のオン/オフを切り替えることができます。DOボードはリレーのコイルに電圧を供給し、コイルが高電流接点を閉じることで、機器への電源回路が完成します。
RTUの出力は、電子PLCの高感度ロジック入力、または高感度5V 入力を使用するその他の電子機器を駆動することによって構成される場合もある。
あまり一般的ではありませんが、アナログ出力は、グラフィック記録計(ストリップチャート)など、様々な量のデータを必要とする機器を制御するために組み込まれる場合があります。集計または処理されたデータ量は、マスターSCADAシステムで生成され、必要に応じてローカルまたはリモートで表示するために出力されます。
最新のRTUは通常、導入を簡素化し、安全上の理由から冗長性を確保するために、 DCSやSCADAシステムのホストコンピュータを介さずに、単純なプログラムを自律的に実行できる機能を備えています。最新の水管理システムにおけるRTUには、保守担当者が保守作業中にRTU上の物理的なオーバーライドスイッチを切り替えた際に、その動作を変更するコードが通常含まれています。これは安全上の理由によるもので、例えば、システムオペレーターと保守担当者間の意思疎通の不備により、システムオペレーターがポンプ交換時に誤ってポンプの電源を入れてしまうといった事態を防ぐためです。
保守担当者は、損傷や怪我を防ぐため、作業中の機器はすべて電源を切り、施錠しておく必要があります。
RTUは、異なる通信プロトコル(通常はシリアル(RS-232、RS-485、RS-422)またはイーサネット)を使用して、複数のマスタステーションおよびIEDと接続できます。RTUは、サードパーティ製ソフトウェアと接続するために、標準プロトコル(Modbus、IEC 60870-5-101 /103/104、DNP3、IEC 60870-6 -ICCP、IEC 61850など)をサポートできます。
データ転送は、最小限のデータトラフィックで同期を確保するために、さまざまな手法を用いて両端から開始できます。マスターは、従属ユニット(マスターからRTU、またはRTUからIED)に対して、定期的にデータの変更をポーリングできます。アナログ値の変更は、通常、最後に送信された値から設定された制限を超える変更があった場合にのみ報告されます。デジタル(ステータス)値も同様の手法を採用し、含まれるポイント(ビット)が1つ変更された場合にのみグループ(バイト)を送信します。もう1つの方法は、従属ユニットが、アナログデータまたはデジタルデータの所定の変更に基づいてデータの更新を開始する方法です。完全な同期を確保し、古いデータを排除するためには、どちらの方法でも、定期的に完全なデータ送信を実行する必要があります。ほとんどの通信プロトコルは、インストーラーがプログラム可能な両方の方法をサポートしています。
複数のRTUまたはIEDは、マルチドロップ方式において通信回線を共有する場合があります。これは、各ユニットが固有のアドレスを持ち、自身のポーリングとコマンドにのみ応答するためです。
IED通信は、RTUとIED間でデータを転送します。これにより、RTUにおける多くのハードウェアステータス入力、アナログ入力、およびリレー出力が不要になります。通信は、銅線または光ファイバー回線によって行われます。
マスター通信は通常、RTUとより大規模な制御システムまたはデータ収集システム(より大規模なシステムに組み込まれている)との間で行われます。データの伝送には、銅線、光ファイバー、または無線周波数通信システムが使用されます。