RTU (Remote Terminal Unit) — детально

RTU — класс промышленных контроллеров, оптимизированных для телеметрии и дистанционного управления разнесёнными на большой территории объектами. Исторически применялись в нефтегазе и энергетике (сотни-тысячи скважин, подстанций). Сейчас активно применяются в коммунальной инфраструктуре, системах учёта, Smart Grid.

Чем RTU отличается от обычного ПЛК

• Устойчивость к климату — рабочий диапазон -40..+70°C, высокая влажность, пыль. Корпус IP65-IP67
• Низкое энергопотребление — ключевой параметр для автономных объектов. От солнечной батареи или батарейки должен работать месяцы
• Встроенные каналы связи — GSM/GPRS/LTE, LoRaWAN, радиомодем, спутник. ПЛК обычно требует отдельного коммуникационного модуля
• Буферизация данных — при отсутствии связи накапливает данные во внутренней памяти (сутки-недели), передаёт при восстановлении канала
• Экономичные протоколы — DNP3, IEC 60870-5-101/104, Modbus RTU over GPRS. Передаются только изменения, а не вся таблица постоянно
• Защита от грозы и помех — усиленная грозозащита по питанию и аналоговым входам, оптоизоляция
• Автономность — большие таймауты сторожевых таймеров, автоматический рестарт после потери связи

Классическая архитектура

• Центр — SCADA-сервер с базой данных реального времени, диспетчерский пункт с мнемосхемами
• Канал связи — радиоканал, GSM, оптика, спутник
• RTU на объекте — собственно удалённый терминал
• Полевой уровень — датчики давления, температуры, расхода + задвижки и насосы под управлением RTU

Протоколы связи с центром

• DNP3 — классика американской энергетики, event-driven, с подтверждениями
• IEC 60870-5-104 — европейская энергетика, по TCP/IP
• IEC 60870-5-101 — та же логика по последовательной линии (радио, модем)
• Modbus RTU over GPRS — простой, широко распространённый, но без встроенной сортировки событий
• MQTT, OPC UA — современные IT-протоколы для IIoT-RTU

Применения

• Нефтегаз — автоматизация скважин, замерных узлов, задвижек магистральных трубопроводов (система Smart Field)
• Электроэнергетика — АСУ ТП подстанций класса ПС 110/35/10 кВ, Smart Grid в распределительных сетях
• Водоканал — удалённые насосные, водозаборы, артезианские скважины, канализационные насосные станции (КНС)
• Теплосети — котельные без постоянного оператора, узлы учёта, бойлерные
• Газоснабжение — ГРП, газораспределительные пункты посёлков

Популярные RTU

• Siemens Simatic RTU3000 — компактный RTU для нефтегаза и водоснабжения
• Schneider Electric SCADAPack — классика американского рынка
• ABB RTU560 — для энергетики
• Yokogawa STARDOM — универсальный RTU/ПЛК
• ОВЕН ПЛК210 + коммуникационный модуль — бюджетное российское решение для простых применений
• ЭЛЕСИ TRACE MODE PLC — российский с хорошей поддержкой telemetry протоколов
• Робитех RT-01 — промышленный российский RTU с GSM/LoRaWAN

Отличия от IoT-устройств

• RTU выдерживают суровые условия (мороз, вода, пыль), IoT — чаще нет
• RTU сертифицированы по промышленным стандартам (взрывозащита, электромагнитная совместимость)
• RTU работают 15-25 лет, IoT — 3-5 лет
• RTU используют резервируемые промышленные каналы, IoT — обычный интернет

Для серьёзной инфраструктуры (нефть, газ, вода, электричество) RTU по-прежнему единственный выбор. IoT-устройства применяются где цена критичнее надёжности (учёт электричества в квартирах, умный город).