واحد پایانه ایستگاهی (RTU) در خودکارسازی تجهیزات قطع و بست

واحد ترمینال دوردست (RTU)

واحد ترمینال دوردست (RTU) دستگاهی مبتنی بر میکروپردازنده است که نقش مهمی در سیستم نظارت و جمع‌آوری داده (SCADA) ایفا می‌کند. این واحد به عنوان یک واسط عمل می‌کند و داده‌های تلمتري را از میدان به ایستگاه مرکزی منتقل می‌کند و همچنین قادر به تغییر وضعیت دستگاه‌های متصل شده است. این تغییرات می‌تواند بر اساس پیام‌های کنترلی دریافتی از ایستگاه مرکزی یا دستورات داخلی تولید شده توسط خود RTU انجام شود. در واقع، RTU به عنوان یک مرکز ارتباطی دوطرفه عمل می‌کند و انتقال داده‌ها را از دستگاه‌های میدانی به ایستگاه مرکزی تسهیل می‌کند و اجازه می‌دهد تا ایستگاه مرکزی دستورات کنترلی را به تجهیزات میدانی ارسال کند.

واحد‌های RTU معمولاً با ورودی‌های سخت‌افزاری فیزیکی مجهز شده‌اند که برای ارتباط مستقیم با دستگاه‌های مختلف میدانی طراحی شده‌اند. این ورودی‌ها به RTU اجازه می‌دهند تا داده‌های زنده را از حسگرها، مترها و تجهیزات دیگر در میدان جمع‌آوری کند. علاوه بر این، RTU‌ها یک یا چند پورت ارتباطی دارند که به آنها اجازه می‌دهد ارتباط با ایستگاه مرکزی و دستگاه‌های شبکه‌ای دیگر را برقرار کنند و انتقال داده‌های بی‌وقفه را تضمین کنند.

چند ماژول نرم‌افزاری کلیدی برای عملکرد RTU ضروری هستند:

• پایگاه داده زنده مرکزی (RTDB): این ماژول به عنوان هسته معماری نرم‌افزاری RTU عمل می‌کند و یک رابط برای اتصال به تمامی مولفه‌های نرم‌افزاری دیگر ارائه می‌دهد. این ماژول داده‌های زنده را ذخیره و مدیریت می‌کند و اطمینان می‌دهد که اطلاعات برای پردازش و انتقال آماده باشند.

• برنامه I/O فیزیکی: مسئول جمع‌آوری داده‌ها از مولفه‌های سخت‌افزاری RTU که با دستگاه‌های ورودی/خروجی فیزیکی ارتباط دارند. این ماژول اطمینان می‌دهد که داده‌های میدانی مانند خواندن‌های حسگر و وضعیت قطعک‌ها به صورت دقیق جمع‌آوری شده و برای پردازش بیشتر آماده شوند.

• برنامه جمع‌آوری داده (DCA): تمرکز آن بر جمع‌آوری داده‌ها از دستگاه‌هایی با قابلیت ارتباط داده مانند دستگاه‌های الکترونیک هوشمند (IEE-Business) از طریق پورت‌های ارتباطی RTU است. این ماژول به RTU اجازه می‌دهد تا با دستگاه‌های شبکه‌ای متنوع ارتباط برقرار کند و انواع مختلفی از داده‌ها را جمع‌آوری کند.

• برنامه پردازش داده (DPA): داده‌های جمع‌آوری شده را پردازش می‌کند تا اطلاعات معناداری را به ایستگاه مرکزی یا رابط انسان-ماشین (HMI) ارائه دهد. این ماژول می‌تواند عملیاتی مانند تجمیع داده‌ها، فیلتر کردن و تبدیل انجام دهد تا اطمینان حاصل شود که داده‌ها در فرمت مناسب برای تحلیل و تصمیم‌گیری قرار دارند.

• برنامه ترجمه داده (DTA): برخی از RTU‌ها با این ماژول اختیاری مجهز شده‌اند که داده‌ها را قبل از ارسال به ایستگاه مرکزی تغییر می‌دهد. DTA همچنین می‌تواند عملکرد مستقل در سطح RTU را پشتیبانی کند و امکان پردازش محلی داده‌ها و عملیات کنترلی را فراهم کند.

شکل زیر معماری جریان داده بین یک RTU و یک سیستم SCADA را نشان می‌دهد که چگونه این مولفه‌های مختلف با هم تعامل می‌کنند تا نظارت و کنترل موثر فرآیندهای صنعتی را امکان‌پذیر کنند.