تفاوت RTU هوایی با RTU تابلویی

“شرکت مهندسی صنایع برق آذر کلید”

 

معرفی RTU

AZAR-RTU نام تجاری Remote Terminal Unit ( RTU ) شرکت صنایع برق آذرکلید می باشد. RTU یک واسط ارتباطی است که داده های تله متری را به مرکز کنترل ( Dispatching ) ارسال و یا بر اساس دستورات صادره از مرکز کنترل ، وضعیت عملکرد تجهیزات را تغییر و یا اطلاعات لازم را دریافت می نماید.

مجموعه RTU ساخت شرکت آذرکلید با کارکرد ارسال فرمان از راه دور جهت تغییر وضعیت کلیدها ( سکسیونر و دژنگتورهای پست های توزیع نیرو ، سکسیونر هوایی ، جریان ریکلوزر و سکشنالایزر ) و دریافت اطلاعات لازم از وضعیت کلیدها و رله های حفاظتی ، مقادیر جریان و ولتاژ و در ضمن اطلاعات غیر منتظره مانند جریان اتصال کوتاه در شبکه را می توان مدیریت نمود.

به زبان ساده تر ، RTU یک سیستم اتوماسیون است که دارای یک سری ورودی و خروجی دیجیتال و آنالوگ می باشد. از طرف دیگر تعدادی پورت های ارتباطی استاندارد دارد که بتواند به دستگاه های دیگر متصل شود و اطلاعات آنها را جمع آوری کند و یا اطلاعات جمع آوری شده را ارسال کند. تمام این ارتباطات از طریق پروتکل های استانداردی مانند MODBUS , DNP3 , TCP/IP , T101 , T104 و غیره انجام می شود.

حال این سیستم اتوماسیون تحت نام واحد کنترل شونده از راه دور یا Remote Terminal Unit ( RTU ) ارائه می شود. از این سیستم اتوماسیون می توان در صنایع مختلف مانند برق ، آب ، فاضلاب و غیره استفاده کرد . در حال حاضر RTU شرکت آذرکلید در صنعت برق و در شبکه های توزیع برق استفاده می شود. این تجهیز همان طوری که در بالا توضیح داده شد ، مسئولیت مانیتور کردن تجهیزات داخل پست های برق را بر عهده دارد و همچنین طبق فرمان هایی که از مرکز کنترل ارسال می شود ، عملیاتی بر روی این تجهیزات ( مانند قطع و وصل کلید های داخل پست ) نیز انجام می دهد. از این رو RTU با توجه به تعداد تجهیزاتی که داخل یک پست برق ( تابلو برق ) وجود دارد می تواند تعداد ورودی ها و خروجی های مختلفی داشته باشد. نمای ظاهری RTU شرکت صنایع برق آذرکلید در زیر نشان داده شده است :

RTU بصورت کلی دارای یک سری کارت های دیجیتال و آنالوگ است که هر کدام تعداد خاصی ورودی و خروجی دارند. در نتیجه با توجه به نیاز مصرف کننده ، تعداد نقاط ورودی و خروجی مورد نیاز محاسبه شده و بر اساس آن RTU مورد نظر آماده می شود.

 

مشخصات کلی RTU

AZAR-RTU مدل ساب رک ( Sub-Rack ) از یک برد اصلی ( Main ) ، یک کارت منبع تغذیه و چندین ماژول ورودی و خروجی تشکیل شده است. برد اصلی وظیفه کنترل RTU و تمامی ورودی و خروجی ها و همچنین ثبت اطلاعات آنها را دارد.  بخش مرکزی از طریق پروتکل DNP3 با نرم افزار SCADA در ارتباط بوده و وظیفه ارسال اطلاعات لازم و دریافت دستورات را بر عهده دارد.

RTU فوق برای شبکه توزیع نیرو طراحی شده که با مشخصات این شبکه سازگار است :

Frequency : 50 HZ       Nominal Voltage : 20 KV      Max. Nominal Voltage : 24 KV      Phase : 3

بر اساس دستورالعمل شرکت توزیع برق تهران بزرگ در دمای -25 تا +80 و رطوبت 60 درصد کار می کند.

اتصال برد اصلی و ماژول های ورودی و خروجی از طریق یک باس مشترک می باشد که این امکان را به تولید کننده می دهد که بر اساس نیاز مصرف کننده ، تعداد برد های ورودی و خروجی و همچنین نوع و آرایش آنها را تغییر دهد.

انواع ماژول های ورودی و خروجی عبارتند از :

  • Digital Single I/O Module
  • Digital Double I/O Module
  • Analog I/O Module

 

 

ویژگی های ممتاز RTU Azar :

  • قابل نصب بر روی رک های استاندارد
  • طراحی باکس بر اساس استاندارهای روز
  • برد های 4 لایه برای کم کردن تاثیر نویز بر روی عملکرد مدار
  • استفاده از ادوات SMD مرغوب و اوریجینال در طراحی
  • استفاده از ادوات EMI Filter بروز دنیا برای تمامی عناصر اکتیو مدار
  • استفاده از آخرین نسل از میکرو کنترلر های ARM قدرتمند 100 و 120 مگا هرتزی
  • قابلیت تغیر پذیری در کل RTU با استفاده از دانش بدست آمده (Customizing) بنا به درخواست مشتری
  • قابلیت بر قراری ارتباط با سرور SCADA با استفاده از تمامی پروتکل های رایج بنا به درخواست مشتری  (IEC 60870-5-101, 103, 104  و DNP3 بر روی هر دو بستر سریال و اترنت)
  • DNP3 over TCP/IP
  • انعطاف پذیری در پیاده سازی بخش هایی از پروتکل های مذکور که بصورت باز در استاندارد مطرح شده اند.
  • دقت برچسب زمانی یک میلی ثانیه ای برای تمامی event های دیجیتال. (1ms Event Timestamping)
  • قابلیت پیکر بندی تمامی جزییات RTU بویژه چگونگی نحوه ارسال Event ها و Chattering
  • دقت بالای اندازه گیری ورودی های آنالوگ (کمتر از 0.01 درصد)
  • ملاحظات در نظر گرفته شده جهت مصرف بهینه انرژی
  • ایزولاسیون تا حداقل 2 کیلو ولت در قسمت ورودی و خروجی های دیجیتال و قسمت پاور
  • دسترسی ریموت به RTU از طریق TELNET، SSH و FTP
  • قابلیت Logging تمامی وقایع بر روی SD-Card (32GB Max)
  • Self Watchdog برای تمامی بردها
  • Pre-Processing در تمامی بردها
  • مجزا بودن ورودی ها و خروجی ها و همچنین هر ماژول I/O با ماژول دیگر
  • مجهز به ماژول GPS برای ردیابی و تنظیم ساعت RTU
  • قابلیت انتخاب خروجی های دیجیتال بصورت خشک یا تر ( Wet or Dry Contacts )

 

معرفی RTU هوایی

RTU هوایی (Feeder Terminal Unit) ﯾﮏ ﻧﻮع از Remote Terminal Unit اﺳﺖ ﮐﻪ اﻏﻠﺐ ﺑﺮای ﻓﯿﺪرﻫﺎی ﺑﺨﺶ ﺗﻮزﯾﻊ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﺷﻮد. اﯾﻦ دﺳﺘﮕﺎه وﻇﯿﻔﻪ ﮐﻨﺘﺮل و ﻣﺎﻧﯿﺘﻮرﯾﻨﮓ “ﺳﮑﺴﯿﻮﻧﺮ ﻫﻮاﯾﯽ” را ﺑﺮ ﻋﻬﺪه دارد. در RTU هوایی ﺳﺎﺧﺖ ﺷﺮﮐﺖ آذرﮐﻠﯿﺪ از ﯾﮑﯽ از ﺑﻪ روز ﺗﺮﯾﻦ ﭘﺮدازش ﮔﺮﻫﺎ ( ARM Cortex M7 ) در ﻗﺴﻤﺖ Main و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ در ﺑﺨﺶ LCD (ARM Cortex A4) اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﭘﻮرت ﻫﺎی ارﺗﺒﺎﻃﯽ RTU هوایی ﺑﺴﯿﺎر ﮐﺎﻣﻞ ﻃﺮاﺣﯽ ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ ﺷﺎﻣﻞ دو ﭘﻮرت اﺗﺮﻧﺖ و ﺷﺶ ﭘﻮرت ﮐﺎﻣﻼ اﯾﺰوﻟﻪ ﺳﺮﯾﺎل اﺳﺖ. از وﯾﮋﮔﯽ ﻫﺎی ﺑﺮﺗﺮ RTU هوایی ﺳﺎﺧﺖ ﺷﺮﮐﺖ آذرﮐﻠﯿﺪ ﻣﯽ ﺗﻮان ﺑﻪ ﺳﻪ ﻧﺮم اﻓﺰار ﮐﺎﻧﻔﯿﮓ ، ﻣﺎﻧﯿﺘﻮرﯾﻨﮓ و ﺗﺴﺖ ﺑﺴﯿﺎر ﮐﺎﻣﻞ و ﭘﯿﺸﺮﻓﺘﻪ در ﻋﯿﻦ ﺣﺎل ﮐﺎﻣﻼ user friendly اﺷﺎره ﮐﺮد.

ﻃﺮاﺣﯽ و ﺳﺎﺧﺖ RTU هوایی ﺑﺼﻮرت ﮐﺎﻣﻞ ﺗﻮﺳﻂ ﻣﺘﺨﺼﺼﯿﻦ ﺷﺮﮐﺖ آذرﮐﻠﯿﺪ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه و ﺗﻤﺎم اﻟﺰاﻣﺎت ﺗﻮاﻧﯿﺮ و ﻓﺮاﺗﺮ از آن را ﺑﺮآورده ﻣﯽ ﻧﻤﺎﯾﺪ. اﯾﻦ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ اﺗﻮﻣﺎﺳﯿﻮن ﺑﻪ ﻫﯿﭻ ﯾﮏ از ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻋﺎﻣﻞ ﻫﺎی راﯾﺞ ﻣﺎﻧﻨﺪ وﯾﻨﺪوز، ﻟﯿﻨﻮﮐﺲ و ﯾﺎ اﻧﺪروﯾﺪ واﺑﺴﺘﮕﯽ ﻧﺪاﺷﺘﻪ و ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺗﻐﯿﯿﺮ در ﻃﺮاﺣﯽ و ﺷﺨﺼﯽ ﺳﺎزی ( Customize ) را دارد.

به زبان ساده تر ، RTU هوایی نیز یک سیستم اتوماسیون همانند RTU است ولی بصورت کامپکت و کوچک شده جهت استفاده در پروژه های کوچک و کامپکت مانند کلیدهای هوایی ( سر تیری ) در صنعت برق یا چاه های آب ، در صنعت آب و فاضلاب. از آن جهت که RTU دارای ورودی و خروجی های بسیار زیادی برای یک پروژه کوچک و کامپکت است و عملا استفاده از یک تجهیز اضافی و گران برای یک پروژه کوچک است ، از تجهیز کوچک تر و مناسب تری به نام RTU هوایی استفاده می شود. چون این تجهیز در ابتدا برای استفاده در صنعت برق ( کلید های هوای آزاد سر تیری ) طراحی شده ، اسم آن Feeder Terminal Unit انتخاب شده است. اصول کار RTU هوایی دقیقا شبیه RTU است ، دارای تعداد خیلی کمتری ورودی و خروجی دیجیتال و آنالوگ بوده ، دارای تعدادی پورت های ارتباطی است و همچنین از کلیه پروتکل های استاندارد پشتیبانی می کند. RTU هوایی تمام پارامترها و وضعیت کلید هوایی را مانیتور کرده و به مرکز کنترل انتقال می دهد ، همچنین دستورات ارسالی از مرکز را روی تجهیز پیاده می کند. نمای ظاهری RTU هوایی ساخت شرکت صنایع برق آذرکلید در زیر نشان داده شده است :

 

RTU هوایی دارای یک قسمت Main است که تمامی پروسه در این قسمت انجام می شود. همچنین دارای 16 ورودی دیجیتال و 8 خروجی دیجیتال می باشد. در قسمت آنالوگ 6 ورودی ولتاژ و 3 ورودی جریان دارد. در بالا نیز به تعداد پورت ها اشاره شد. برای RTU هوایی یک HMI نیز طراحی و ساخته شده است که این امکان را به بهره بردار می دهد که تا حد امکان بصورت کاملا User Friendly وضعیت کلید هوایی را مشاهده کرده و کلیه پارامترهای آن را ببیند. همچنین از روی HMI می توان ریز مقادیر اندازه گیری شده را مشاهده کرد و تنظیمات کلی را انجام داد.

DescriptionPartBoard
Input: 18…30 V DC – 2 A             PowerPower
32-bit ARM Cortex-M7 Microcontroller, 216MHzCPUMAIN
2xEthernet Port, 3x RS-232, 3x 485 PortPort(s)
DNP3 over TCP/IP, DNP3 over Serial Port, MODBUS RTU(RS232,RS485),MODBUS TCP,HTTP, IEC60870-5-Part 104 , IEC60870-5-Part 101, Master & Slave for all ProtocolsProtocols
16 Digital Input Channel – WET contacts 18…30 V DC

8 Digital Output Channel – WET contacts

I/O
Customer configurable, Logging data and events  on SD-CARD (up to 32GB)Features
32-bit ARM Cortex-M3 Microcontroller, 100MHzCPULCD
1 x RS-232, 1 x 485 PortPort(s)
Fault indicator , Battery Alarms , Local/Remote ,Open / Close , Gas Low… LED status, Local/Remote , Open/Close , Fault Reset , Lamp Test…. Commands, LCD (Manitor), 5 Keys for SettingFeatures
32-bit ARM Cortex-M3 Microcontroller, 72MHzCPUPOWER METER
6 x Voltage Analog Input from Capacitive Insulators

3 x Current Analog Input from CTs.(Rogowski & Ring current Transformers)

I/O
1 x 485 Port MODBUS RTU ProtocolPort(s)
Energy Meter :Apparent power, Active Power , Reactive Power , Synchronizing Check, Current , Voltage , Power Factor, Frequency , Earth Fault , Over Current FaultFeatures

 

از دیگر ویژگی های برتر RTU هوایی می توان به موارد زیر اشاره کرد :

  • یک حافظه میکرو اس دی برای ثبت وقایع
  • خروجی های 1.5 کنتاکت با ترمینال مشترک مستقل ( به ازای هز4 خروجی یک مشترک )
  • ورودی های بدون پلاریته
  • چراغهای سیگنال برای ورودی ها و خروجی ها
  • طراحی شده مطابق استاندارد 1
  • قسمت اندازه گیری مستقل برای استفاده بهینه از فضا
  • اندازه گیری های دقیق و کامل و فراتر از انتظار بخش های مختلف آنالوگ
  • قابلیت استفاده از CT های حلقوی و روگوسکی
  • مدارات 4 لایه
  • ساپورت کامل از بسیاری از پروتکل های استاندارد به صورت master , Slave و پشتیبانی ار چند پروتکل روی پورتهای مختلف به صورت همزمان

 

جمع بندی :

از نظر کارکرد RTU و RTU هوایی کاملا شبیه هم هستند با این تفاوت که برای دو منظور متفاوت با سایزهای متفاوت طراحی شده اند.

 

هر دو دارای ورودی ها و خروجی های دیجیتال و آنالوگ هستند ، هر دو دارای پورت های متفاوت ارتباطی بوده و از تعداد زیادی از پروتکل های استاندارد پشتیبانی می کنند. ولی RTU دارای ماژول های متفاوتی بوده که تعداد نقاط ورودی و خروجی زیادی را کنترل می کند ولی RTU هوایی دارای نقاط ثابت و محدودی است و برای پروژه های کوچک تر استفاده می شود.