リモート端末ユニット

リモート端末ユニット（RTU ）は、マイクロプロセッサ制御の電子デバイスであり、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SCADA （監視制御およびデータ収集）システムにインターフェイスします。 ^{[1] RTUの他の用語には}、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、データを SCADA マスター ステーションに送信します。セットアップ ソフトウェアを実行して、データ入力ストリームをデータ出力ストリームに接続し、通信プロトコルを定義し、現場でのインストールの問題をトラブルシューティングします。

RTU は、カスタムフィット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 つの複雑な回路カードで構成される場合もあれば、CPU や通信インターフェイスを備えた処理を含む多数の回路カードと、(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、(AO) アナログ出力カードのうち 1 つ以上で構成される場合もあります。

RTU は、PID、アラーム、フィルタリング、トレンド分析などの機能のための小さなデータベースと、いくつかのBASIC (プログラミング言語) タスクを備えた小型のプロセス制御ユニットである場合もあります。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プログラミング標準をサポートしています。RTU は、パイプラインやグリッド ガーディング システム、またはその他のアクセスが困難な環境や極端な環境 (たとえば、Biosphere 2プロジェクト) に日常的に導入される可能性があるため、厳しい条件下で動作し、省エネ対策 (使用していないときに IO モジュールをオフにするなど) を実装する必要があります。たとえば、マルチドロップ構成では、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、単純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、消費電力は極めて低く、多くの場合、太陽光発電です。

さまざまな CPU、ステータス ウェッティング電圧、およびその他のインターフェイス カード用の AC 主電源からの動作用に、電源装置が組み込まれます。ステーションのバッテリー システムから動作する場合は、AC から DC へのコンバーターで構成される場合があります。

RTU には、ステーション バッテリーが利用できない重要なアプリケーションで AC 電源障害が発生した場合でも動作を継続するためのバッテリーと充電器の回路が含まれる場合があります。

ほとんどの RTU には、2 つの状態の実世界情報を取得するための入力セクションまたは入力ステータス カードが組み込まれています。これは通常、RTU サイトでのリモート接点 (開または閉) の位置を感知するために、絶縁された電圧または電流源を使用することで実現されます。この接点の位置は、電気ブレーカー、液体バルブの位置、アラーム状態、デバイスの機械的位置など、さまざまなデバイスを表すことができます。カウンター入力はオプションです。

RTU は、0～1 mA、4～20 mA の電流ループ、0～10 V、±2.5 V、±5.0 V など、さまざまなタイプのアナログ入力を監視できます。多くの RTU 入力は、トランスデューサーを介して大量のデータをバッファリングし、敏感な RTU 入力レベルから実際の量を変換して分離します。RTU は、データ値を送信するマスターまたは IED (インテリジェント電子デバイス) から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、残水量、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 インターフェイスを介してユーザーにデータを提示します。

RTU は、デジタル出力 (または「DO」) ボードへの高電流容量リレーを駆動して、現場のデバイスへの電源のオン/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への電圧を切り替え、高電流接点を閉じて、デバイスへの電源回路を完成させます。

RTU 出力は、電子PLCまたは高感度 5 V 入力を使用するその他の電子デバイス上の高感度ロジック入力を駆動することでも構成されます。

一般的にはあまり使用されていませんが、アナログ出力は、グラフィック記録装置 (ストリップ チャート) などのさまざまな量を必要とするデバイスを制御するために組み込むことができます。合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、 DCSまたはSCADAシステムのホスト コンピューターを介さずに単純なプログラムを自律的に実行できるため、導入が簡素化され、安全上の理由から冗長性が確保されます。最新の水管理システムの RTU には通常、保守担当者が保守中に RTU の物理的なオーバーライド スイッチを切り替えたときに動作を変更するコードがあります。これは安全上の理由で行われます。たとえば、システム オペレーターと保守担当者の間でコミュニケーションがとれなかった場合、システム オペレーターが交換中の水ポンプへの電源を誤ってオンにしてしまう可能性があります。

保守担当者は、損傷や怪我を防ぐために、作業中の機器を電源から切り離し、ロックする必要があります。

RTU は、さまざまな通信プロトコル (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、複数のマスター ステーションおよび IED (インテリジェント電子デバイス) に接続できます。RTUは、標準プロトコル ( Modbus、IEC 60870-5 -101/103/104、DNP3、IEC 60870-6 -ICCP、IEC 61850など) をサポートして、サードパーティ ソフトウェアと接続できます。

データ転送は、さまざまな手法を使用してどちらの側からでも開始でき、最小限のデータ トラフィックで同期を確保できます。マスターは、データの変更について、定期的に従属ユニット (マスターから RTU または RTU から IED) 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た変更についてのみ報告されます。デジタル (ステータス) 値は同様の手法に従い、1 つのポイント (ビット) が変更された場合にのみグループ (バイト) を送信します。使用される別の方法は、アナログまたはデジタル データの所定の変更時に従属ユニットが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には、どちらの方法でも完全なデータ送信を定期的に実行する必要があります。ほとんどの通信プロトコルは、インストーラーによってプログラム可能な両方の方法をサポートしています。

ユニットは一意にアドレス指定され、独自のポーリングとコマンドにのみ応答するため、マルチドロップ方式では複数の RTU または IED が通信回線を共有できます。

IED 通信は、RTU と IED (インテリジェント電子デバイス) 間でデータを転送します。これにより、RTU の多くのハードウェア ステータス入力、アナログ入力、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 ライン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。データは、銅線、光ファイバー、または無線周波数通信システムを使用して移動できます。

• 以下の機能と計測機器のリモート監視:
  • 石油とガス（海上プラットフォーム、陸上油井、パイプラインのポンプ場）
  • ポンプ場のネットワーク（廃水収集、または給水用）
  • 環境監視システム（汚染、大気質、排出物の監視）
  • 鉱山跡地
  • 航法援助装置（DVOR、DME、ILS、GP）などの航空交通設備
• 以下の機能および計装の リモート監視および制御:
  • 水路測量（給水、貯水池、下水道）
  • 電力送電網および関連機器
  • 天然ガスネットワークおよび関連機器
  • 屋外警報サイレン
  • バイオスフィアIIプロジェクト

• テレメトリ
• デジタル保護リレー
• 非破壊検査
• SCADA
• メタスフィアRTU

• Gemini 3 リモートターミナルユニット