RTU چیست؟
در این مقاله به این موضوع می‌پردازیم که RTU چیست (واحد پایانه کنترل از راه دور) و چه تفاوتی با PLC دارد.
RTU یک سیستم دیجیتالی است که برای خودکار کردن فرآیندهای الکتریکی و مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. RTU گاهی اوقات، واحد تله متری ریموت Remote Telemetry Unit یا Remote Telecontrol Unit نیز نامیده میشود.
اگر در زمینه تعریف RTU جستجو کنید، ممکن است نتایج زیادی پیدا کنید که نشان می‌دهد RTU بسیار قویتر از PLC است. RTU مزایای بالقوه‌ای نسبت به PLC دارد که در ادامه مقاله درباره این مزایا بحث خواهیم کرد. اما قبل از آن لازم است که با RTU بیشتر آشنا شوید.
اما برای شفاف کردن مفهوم RTU، بهتر است کلمه به کلمه آن را بررسی کنیم:
1- از راه دور
کلمه «از راه دور» نشان می‌دهد که RTU دستگاهی است که در یک مکان مشخص نصب شده و از راه دور کنترل را انجام می‌دهد. این دستگاه قادر است چندین دستگاه و سیستم‌های مختلف را در فرآیندهای اتوماسیون صنعتی کنترل کند.
2- پایانه/ تله متری
یک RTU به عنوان پایانه‌ای عمل می‌کند که داده‌ها را جمع‌آوری کرده و آنها را به فرم داده‌های قابل انتقال در می‌آورد؛ سپس، مجددا آنها را به ایستگاه مرکزی ارسال می‌کند.
داده‌هایی که به ایستگاه مرکزی ارسال می‌شوند، « تله متری » نامیده می‌شوند.
3- واحد
یک RTU، واحد یا دستگاهی است که قادر به انجام عملیات ذکر شده در موارد قبلی است. این دستگاه می‌تواند یک سیستم نظارت شبکه بسیار پایدار و قابل اعتماد ارائه نماید.
اصطلاحات پایه کاربردی در RTU
در این بخش 4 اصطلاح پایه‌ای را توضیح خواهیم داد. شناختن این اصطلاحات کمک می‌کند تا درک بهتری از RTU بدست آورید. این اصطلاحات عملاً بخشی از ویژگی‌های کاربردی RTU نیز هستند.
1- Serial Terminal Server یا سرور پایانه سریال
شرکت‌های مختلف معمولا، چندین تکنولوژی از نسل‌های مختلف را مورد استفاده قرار می‌دهند. این کار ممکن است به دلیل قدمت شروع به کار شرکت یا با هدف صرفه‌جویی باشد. این تفاوت نسل‌های تکنولوژی‌های مختلف ممکن است مسئله‌ساز باشد اما RTU به حل این مشکل کمک می‌کند.
برای مثال، اگر تجهیزات مبتنی بر شبکه LAN داشته باشید، و همچنین تجهیزاتی که تنها از طریق اتصال سریال ارتباط برقرار کنند، یک RTU می‌تواند به عنوان رابط بین آنها عمل کند.
2- ورودی‌ها و خروجی‌های رله کنترلی
یکی از بزرگترین مزیتهای واحد پایانه کنترل از راه دور یا همان RTU این است که عملکرد آن نسبت به تجهیزات راه دورِ نظارت، بسیار بهتر است.
تکمیل پاسخ با خروجی‌های رله کنترلی نیز آسان‌تر است زیرا می‌توانید از داده‌هایی جمع‌آوری شده توسط نظارت راه دور استفاده نمایید.
برخی کارهای دیگر مانند باز کردن قفل درها، فعال‌سازی ژنراتورها، تنظیم آنتن و موارد دیگر می‌تواند توسط RTU انجام شود. یک RTU اساسا به عنوان یک سوئیچ فیزیکی معمولی عمل می‌کند که باعث صرفه‌جویی بسیار در زمان و انرژی شما میشود.
3- ورودی برق دوگانه
برای اطمینان از عملکرد RTU هنگام مشکلات برقی باید یک منبع برق اضافی در دسترس باشد.
اگر دو منبع برق داشته باشید، حتی در صورت از کار افتادن یکی از آنها، RTU همچنان به کار خود ادامه می‌دهد.
4- ورودی ولتاژ/ جریان آنالوگ
برخی از داده‌ها، برخلاف داده‌های دودویی و باینری (صفر/یک)، به مقادیر دقیق عددی/درصدی نیاز دارند.
به همین دلیل، بهتر است ورودی‌ای داشته باشید که ولتاژ یا جریان را از طریق پایه‌های آنها اندازه‌گیری کند.
به کمک یک RTU می‌توانید این مقادیر را وارد کنید؛ بدین صورت که، واحد پایانه کنترل از راه دور، ولتاژ/جریان را به مقادیر قابل درک سنسور تبدیل می‌کند.
پیشنهاد ایران‌اتوماسیون: نحوه عملکرد سنسورها و عملگرها در RTUها و سیستم های SCADA
مزایای RTU چیست؟
یکی از مزیتهای بزرگ RTU این است که به شما امکان می‌دهد، شبکه خود را به طور موثرتری مدیریت کنید.
از آنجایی که RTU یک دستگاه کنترلی از راه دور است؛ و قبلا هم به آن اشاره کرده‌ایم، می‌تواند تجهیزات را از را دور مدیریت کنند. تصور کنید که این کار تا چه اندازه موثر و کارآمد است!
استفاده از این دستگاه نه تنها باعث صرفه‌جویی در زمان میشود، بلکه می‌تواند دلیل کاهش بسیار زیاد هزینه‌های انتقال نیز شود.
سیستم‌های جمع‌آوری داده‌ها و کنترل نظارت (SCADA) برای نظارت و کنترل تجهیزات و پردازش‌ها در سایت‌های راه دور مورد استفاده قرار می‌گیرند. RTUها جزء ضروری این سیستم‌ها هستند.
از آنجایی که RTU کار جمع‌آوری داده‌ها و اطلاعات را انجام می‌دهد، این دستگاه یکی از ضروری‌ترین مولفه‌های سیستم اسکادا است؛ در عمل سیستم SCADA با RTU شروع به کار می‌کند.
RTUها اطلاعات را به روش‌های مختلفی جمع‌آوری نموده تا اطمینان حاصل کنند که بهترین عملکرد خود را ارائه می‌دهند.
همانطور که قبلا اشاره شد، این دستگاه قابلیت‌های بسیاری دارد که در فرآیندهای اتوماسیون صنعتی بسیار کارآمد هستند.
انواع RTU بر اساس اندازه
یکی از موارد ضروری هنگام انتخاب RTU، در نظر گرفتن اندازه آن متناسب با واحد صنعتی مورد نظر است.
برای انجام این انتخاب گزینه‌های متفاوتی وجود دارد و با در نظر گرفتن معیارهای خاصی که چند مورد از آنها در ادامه ذکر شده است، می‌توانید RTU مناسبی را برگزینید.
- RTUهای کوچک
برای برج‌های سلولی، واحدهای صنعتی کوچک و کابین‌های بسته باید واحد پایانه کنترل از راه دور کوچک را انتخاب کنید.
- RTUهای متوسط
RTUهای متوسط مناسب سوئیچ‌های راه دور هستند.
- RTUهای بزرگ
برای دفاتر مرکزی و هاب‌های منطقه‌ای، RTUهای بزرگ را باید انتخاب کنید.
تفاوت و مقایسه RTU با PLC
اغلب دو مفهوم PLC و RTU با هم مقایسه شده و این دو دستگاه کنترلی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. میخواهیم از جنبه های مختلف به مقایسه این دو بپردازیم.
مقایسه قیمتی RTU و PLC
از نظر قیمت، برنده در حال حاضر PLC است.
PLCها دارای قیمت پایین‌تری هستند اما بسیاری RTU را یک سیستم بسیار مقاوم می‌دانند چرا که موجب میشود به این باور برسید که صرفِ هزینه‌های بیشتر در ابتدای کار برای پیکربندی یک PLC، در نهایت برابر با هزینه انتخاب RTU خواهد بود.
کنترل فرآیندها
از نظر کنترل یک فرآیند، RTU به احتمال زیاد در موقعیت برابری با PLC قرار می‌گیرد. هر دو کنترل کننده می‌توانند از چندین نوع مختلف کارت I/O استفاده کنند، ماژول‌های ارتباطی مختلف را به کار گیرند و فرآیندها را برنامه‌نویسی کنند که امر برنامه‌نویسی ممکن است نیاز به مداخله از طرف اپراتور داشته باشد.
RTU دارای مزایایی همچون تحمل شرایط محیطی، واحد تغذیه پشتیبان و استقلال داخلی است.
مزایای برنامه‌نویسی
ابتدا بیایید در مورد مزیت برنامه‌نویسی در RTU نسبت به PLC صحبت کنیم. شخصی که با PLC کار می‌کند، به نرم‌افزار خاص، مهارت‌ها و دانش خاصی در زمینه Logic ladder ،Structured Text ،Block Function نیاز دارد.
اما RTU گاهی اوقات می‌تواند از طریق یک رابط وب ساده برنامه‌نویسی شود. در موارد دیگر RTU دارای یک نرم‌افزار راه‌اندازی است که می‌تواند در پیکره بندی کارت‌های ورودی و خروجی و همچنین ارتباطات کمک کند.
همچنین بسیاری از RTUها دارای ماژول‌های از پیش برنامه‌ریزی شده هستند که می‌توان از آنها فقط در عملیات‌های خاص استفاده کرد. البته این مزیت می‌تواند به سرعت به یک عیب بدل شود.
برخی از RTUها ممکن است با زبان‌هایی مانند Basic ،Visual Basic و #C برنامه‌نویسی شوند. البته این زبان‌ها همانند زبان‌های برنامه‌نویسی PLCها به مهارت خاصی نیاز دارند. لازم به ذکر است که برخی از RTUها به همان زبان‌های برنامه‌نویسی PLC همچون Ladder Logic و Structured Text برنامه‌نویسی می‌شوند.
تحمل شرایط محیطی
یک مزیت مهم RTU، تحمل شرایط محیطی است. RTU به طور گسترده‌ای در محیط‌هایی با درجه حرارت بالا و در مکان‌های دور افتاده استفاده میشود.
هنگامی که می‌گوییم از راه دور، منظورمان چند متر یا چند صد متر نیست بلکه منظورمان کیلومترها جاده‌های خاکی، بالای کوه‌ها، در سکوهای نفتی و جاهایی از این قبیل است.
RTUها مکررا با امواج رادیویی، مایکرویو و ایستگاه‌های ماهواره‌ای در ارتباط هستند و از این ارتباطات بهره می‌گیرند. تصور کنید که از RTU در یک سکوی نفتی استفاده می‌کنید.
دستیابی به ارتباطات و اطلاعات قابل اعتماد، هم ضروری و هم دشوار است. با استفاده از مزایای بیان شده، ارسال و دریافت داده‌ها در این قبیل مکان‌ها بسیار راحت خواهد بود.
برخی از RTUها دارای باتری پشتیبان و مدار شارژی مبتنی بر انرژی خورشیدی هستند که به آنها اجازه می‌دهد، حتی در صورت قطع برق AC به کار خود ادامه دهند.
البته، PLCها نیز می‌توانند پشتیبان UPS داشته باشند که دارای مزایای مشابهی با RTU می‌باشد اما مدار شارژ مبتنی بر انرژی خورشیدی، یک برتری مختص به RTU است.
مزایایی که در این مقاله توضیح داده شد را می‌توان در سیستم‌های جدید PLC و مشاهده کرد.
در نتیجه باید بگوییم:
بزرگترین مزیت RTU، تحمل بالای شرایط محیطی است که این امر، رقابت را برای PLC دشوار می‌کند. اما در کل، تفاوت‌های زیادی میان RTUهای مدرن و PLCها وجود ندارد.
تشکر بابت مطلب خوبتون
یه سوال فقط، یه سیستم dcs میتونه چند تا RTU رو کنترل بکنه ؟؟
ببین میشه ها ولی کلا RTU رو برای کنترل شدن با DCS نساختن و برای همین به عنوان دیوایس foreign دیده میشه که میتونه نهایتا با یه پروتکل استاندارد مثل مودباس یا OPC ارتباط رو برقرار کنه
تهش RTU برای اینه که وصل بشه به کامپیوتری سروری چیزی که حالا اون به صورت سوپروایزر عمل کنه و فرایند های RTU رو کنترل کنه و نهایتا یه دیتایی هم رو hmi نشون بده
معمولا RTU برای ارسال دیتای یک ایستگاه به مرکز کنترل استفاده می شود . در صنعت برق پستهایی که سیستم انها DCS هست سیگنالهای مورد نیاز دیسپاچینگ با یک خروجی با پروتکل IEC101 یا IEC104 به RTU فرستاده می شود و از طریق RTU به مرکز دیسپاچینگ ملی و منطقه ارسال می شود.