Remote Terminal Unit – RTU, наричано още и Периферен Пост – ПП или Station Computer, е едно от общите решения, които може да се прилага при различните обекти за автоматизация.

Предназначено е за сбор, първична обработка и предаване на технологичната (процесна) информация от обектите към по-високите системни нива.

Спецификата на видовете обекти за автоматизация тук се изразява в различните процесни мрежи (field buses) и протоколи, които се използват в различните отрасли.

Така например в Енергетиката на това ниво се използват IEC 60870-5-103, IEC 61850, Modbus и др., в ЖП транспорта за нуждите на компютърните гарови централизации CAN_R или Profibus мрежите, а в индустриалната автоматизация DeviceNet, Profibus и др.

 

 

Структура на Периферен Пост

 

Структурата на RTU може да бъде:

Централизираната структура се базира на обща паралелна системна магистрала (BUS), от типа на VME_BUS или PCI_BUS, и включва в състава си:

  • Системни – процесорни-CPU модули, изградени на PowerPC или ARM-процесори;
  • Различни видове пасивни и „интелигентни“ периферни модули, в т.ч.:

                  –  Цифрови входове и изходи,

                  –  Аналогови входове и изходи,

                  –  Комуникационни контролери и др., и

  • Различни видове интерфейсни модули за обвръзка с обекта.

В този вариант всички сигнали от съоръженията са доведени до RTU.

 

Децентрализираната структура се състои от:

  • Основен CPU модул;
  • Различен брой едноплаткови компютри – Bay контролери и
  • Различни видове периферни модули, явяващи се разширение на основното CPU или на Bay контролерите.

Тук сигналите от съоръженията се снемат на място и се довеждат до основното CPU по комуникационен път.

 

 

Функции на Периферен Пост

 

Предназначението на Периферния Пост (RTU) е:

  • Да събира и обработва технологичната информация, възникваща в обекта;
  • Да следи, контролира и управлява технологичните процеси в обекта;
  • Да събира и концентрира информацията, постъпваща от прилежащи обекти. В този случай той изпълнява и функциите на Концентратор на Данни – КД;
  • Да селектира, подготвя и предоставя едновременно на няколко Централни Поста (ЦП) необходимата им технологична информация;
  • Да архивира, протоколира и визуализира на ниво обект цялата информация, възникваща в подстанцията;
  • Да предоставя на персонала на подстанцията пълния обем от технологична, режимна и диагностична информация за обекта;

За целта RTU поддържа следните групи функции:

  • Комуникационни функции;
  • Функции по сбор и първична обработка на информацията – технологични функции и
  • Функции по изпълнение на командите.

 

 

Комуникационни функции

RTU поддържа комуникация на процесно и обектно ниво.

На процесно ниво се осъществява обмена на данни с „интелигентни“ устройства (Intelligent Electronic Devices – IED), в т.ч.:

  • Цифрови Релейни Защити – ЦРЗ, измервателни устройства, Bay-контролери, Електромери – ЕМ в енергетиката;
  • МРЦ в ЖП транспорта;
  • Контролери на роботи и други технологични съоръжения, ЦПУ на CNC машини в индустриалната амтоматизация.

На обектно ниво тече обмена на данни между RTU и Front_End Server-ите на системата. На това ниво RTU работи и като Концентратор на Данни – КД, събирайки данните от други RTU, които нямат директна връзка с ЦП.

Комуникационните функции могат да се изпълняват по различни физически среди, интерфейси и комуникационни протоколи, а именно:

Физически среди:

  • мед;
  • оптика;
  • радио.

Интерфейси:

  • RS 232, RS 485;
  • Ethernet;
  • I2C;
  • SPI и др.

Протоколи:

  • IEC 60870-5-101;
  • IEC 60870-5-104;
  • IEC 60870-5-103;
  • IEC 60870-5-102;
  • Modbus и др. стандартизирани протоколи.

RTU може да работи паралелно и независимо като Server/Slave на няколко абоната Client/Master;

От общия обем технологична информация, RTU може да селектира, извлече и предостави на всеки от абонатите си необходимите му данни;

Комуникационните процеси по всички нива и канали се изпълняват паралелно и независимо един от друг;

При загуба на информация, породена от смущения в комуникацията и/или от прекъсване на връзката, RTU да може да съхранява възникналите междувременно събития и да ги предава към съответния абонат/абонати при възстановяването на връзката.

За по-детайлна информация за комуникационните процеси виж  “Технологии – Комуникация”.

 

Технологични функции

Технологичните функции, които се изпълняват от RTU са:

  • да събира и обработва в реално време на цифрова, аналогова и броячна информация, постъпваща от обекта, директно чрез паралелни цифрови и аналогови входове и изходи, и/или по комуникационен път от Intelligent Electronic Devices – IED;
  • да поддържа паралелна и независима комуникация по различен брой комуникационни канали и протоколи по всички системни нива;
  • да открива промени в състоянието на обектите;
  • да регистрира промяната в състоянието на технологичните обекти с точност до 10 mseс.;
  • да филтрира по апаратен и програмен път различни видове смущения, породени от промишлената среда;
  • да извършва първична обработка и проверка за достоверност на входящата информация;
  • да приема команди формирани от диспечера или постъпващи от системи, намиращи се на по-високо йерархично ниво, да проверява тяхната достоверност и условията за изпълнението им и да ги подава към процеса;
  • да осъществява обмен на информация с ЛКС – опция;
  • при двубитови сигнализации да следи времето за преход от едното състояние към другото. При надвишаване на предварително зададени лимити се формира съобщения за “изтекъл timeout” и сигнализацията се обявява за невалидна;
  • с процедура от диспечера се „отделят“ сигнализации от процеса, след което състоянието им да може да се променя ръчно – субституция. Този вид интервенция се отбелязва в протоколите и архива на системата;
  • телеизмерванията могат да се въвеждат в RTU чрез аналогови входове и/или серийно, чрез телемеханична или мрежова комуникация;
  • на базата на произволни физически сигнали формира „логически“ сигнали, по произволни логически зависимости, зададени от потребителя;
  • софтуерът на RTU може да се адаптира към технологичните и комуникационни особености на IED, в т.ч. ЦРЗ, контролно-измервателни уреди, контролери на роботи, ЦПУ на CNC машини и пр.

 

Командни функции

Позволява управлението на обектите от различни системни нива, а именно:

  • Местно;
  • От Локалната Командна Станция – ЛКС в обекта и
  • От една или повече Командни Станции – КС на различни системни нива;

В даден момент управлението може да се изпълнява само от един от източниците на команди;

Управлението може да се извършва, както от единични команди, така и чрез командни последователности;

Командите се изпълняват на два етапа. На първият етап се проверяват:

  • достоверността на командата;
  • наличието на условия за изпълнението ѝ;
  • състоянието на съответния команден изход и
  • наличието на активни други командни изходи;

При положителен резултат от проверката, избрания команден изход се активира. На втория етап се подава захранване към изходните вериги на RTU;

  • В номинален режим изходните вериги на командите да са обезточени. Те следва да се „захранват“ само по време на активирането на командата;
  • Времетраенето на командата, т.е. времето, за което изходните вериги са под напрежение е параметър, който се задава при конфигурирането;
  • При изпълнението на командите на апаратно и програмно ниво се следят блокировките. Същите могат да бъдат съставени от един или няколко процесни и/или логически сигнала, както и логически зависимости от тях;
  • Активирането на командата е свързано с изпълнението на условията от блокировките. При неизпълнени условия командата да се отхвърля;
  • Изпълнението на командите се установява от обратни сигнализации, постъпващи от процеса. При отсъствие на процесни събития, удостоверяващи коректното изпълнение на командата, същата се прекратява и към ЦП и/или към ЛКС се извежда информация за „неуспешно изпълнение“.

 

 

Bay контролер

 

Bay контролерът е предназначен за контрола и управлението на малки обекти, а също така и за изграждането на RTU с децентрализирана и/или смесена структура. Той се състои от един едноплатков компютър и възможност за разширение с до 4 бр. периферни модули.

Едноплатковия компютър съдържа:

  • PowerPC или ARM CPU;
  • Ethernet;
  • 3 x RS 232/485 комуникационни канала;
  • 32 цифрови входо/изходи;
  • 2 х I2C интерфейси и др.

Към него могат да се свържат до 4 бр. разширителни платки, всяка от които съдържа 40 бр. входо/изходи.

Функционалността на Bay контролера е като тази на RTU, но информационния му обем е ограничен.