원격 터미널 장치(RTU)란 무엇입니까?

RTU는 원격 터미널 장치를 나타냅니다. RTU는 일반적으로 대규모 시스템의 일부로 원격 위치에 설치되는 제어 장치입니다. RTU의 주요 목적은 밸브, 액추에이터, 센서 등과 같은 필드 장치를 모니터링하고 제어하는 ​​것입니다. RTU는 SCADA(감독 제어 및 데이터 수집) 시스템의 필수 구성요소로서 SCADA 제어와 물리적 프로세스 간의 인터페이스를 설정합니다.

그림 1. ACE3600은 Motorola의 인기 있는 RTU입니다. 제공 이미지 사용 에비팍스

RTU는 유사성과 산업 자동화 분야에서 후자의 우위로 인해 PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러)로 잘못 분류되는 경우가 있습니다. 그러나 그들 사이에는 몇 가지 기술적인 차이가 있을 뿐만 아니라 어느 하나가 다른 것보다 더 적합한 다양한 응용 프로그램이 있습니다.

RTU의 역사는 SCADA의 역사와 밀접하게 연결되어 있습니다. 최초의 SCADA 시스템은 1950년대 발전소에서 시작되었습니다. 당시의 과제는 상호 연결된 변전소에서 데이터를 수집하고 이를 주 제어실로 보내는 것이었습니다. 이는 최초의 원격 측정 애플리케이션, 본질적으로 최초의 RTU 덕분에 달성되었습니다.

그 후 1960년대와 1970년대에 컴퓨터 과학의 발전으로 최초의 전자 기반 SCADA 및 RTU 시스템을 구현하는 것이 가능해졌습니다. 계측기는 이전보다 더 먼 거리에 설치되었으며 RTU는 더 많은 양의 데이터를 수집하고 일부 기본 제어 기능을 수행할 수 있는 기능을 제공했습니다.

RTU의 최신 버전은 1980년대에 도입되어 1990년대 내내 개발되었습니다. RTU는 이제 마이크로프로세서 기반이었고 PLC와 유사한 고급 로직을 실행할 수 있었습니다. 새로운 통신 프로토콜이 도입되어 더 많은 정보를 안정적으로 교환할 수 있습니다. RS-232, RS-482 이상 이더넷은 가장 널리 사용되는 프로토콜 중 일부입니다. 최신 RTU에는 더 많은 기능이 포함되어 있습니다.

RTU 구성요소

RTU는 하나 이상의 입/출력(I/O) 모듈이 설치된 하드웨어 패널로 구성됩니다. RTU의 가장 중요한 구성 요소는 중앙 처리 장치(CPU), 전원 공급 장치, 통신 포트 및 물리적 I/O입니다. 다음에는 이러한 구성요소를 더 자세히 검토할 것입니다.

그림 2. 일반적인 RTU 하드웨어 구조입니다. 제공 이미지 사용 리서치게이트

중앙 처리 장치(CPU)

CPU는 중앙 기능 처리를 실행하는 하나 이상의 복잡한 회로 카드로 구성될 수 있습니다. 최신 RTU는 32비트 마이크로프로세서를 사용합니다. CPU는 워치독 타이머를 사용하여 사이클 실행이 올바르게 수행되었는지 확인합니다. CPU 모듈에는 이더넷 통신 포트가 장착되어 있을 수도 있습니다. 일부 RTU는 듀얼 CPU와 함께 제공되며, 이 경우 기본 및 백업으로 구성되어 장치에 중복성을 제공합니다.

많은 RTU는 래더 논리 및 구조화된 텍스트와 같은 PLC와 유사한 언어 및 구문을 사용하여 프로그래밍할 수 있습니다. 다른 것들은 C# 또는 다른 언어를 사용하여 더 복잡한 코딩이 필요할 수 있습니다. 반면에 간단한 애플리케이션의 일부 RTU는 웹 인터페이스를 사용하여 프로그래밍할 수 있습니다.

전원 공급 장치

RTU는 일반적으로 메인 라인에서 지속적인 전원을 공급받습니다. 그러나 RTU가 설치될 수 있는 원격 위치에도 일반적으로 백업 배터리 모듈이 제공됩니다. 이렇게 하면 일정 기간 동안 중단 없이 작동할 수 있습니다. 리튬 배터리가 최근 인기를 얻고 있지만 가장 일반적으로 사용되는 배터리 유형은 납산입니다.

통신 포트

모든 RTU는 클라이언트(또는 마스터) SCADA 스테이션과 외부 통신 방법이 필요합니다. 이를 달성하기 위해 적어도 하나의 통신 포트가 장착되어 있습니다. RTU는 이더넷, RS-232 및 Modbus를 포함한 많은 통신 프로토콜을 지원합니다. RTU 및 SCADA 네트워크에서 지원되는 가장 일반적인 토폴로지는 링, 시리즈, 스타 등입니다.

물리적 I/O

RTU는 가장 일반적인 4가지 I/O 모듈인 디지털 입력, 디지털 출력, 아날로그 입력 및 아날로그 출력을 지원합니다. 디지털 입력 모듈은 필드 장치에서 오는 상태 및 경보 신호를 캡처합니다. 디지털 출력은 필드 장치에 신호와 명령을 전송하는 데 필요합니다. 아날로그 입력 및 출력은 일반적으로 각각 0-1mA 또는 0-10V 범위에서 가변 전류 또는 전압으로 작동합니다.

이제 RTU의 작동 방식과 해당 구성 요소를 이해했으므로 SCADA 시스템에 어떻게 적용되는지 간략하게 살펴보겠습니다.

SCADA 시스템의 RTU

완전한 SCADA 아키텍처에는 다양한 유형의 필드 장치가 포함됩니다. 이러한 장치는 시스템의 하나 이상의 RTU에 연결되어 물리적 이벤트에 대한 데이터를 전송할 수 있습니다. 다양한 SCADA 시스템의 수를 고려할 때 오늘날 시장에는 다양한 필드 장치가 있습니다.

그림 3 <엠>. RTU에 연결된 유량계 및 무선 센서의 예. 제공 이미지 사용 Bentek 시스템

가장 일반적인 장치로는 근접 센서, 온도 센서, 유량계, 레벨 미터(액체용), 무선 센서 등이 있습니다. RTU의 역할은 이러한 필드 장치에서 제공하는 정보를 컴파일하여 중앙 SCADA 제어 장치에 전달하는 것입니다.

RTU는 특히 장거리에서 SCADA에서 중요한 장치입니다. 제어 시스템에 쉽게 통합되며 유체 레벨과 같은 상태를 원격으로 모니터링하는 데 널리 사용됩니다. 다음 기사에서는 RTU와 PLC의 차이점에 대해 자세히 알아보겠습니다.