Définition et concepts de base des unités terminales à distance

Une unité de terminal à distance (RTU) est un dispositif électronique contrôlé par microprocesseur qui sert d'interface d'équipement, apportant des données dans des systèmes de contrôle distribués ou des systèmes de contrôle et d'acquisition de données (SCADA). Les RTU transmettent des données de télémétrie au système principal et utilisent les données du système de surveillance principal pour contrôler les appareils connectés. Dans les domaines de l'automatisation industrielle et de la télésurveillance, les RTU jouent un rôle crucial, en particulier dans les applications nécessitant l'acquisition et le contrôle de données à distance.

Les RTU peuvent également être décrites comme des unités de télémétrie ou de télécontrôle à distance, leur fonction principale étant de connecter les appareils de terrain aux systèmes de contrôle centraux, ce qui permet la transmission bidirectionnelle de données et l'exécution de commandes de contrôle.

Architecture RTU

Les unités terminales distantes peuvent contrôler des données analogiques et numériques sur le terrain et transmettre ces données à la station centrale de surveillance. Un système RTU typique comprend les composants clés suivants :

Composants matériels

• Carte de l'unité centrale de traitement : Responsable du traitement des données et de l'exécution des commandes
• Carte d'interface de communication : Permet la communication avec les systèmes de contrôle central
• Carte d'entrée analogique (AI) : Collecte des quantités physiques changeant continuellement, telles que la température, la pression et le débit.
• Carte d'entrée numérique (DI) : Contrôle les états des commutateurs tels que la position des vannes et l'état des disjoncteurs.
• Carte de sortie numérique ou de contrôle (DO/CO) : Exécute des commandes de contrôle, telles que la commutation d'équipements.
• Carte de sortie analogique (AO) : Fournit des signaux de contrôle variables

Alimentation électrique

Les RTU sont équipées de blocs d'alimentation qui convertissent l'alimentation secteur en différentes tensions requises par les CPU et les cartes d'interface. Dans les applications critiques, les RTU comprennent généralement des batteries de secours et des circuits de charge pour assurer un fonctionnement normal pendant les interruptions de l'alimentation secteur.

Principales fonctions des RTU

Capacités d'acquisition de données

• Entrées numériques : Obtenir des informations du monde réel qui peuvent être représentées par deux états, tels que l'état de marche ou d'arrêt de l'équipement et les conditions d'alarme.
• Entrées analogiques : Contrôle de divers signaux analogiques, tels que les boucles de courant 4-20mA et la tension 0-10V, convertissant les quantités physiques dans les unités appropriées.

Fonctions de sortie de contrôle

• Sorties numériques : Contrôle de la commutation des équipements de terrain par l'intermédiaire de relais
• Sorties analogiques : Fournissent des entrées variables pour contrôler des dispositifs qui nécessitent un réglage continu.

Contrôle des systèmes et de la logique

Les RTU modernes peuvent exécuter des programmes simples sans nécessiter l'intervention du système principal, ce qui non seulement simplifie le déploiement du système, mais assure également la redondance pour la sécurité. Par exemple, une RTU dans un système de gestion d'une station d'épuration peut suspendre le contrôle automatique en mode maintenance pour éviter tout dommage à l'équipement ou toute blessure au personnel causée par des opérations accidentelles.

Capacités de communication

Les RTU doivent communiquer avec plusieurs systèmes, y compris les postes de travail principaux et les dispositifs électroniques intelligents (IED). La communication peut se faire par l'intermédiaire de différents réseaux :

• Communication en série : Tels que RS232, RS485, RS422
• Communication Ethernet : Convient aux scénarios nécessitant une plus grande largeur de bande
• Communication sans fil : Appropriée pour les longues distances ou les situations où l'installation d'un câble est difficile.

Les RTU prennent en charge plusieurs protocoles de communication, tels que Modbus, les protocoles de la série IEC 60870, DNP3 et IEC 61850, afin d'assurer l'interopérabilité avec des dispositifs tiers.

Modes de communication

• Mode d'interrogation : La station maître demande périodiquement des données aux dispositifs esclaves.
• Rapports actifs : Lorsque les changements de données dépassent les seuils prédéfinis, les appareils esclaves le signalent de manière proactive.
• Synchronisation périodique : Échange complet de données à intervalles réguliers pour assurer la synchronisation des informations.

Terminal de télémétrie SeRTU200 Caractéristiques du produit

Prise en charge de l'entreprise Key-IoT SeRTU200 Il s'agit d'un terminal de télémétrie multifonctionnel qui intègre la collecte de données et diverses capacités de communication :

Aperçu du produit

La série SeRTU200 est un terminal de télémétrie multifonctionnel qui intègre les fonctions de communication 4G/NB-IoT, LoRa et GPS, équipé d'interfaces de contrôle d'acquisition riches, notamment RS232, RS485, Ethernet, entrée analogique, entrée numérique et fonctions de relais. Le produit présente une conception conviviale et une fonctionnalité riche, capable de réaliser une collecte de données automatique continue à long terme dans divers environnements avec des rapports automatiques en temps réel.

Caractéristiques principales

• Installation sans fil, configuration flexible du réseau, plug-and-play
• Capacité d'acquisition d'images multicanaux
• Prise en charge de l'interrogation à distance des données locales
• Prise en charge de la configuration et des mises à jour du port série local
• Interrogation à distance des précipitations, du niveau et du débit de l'eau, de la qualité de l'eau et d'autres données.
• Fonctionnalité trois-en-un : surveillance des images, collecte de données sur la conservation de l'eau et transmission de communications sans fil.
• Prise en charge de la collecte des précipitations, du déclenchement des alertes, du stockage local, des rapports programmés et d'autres fonctions
• Prise en charge de la gestion à distance, des mises à niveau et de la configuration par le biais de plateformes en nuage

Spécifications du matériel

• Flash SPI : 16 Mo
• Ports sériels industriels : 2 ports RS232, 2 ports RS485
• Prise en charge des fonctions RTC et watchdog matériel
• Protection de la mise à la terre : Borne de protection de la terre à vis M4
• Gigabit Ethernet : 1 port Ethernet gigabit
• Module 4G : Interface PCIE, signal USB2.0

Configuration de l'interface

• Interface d'entrée analogique à 4 canaux (AD 12 bits, entrée de signal de courant 4-20mA, entrée de signal de tension 0-5V en option)
• Interface d'entrée numérique à 2 canaux (opto-isolée)
• Interface de sortie relais à 2 canaux
  • Tension de commutation maximale : 30VDC/220VAC
  • Courant de commutation maximal : 4A
  • Puissance de commutation maximale : 120W/880VA

Comparaison entre les RTU et les autres systèmes de contrôle

Les fonctionnalités des RTU se recoupent de plus en plus avec celles des automates programmables (PLC) et des systèmes de contrôle distribués (DCS), mais certaines distinctions subsistent :

• Champ d'application : Les RTU sont plus adaptés aux systèmes à longue distance, en particulier aux scénarios nécessitant une communication sans fil ; les PLC sont plus adaptés aux systèmes à courte distance tels que les usines et les lignes de production.
• Outils de programmation : Les PLC utilisent principalement des outils de programmation basés sur la norme IEC 61131, tandis que les RTU utilisent souvent des outils de programmation propriétaires.
• Capacités de communication : Les RTU possèdent généralement des capacités de communication à distance et des protocoles plus performants.

Il convient de noter qu'avec l'évolution technologique, de nombreux fabricants proposent désormais des RTU dotés d'interfaces graphiques simples, permettant aux utilisateurs de planifier facilement leurs installations, tandis que certaines applications intègrent également une fonctionnalité d'enregistrement des données.

Scénarios d'application RTU

Les unités terminales à distance ont de nombreuses applications dans de multiples domaines :

• Conservation de l'eau et surveillance hydrologique : Tels que les précipitations, le niveau de l'eau, la surveillance du débit de l'eau et l'alerte précoce.
• Surveillance de l'environnement : Surveillance de la qualité de l'air, du bruit, des radiations et d'autres paramètres environnementaux
• Systèmes d'alimentation : Automatisation des sous-stations et surveillance des réseaux de distribution
• Oléoducs et gazoducs : Surveillance de la pression et du débit, détection des fuites pour les pipelines de longue distance
• Irrigation agricole : Surveillance et contrôle à distance des systèmes d'irrigation automatisés
• Installations municipales : Contrôle de l'éclairage des rues, surveillance des stations de pompage pour l'évacuation des eaux usées et autre gestion de l'infrastructure urbaine.

Le SeRTU200, par exemple, est particulièrement adapté aux scénarios de surveillance de l'environnement écologique et des sources de pollution. Il offre des fonctions complètes telles que l'acquisition, le stockage, l'affichage, le contrôle, l'alarme et la transmission des données.