Una unidad terminal remota ( RTU ) es un dispositivo electrónico controlado por microprocesador que interconecta objetos del mundo físico con un sistema de control distribuido o sistema SCADA (control de supervisión y adquisición de datos) mediante la transmisión de datos de telemetría a un sistema maestro y mediante el uso de mensajes del sistema de supervisión maestro para controlar los objetos conectados. [1] Otros términos que pueden usarse para RTU son unidad de telemetría remota y unidad de telecontrol remota .
Una RTU monitorea los parámetros digitales y analógicos del campo y transmite datos a una estación maestra SCADA. Ejecuta un software de configuración para conectar los flujos de entrada de datos a los flujos de salida de datos, definir protocolos de comunicación y solucionar problemas de instalación en el campo.
Una RTU puede constar de una tarjeta de circuito compleja que consta de varias secciones necesarias para realizar una función personalizada, o puede constar de muchas tarjetas de circuito que incluyen una CPU o un procesador con interfaz(es) de comunicaciones y una o más de las siguientes: (AI) entrada analógica, (DI) entrada digital (estado), (DO/CO) salida digital (o relé de control), o (AO) tarjeta(s) de salida analógica.
Una RTU puede ser incluso una pequeña unidad de control de procesos con una pequeña base de datos para PID, alarmas, filtrado, tendencias y otras funciones complementadas con algunas tareas de BASIC (lenguaje de programación). Las RTU modernas suelen ser compatibles con el estándar de programación IEC 61131-3 para controladores lógicos programables. Dado que las RTU pueden implementarse de forma rutinaria en sistemas de protección de tuberías y redes, o en otros entornos difíciles de alcanzar o extremos (por ejemplo, en el proyecto Biosphere 2 ), se requiere que funcionen en condiciones duras e implementen medidas de ahorro de energía (como apagar los módulos de E/S cuando no se utilizan). Por ejemplo, se comunica a través de RS485 o enlaces de comunicación inalámbricos en una configuración multipunto. En este tipo de configuración, es una unidad remota que recopila datos y realiza tareas de control simples. No tiene partes móviles y utiliza muy poca energía y, a menudo, funciona con energía solar.
Se incluirá una forma de suministro de energía para el funcionamiento desde la red de CA para varias CPU, voltajes de humectación de estado y otras tarjetas de interfaz. Esto puede consistir en convertidores de CA a CC que funcionen desde un sistema de batería de la estación.
Las RTU pueden incluir un circuito de batería y cargador para continuar funcionando en caso de falla del suministro eléctrico de CA para aplicaciones críticas donde no hay una batería de estación disponible.
La mayoría de las RTU incorporan una sección de entrada o tarjetas de estado de entrada para adquirir información del mundo real de dos estados. Esto se logra generalmente mediante el uso de una fuente de voltaje o corriente aislada para detectar la posición de un contacto remoto (abierto o cerrado) en el sitio de la RTU. Esta posición de contacto puede representar muchos dispositivos diferentes, incluidos disyuntores eléctricos, posiciones de válvulas de líquido, condiciones de alarma y posiciones mecánicas de dispositivos. Las entradas de contador son opcionales.
Una RTU puede monitorear entradas analógicas de diferentes tipos, incluidas 0-1 mA, bucle de corriente de 4-20 mA , 0-10 V, ±2,5 V, ±5,0 V, etc. Muchas entradas de RTU almacenan en búfer cantidades mayores a través de transductores para convertir y aislar cantidades del mundo real de los niveles de entrada sensibles de la RTU. Una RTU también puede recibir datos analógicos a través de un sistema de comunicación desde un maestro o IED ( dispositivo electrónico inteligente ) que le envía valores de datos.
La RTU o sistema host traduce y escala estos datos sin procesar en las unidades apropiadas, como la cantidad de agua restante, grados de temperatura o megavatios, antes de presentar los datos al usuario a través de la interfaz hombre-máquina .
Las RTU pueden accionar relés de alta capacidad de corriente hacia una placa de salida digital (o "DO") para encender y apagar dispositivos en el campo. La placa DO conmuta el voltaje a la bobina del relé, que cierra los contactos de alta corriente y completa el circuito de alimentación al dispositivo.
Las salidas RTU también pueden consistir en activar una entrada lógica sensible en un PLC electrónico u otro dispositivo electrónico que utilice una entrada sensible de 5 V.
Si bien no se utilizan con tanta frecuencia, se pueden incluir salidas analógicas para controlar dispositivos que requieren cantidades variables, como instrumentos de registro gráfico (diagramas de banda). Las cantidades de datos sumadas o procesadas se pueden generar en un sistema SCADA maestro y enviarse para su visualización local o remota, donde sea necesario.
Las RTU modernas suelen ser capaces de ejecutar programas sencillos de forma autónoma sin la intervención de las computadoras host del sistema DCS o SCADA para simplificar la implementación y proporcionar redundancia por razones de seguridad. Una RTU en un sistema de gestión de agua moderno normalmente tendrá un código para modificar su comportamiento cuando el personal de mantenimiento active los interruptores de anulación física de la RTU durante el mantenimiento. Esto se hace por razones de seguridad; una falta de comunicación entre los operadores del sistema y el personal de mantenimiento podría hacer que los operadores del sistema habiliten por error la alimentación de una bomba de agua cuando se la está reemplazando, por ejemplo.
El personal de mantenimiento debe tener cualquier equipo en el que esté trabajando desconectado de la energía y bloqueado para evitar daños y/o lesiones.
Una RTU puede interconectarse con múltiples estaciones maestras e IED ( dispositivos electrónicos inteligentes ) con diferentes protocolos de comunicación (generalmente serial ( RS-232 , RS-485 , RS-422 ) o Ethernet ). Una RTU puede admitir protocolos estándar ( Modbus , IEC 60870-5 -101/103/104, DNP3 , IEC 60870-6 -ICCP, IEC 61850 , etc.) para interactuar con cualquier software de terceros.
La transferencia de datos puede iniciarse desde cualquiera de los extremos utilizando diversas técnicas para garantizar la sincronización con un tráfico de datos mínimo. El maestro puede sondear a su unidad subordinada (Maestro a RTU o RTU a IED) para conocer los cambios de datos de forma periódica. Los cambios de valores analógicos normalmente se informarán solo cuando haya cambios fuera de un límite establecido con respecto al último valor transmitido. Los valores digitales (de estado) siguen una técnica similar y solo transmiten grupos (bytes) cuando cambia un punto incluido (bit). Otro método utilizado es cuando una unidad subordinada inicia una actualización de datos tras un cambio predeterminado en los datos analógicos o digitales. La transmisión completa de datos debe realizarse periódicamente, con cualquiera de los métodos, para garantizar una sincronización total y eliminar los datos obsoletos. La mayoría de los protocolos de comunicación admiten ambos métodos, programables por el instalador.
Varias RTU o IED pueden compartir una línea de comunicaciones, en un esquema multipunto , ya que las unidades tienen direcciones únicas y solo responden a sus propios sondeos y comandos.
Las comunicaciones IED transfieren datos entre la RTU y un IED (dispositivo electrónico inteligente). Esto puede eliminar la necesidad de muchas entradas de estado de hardware, entradas analógicas y salidas de relé en la RTU. Las comunicaciones se realizan mediante líneas de cobre o fibra óptica .
Las comunicaciones maestras suelen darse entre una RTU y un sistema de control más grande o un sistema de recopilación de datos (incorporado a un sistema más grande). Los datos pueden transmitirse mediante un sistema de comunicación de cobre, fibra óptica o radiofrecuencia.