リモートターミナルユニット（RTU）とは何ですか？

RTUは、リモート端末装置の略です。 RTUは、通常、大規模システムの一部として遠隔地に設置される制御デバイスです。 RTUの主な目的は、バルブ、アクチュエーター、センサーなどのフィールドデバイスを監視および制御することです。 RTUは、監視制御およびデータ取得（SCADA）システムの重要なコンポーネントであり、SCADA制御と物理プロセス間のインターフェイスを確立します。

図1。 ACE3600は、Motorolaの人気のRTUです。使用した画像 EBIPAX

RTUは、その類似性と産業用自動化分野でのPLCの優位性のために、プログラマブルロジックコントローラー（PLC）として誤って分類されることがあります。ただし、それらの間にはいくつかの技術的な違いがあり、一方が他方よりも適しているさまざまなアプリケーションもあります。

RTUの歴史は、SCADAの歴史と密接に関連しています。初期のSCADAシステムは、1950年代に発電所で生まれました。当時の課題は、相互接続された変電所からデータを収集し、それをメインコントロールルームに送信することでした。これは、最初のテレメトリアプリケーション、基本的には最初のRTUのおかげで達成されました。

その後、1960年代と1970年代に、コンピュータサイエンスの進歩により、最初の電子機器ベースのSCADAおよびRTUシステムを実装することが可能になりました。計装は以前よりも長距離に設置され、RTUは大量のデータを取得し、いくつかの基本的な制御機能を実行する機能を提供しました。

RTUの最新バージョンは、1980年代に導入され、1990年代を通じて開発されました。 RTUはマイクロプロセッサベースになり、PLCと同様に、より高度なロジックを実行できるようになりました。新しい通信プロトコルが導入され、さらに多くの情報を確実に交換できるようになりました。 RS-232、RS-482、およびそれ以降のイーサネットは、最も広く使用されているプロトコルの一部です。最新のRTUには、より多くの機能が備わっています。

RTUコンポーネント

RTUは、1つ以上の入出力（I / O）モジュールが取り付けられているハードウェアパネルで構成されています。 RTUの最も重要なコンポーネントは、中央処理装置（CPU）、電源装置、通信ポート、および物理I / Oです。次に、これらのコンポーネントについて詳しく説明します。

図2。典型的なRTUハードウェア構造。使用した画像 ResearchGate

中央処理装置（CPU）

CPUは、中央機能処理を実行する1つ以上の複雑な回路カードで構成されている場合があります。最新のRTUは、32ビットのマイクロプロセッサを使用しています。 CPUは、ウォッチドッグタイマーを使用して、サイクルの実行が正しく行われたことを検証します。 CPUモジュールにはイーサネット通信ポートを装備することもできます。一部のRTUにはデュアルCPUが付属しています。この場合、RTUはプライマリおよびバックアップとして構成され、デバイスに冗長性を提供します。

多くのRTUは、ラダーロジックや構造化テキストなど、PLCと同様の言語と構文を使用してプログラムできます。他の人は、C＃または他の言語を使用したより複雑なコーディングを必要とするかもしれません。一方、単純なアプリケーションの一部のRTUは、Webインターフェイスを使用してプログラムできます。

電源

RTUには通常、メインラインから継続的に電力が供給されます。ただし、RTUが設置される可能性のある遠隔地にも、通常、バックアップバッテリモジュールがプロビジョニングされます。これにより、一定期間中断のない操作を保証できます。使用されるバッテリーの最も一般的なタイプは鉛蓄電池ですが、リチウムバッテリーは最近人気が高まっています。

通信ポート

すべてのRTUには、クライアント（またはマスター）SCADAステーションと外部と通信する方法が必要です。これを実現するために、少なくとも1つの通信ポートが装備されています。 RTUは、イーサネット、RS-232、Modbusなどの多くの通信プロトコルをサポートしています。 RTUおよびSCADAネットワークでサポートされている最も一般的なトポロジには、リング、シリーズ、スターなどがあります。

物理I / O

RTUは、デジタル入力、デジタル出力、アナログ入力、およびアナログ出力の4つの最も一般的なI / Oモジュールをサポートします。デジタル入力モジュールは、フィールドデバイスからのステータスおよびアラーム信号をキャプチャします。フィールドデバイスに信号やコマンドを送信するには、デジタル出力が必要です。アナログ入力および出力は、通常はそれぞれ0-1mAまたは0-10Vの範囲の可変電流または電圧で動作します。

RTUとそのコンポーネントがどのように機能するかを理解したので、RTUがSCADAシステムにどのように適合するかを簡単に見てみましょう。