- ICCP/TASE.2 (IEC 608706)
3.2. Thiết bị đầu cuối RTU (Remote Terminal Unit) 1.Cấu tạo chung của RTU
3.2.1. Cấu tạo chung của RTU
Thiết bị đầu cuối RTU là một thiết bịđiện tử thụng minh IED được cài đặt tại cỏc trạm và làm việc như một điểm nỳt để liờn lạc giữa trung tõm điều khiển với hiện trường. RTU cú khả năng truyền dữ liệu đến cỏc thiết bị khỏc cũng như nhận dữ liệu và lệnh điều khiển từ cỏc cấp cao hơn thụng qua cỏc cổng liờn lạc nối tiếp, bao gồm cỏc chức năng sau đõy:
Thu thập trực tiếp cỏc trường tớn hiệu: + Tớn hiệu sốđầu vào DI (Digital Input).
+ Tớn hiệu tượng tựđầu vào AI (Analog Input). + Xung hoặc tớn hiệu sốđầu ra DO (Digital Output) + Quản lý, giỏm sỏt chuẩn truyền tin ở mức cao. + Chuyển đổi trạng thỏi tớn hiệu nhận được. + Chức năng chuẩn đoỏn.
+ Ghi nhận thời gian.
Cỏc RTU của cỏc hóng sản xuất khỏc nhau thỡ cú cấu tạo khỏc nhau, tuy nhiờn thường cú những phần cơ bản sau:
- Khối xử lý trung tõm CPU (Central Processing Unit) - Khối thụng tin liờn lạc trung tõm.
- Hệ thống cỏc board Vào/Ra (Input/Output board)
Cũng cú khi khối xử lý trung tõm và khối liờn lạc được kết hợp vào làm một gọi là Communication CPU board. Thờm vào đú cũn cú thể cú thờm cỏc board thời gian thực (real-time board) với mục đớch đồng bộ thời gian cho hệ thống
và board nguồn để cung cấp nguồn cho RTU. Với RTU, cả phần cứng và phần mềm thường được xõy dựng trờn cấu trỳc modul.
RTU được cấu tạo theo dạng module và bao gồm cỏc phần cơ bản như sau:
Hỡnh 3.2. Cấu trỳc của RTU
Khối xử lý và liờn lạc trung tõm
Cũng giống như mỏy tớnh, khối xử lý trung tõm sẽ là bộ phận điều khiển hoạt
động của toàn bộ RTU. Hay núi cỏch khỏc, hoạt động của RTU được xỏc định bởi cấu hỡnh của board CPU. Cỏc dữ liệu thu thập từ hiện trường hoặc từ cấp
điều khiển cao hơn sẽđi qua cỏc I/O board. Cỏc I/O board này sẽđược kết nối tới khối vi xử lý và liờn lạc trung tõm thụng qua cỏc bus ngoại vi, nơi chạy
cỏc chương trỡnh ứng dụng điều khiển từ xa để tiếp nhận cỏc thụng tin từ I/O board.
Tựy thuộc vào quy mụ của hệ thống SCADA hay núi chớnh xỏc hơn là tựy thuộc vào số lượng tớn hiệu cần thu thập và điều khiển tại hiện trường mà dung lượng đũi hỏi với CPU board là lớn hay nhỏ.
Bao gồm cỏc tổ hợp:
- àP (Microprocessor) là bộ vi xử lý chớnh xử lý cỏc tớn hiệu đầu vào của RTU.
- Bộ nhớ chương trỡnh và dữ liệu PLASH. - Bộ nhớ làm việc RAM.
- Bộ xử lý kờnh bờn trong “đầu-cuối” tới bản mạch I/O - Cỏc cổng truyền tin RS232.
- Giao diện cho việc tớch hợp cỏc bản mạch I/O.
- Sự kiểm tra cỏc đầu vào đối với sự xỏc định cỏc sự cố. - Rơle cảnh bỏo.
- Giao diện cho việc lập trỡnh và cấu hỡnh cho RTU.
Khối Modem truyền tin
Cú nhiệm vụ truyền thụng tin đó được xử lý tới cỏc mỏy chủ ở mức
điều khiển trạm hoặc truyền thụng tin tới hệ thống giỏm sỏt mức cao hơn ở
cỏc trung tõm điều độ và nhận thụng tin điều khiển ngược lại.
Hệ thống cỏc board Vào/Ra (I/O board)
Cú rất nhiều cỏc loại I/O board cần thiết đểđảm nhiệm việc kết nối cỏc tớn hiệu Input/Output khỏc nhau tới RTU. Cú thể kể ra một số cỏc board thụng dụng như sau:
- Board đầu ra số (Binary Output)
- Board giỏm sỏt đầu ra số (Binary Output Supervision) - Board đầu vào tượng tự (Analog Input)
- Board đầu ra tương tự (Analog Output)
• Tớn hiệu đầu vào số (Binary Input): Được chia thành cỏc nhúm, mỗi nhúm bao gồm cỏc kờnh nhận tớn hiệu và cỏc kờnh này cú một đầu được kết nối chung với nhau ở trong bản mạch. Dải điện ỏp từ 15 ữ 48 VDC và cỏc loại tớn hiệu cú thể sử dụng là:
- Giỏ trịđo lường số
- Tớn hiệu trạng thỏi đơn - Tớn hiệu trạng thỏi kộp - Tớn hiệu xung ngược
Cỏc trạng thỏi đúng, mở của mỏy cắt, dao cỏch ly, vị trớ tiếp địa … được lặp lại qua cỏc cặp tiếp điểm phụ của chỳng và đưa tới cỏc đầu vào DI và thời gian xỏc định tỡnh trạng cỏc kờnh là khoảng 10ms.
• Tớn hiệu đầu ra số (Binary Output)
Gồm cỏc rơle điện từ loại nhỏ gắn trờn bản mạch nhưng tiếp điểm của chỳng cú thể chịu được dũng điện lớn cỡ ampe và tiếp điểm này được đưa vào mạch điều khiển mỏy cắt, dao cỏch ly.
Khi cú tớn hiệu điều khiển từ xa ra lệnh đúng/cắt mỏy cắt hoặc dao cỏch ly. • Tớn hiệu tương tự vào (Analog Input)
Cỏc đầu vào tớn hiệu tương tự gồm cỏc kờnh khỏc nhau đơn cực và lưỡng cực, chỳng sử dụng cho cỏc tớn hiệu đầu vào là dũng điện và điện ỏp. Cỏc dải đo thường dựng:
- Dũng điện: ±20mA; 0 ữ 20mA; 4 ữ 8 ữ 20mA; 4ữ20mA… - Điện ỏp: 0 ữ 1V; 0 ữ 10V
Ngày nay cỏc RTU cú thể đo được dũng điện, điện ỏp đầu vào rất lớn tới 5A và 100V, cú nghĩa là cỏc đại lượng đầu vào khụng cần qua khõu biến
đổi mà cú thể đo trực tiếp từ cuộn dõy thứ cấp của biến dũng điện và biến
điện ỏp.
Khối nguồn
Sử dụng cỏc nguồn cú điện ỏp 24 ữ 110VDC sau đú chuyển đổi thành
điện ỏp 5V, 10V, 15V dựng cung cấp cho cỏc nguồn nuụi linh kiện và cỏc đốn LED cảnh bỏo, giỏm sỏt tỡnh trạng bản than của chỳng.