نقش واحد پایانه ای کنترلی (RTU) در خودکارسازی تجهیزات قطع و وصل

واحد پایانه از راه دور (RTU)

واحد پایانه از راه دور (RTU) دستگاهی مبتنی بر میکروپروسسور است که نقش مهمی در سیستم نظارت و جمع‌آوری داده‌ها (SCADA) ایفا می‌کند. این واحد به عنوان یک واسط، داده‌های تله‌متري را از میدان به ایستگاه مرکزی منتقل می‌کند و همچنین قادر به تغییر وضعیت دستگاه‌های متصل شده به آن است. این تغییرات می‌تواند بر اساس پیام‌های کنترلی دریافتی از ایستگاه مرکزی یا دستورالعمل‌های داخلی تولید شده توسط RTU خود انجام شود. به طور کلی، RTU به عنوان یک مرکز ارتباطی دوطرفه عمل می‌کند که انتقال داده‌ها را از دستگاه‌های میدانی به ایستگاه مرکزی تسهیل می‌کند و اجازه می‌دهد ایستگاه مرکزی دستورالعمل‌های کنترلی را به تجهیزات میدانی صادر کند.

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

چند ماژول نرم‌افزاری کلیدی برای عملکرد یک RTU ضروری است:

• پایگاه داده زنده مرکزی (RTDB): این ماژول به عنوان هسته معماری نرم‌افزاری RTU عمل می‌کند و رابطی برای ارتباط با تمام مؤلفه‌های نرم‌افزاری دیگر فراهم می‌کند. این ماژول داده‌های زنده را ذخیره و مدیریت می‌کند و مطمئن می‌شود که اطلاعات برای پردازش و انتقال آماده باشند.

• برنامه I/O فیزیکی: مسئول جمع‌آوری داده‌ها از مؤلفه‌های سخت‌افزاری RTU که با دستگاه‌های ورودی/خروجی فیزیکی ارتباط دارند. این ماژول مطمئن می‌شود که داده‌های میدانی مانند خواندن حسگرها و وضعیت شalterSwitches دقیقاً ثبت شده و برای پردازش بیشتر آماده شوند.

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

• برنامه پردازش داده‌ها (DPA): داده‌های جمع‌آوری شده را پردازش می‌کند تا اطلاعات معناداری را به ایستگاه مرکزی یا رابط کاربری-ماشین (HMI) ارائه دهد. این ماژول می‌تواند عملیات مانند تجمیع داده‌ها، فیلتر کردن و تبدیل آنها را انجام دهد تا مطمئن شود که داده‌ها در قالب مناسبی برای تحلیل و تصمیم‌گیری قرار دارند.

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

شکل زیر معماری جریان داده بین یک RTU و سیستم SCADA را نشان می‌دهد و نحوه تعامل این مؤلفه‌های مختلف برای نظارت و کنترل موثر فرآیندهای صنعتی را برجسته می‌کند.