หน่วยเทอร์มินัลระยะไกล ( RTU ) คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมด้วย ไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งเชื่อมต่อวัตถุในโลกทางกายภาพกับระบบควบคุมแบบกระจายหรือ ระบบ ควบคุมและเก็บข้อมูลแบบควบคุมดูแล (SCADA) โดยการส่ง ข้อมูล โทรมาตรไปยังระบบหลัก และใช้ข้อความจากระบบควบคุมดูแลหลักเพื่อควบคุมวัตถุที่เชื่อมต่อ^{[ 1 ]}คำอื่นๆ ที่อาจใช้สำหรับ RTU ได้แก่หน่วยโทรมาตรระยะไกลและหน่วยควบคุมระยะไกล

หน่วย RTU ทำหน้าที่ตรวจสอบพารามิเตอร์ดิจิทัลและอนาล็อกในภาคสนาม และส่งข้อมูลไปยังสถานีหลัก SCADA โดยจะรันซอฟต์แวร์การตั้งค่าเพื่อเชื่อมต่อสตรีมข้อมูลขาเข้ากับสตรีมข้อมูลขาออก กำหนดโปรโตคอลการสื่อสาร และแก้ไขปัญหาการติดตั้งในภาคสนาม

RTU อาจประกอบด้วยแผงวงจรที่ซับซ้อนหนึ่งแผง ซึ่งประกอบด้วยส่วนต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่กำหนดเอง หรืออาจประกอบด้วยแผงวงจรหลายแผง รวมถึง CPU หรือหน่วยประมวลผลที่มีอินเทอร์เฟซการสื่อสาร และส่วนประกอบอย่างน้อยหนึ่งอย่างต่อไปนี้: (AI) อินพุตแบบอนาล็อก (DI) อินพุตแบบดิจิทัล (สถานะ) (DO/CO) เอาต์พุตแบบดิจิทัล (หรือรีเลย์ควบคุม) หรือ (AO) เอาต์พุตแบบอนาล็อก

หน่วยควบคุมระยะไกล (RTU) อาจเป็นหน่วยควบคุมกระบวนการขนาดเล็กที่มีฐานข้อมูลขนาดเล็กสำหรับ PID, การแจ้งเตือน, การกรอง, การแสดงแนวโน้ม และฟังก์ชันอื่นๆ ที่เสริมด้วย งาน BASIC ( ภาษาโปรแกรม ) บางอย่าง RTU สมัยใหม่โดยทั่วไปรองรับ มาตรฐานการเขียนโปรแกรม IEC 61131-3สำหรับตัวควบคุมลอจิกแบบโปรแกรมได้ เนื่องจาก RTU อาจถูกใช้งานเป็นประจำในระบบป้องกันท่อส่งและโครงข่ายไฟฟ้า หรือในสภาพแวดล้อมที่เข้าถึงยากหรือรุนแรงอื่นๆ (เช่น ใน โครงการ Biosphere 2 ) จึงจำเป็นต้องทำงานภายใต้สภาวะที่รุนแรง และใช้มาตรการประหยัดพลังงาน (เช่น การปิดโมดูล IO เมื่อไม่ได้ใช้งาน) ตัวอย่างเช่น มันสื่อสารผ่าน RS485 หรือลิงก์การสื่อสารไร้สายในการกำหนดค่าแบบหลายจุดเชื่อมต่อ ในการกำหนดค่าประเภทนี้ มันเป็นหน่วยระยะไกลที่รวบรวมข้อมูลและดำเนินการควบคุมอย่างง่าย มันไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและใช้พลังงานต่ำมาก และมักใช้พลังงานแสงอาทิตย์

จะมีการรวมแหล่งจ่ายไฟรูปแบบหนึ่งสำหรับการใช้งานจากไฟบ้านสำหรับ CPU ต่างๆ แรงดันไฟฟ้าสถานะ และการ์ดอินเทอร์เฟซอื่นๆ ซึ่งอาจประกอบด้วยตัวแปลง AC เป็น DC ในกรณีที่ใช้งานจากระบบแบตเตอรี่ของสถานี

อุปกรณ์ RTU อาจมีแบตเตอรี่และวงจรชาร์จเพื่อให้สามารถทำงานต่อไปได้ในกรณีที่ไฟฟ้ากระแสสลับขัดข้อง สำหรับการใช้งานที่สำคัญซึ่งไม่มีแบตเตอรี่สำรอง

RTU ส่วนใหญ่มีส่วนที่เรียกว่าการ์ดสถานะอินพุตเพื่ออ่านข้อมูลเปิด/ปิดจากภาคสนาม โดยจะตรวจสอบว่าหน้าสัมผัส (เช่น สวิตช์) เปิดหรือปิดอยู่ที่ตำแหน่งของ RTU หรือไม่ หน้าสัมผัสนี้อาจเป็นของอุปกรณ์ต่างๆ เช่น:

• เบรกเกอร์ไฟฟ้า (เปิดหรือปิด)
• วาล์ว (เปิดหรือปิด)
• สัญญาณเตือน (ไม่ว่าจะทำงานอยู่หรือไม่)
• เครื่องจักร (ไม่ว่าจะอยู่ในตำแหน่งใด)

อุปกรณ์ RTU บางตัวสามารถนับจำนวนเหตุการณ์ได้ (เช่น จำนวนครั้งที่ผู้ติดต่อเปิด/ปิด) แต่ฟังก์ชันนี้เป็นตัวเลือกเสริม

หน่วยวัดสัญญาณอนาล็อก (RTU) สามารถตรวจสอบสัญญาณอนาล็อกหลายประเภทได้ เช่น 0-1 mA, กระแสลูป 4–20 mA , 0–10 V, ±2.5 V, ±5.0 V เป็นต้น RTU หลายตัวจะบัฟเฟอร์ข้อมูลปริมาณมากผ่านทรานสดิวเซอร์เพื่อแปลงและแยกค่าจากโลกแห่งความเป็นจริงออกจากระดับสัญญาณอินพุตที่ละเอียดอ่อนของ RTU นอกจากนี้ RTU ยังสามารถรับข้อมูลอนาล็อกผ่านระบบสื่อสารจากอุปกรณ์หลักหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ (IED) ที่ส่งค่าข้อมูลมาให้ได้อีกด้วย

ระบบ RTU หรือระบบหลักจะแปลงและปรับขนาดข้อมูลดิบนี้ให้เป็นหน่วยที่เหมาะสม เช่น ปริมาณน้ำที่เหลืออยู่ อุณหภูมิเป็นองศา หรือเมกะวัตต์ ก่อนที่จะแสดงข้อมูลดังกล่าวแก่ผู้ใช้ผ่านทางอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร

หน่วยควบคุมระยะไกล (RTU) อาจขับรีเลย์ที่มีความสามารถในการรับกระแสสูงไปยังแผงเอาต์พุตดิจิทัล (หรือ "DO") เพื่อเปิดและปิดไฟให้กับอุปกรณ์ต่างๆ ในภาคสนาม แผง DO จะสลับแรงดันไฟฟ้าไปยังขดลวดในรีเลย์ ซึ่งจะปิดหน้าสัมผัสที่มีกระแสสูง ทำให้วงจรไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์สมบูรณ์

เอาต์พุตของ RTU อาจประกอบด้วยการขับเคลื่อนอินพุตลอจิกที่มีความไวสูงบนPLC อิเล็กทรอนิกส์ หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ที่ใช้อินพุต 5 V ที่มีความไวสูง

แม้จะไม่ค่อยได้ใช้กันทั่วไป แต่เอาต์พุตแบบอนาล็อกอาจถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมอุปกรณ์ที่ต้องการปริมาณข้อมูลที่เปลี่ยนแปลงได้ เช่น เครื่องบันทึกข้อมูลแบบกราฟิก (แผนภูมิเส้น) ปริมาณข้อมูลที่รวมหรือประมวลผลแล้วอาจถูกสร้างขึ้นในระบบ SCADA หลัก และส่งออกเพื่อแสดงผลในพื้นที่หรือจากระยะไกล ตามที่ต้องการ

โดยทั่วไปแล้ว RTU รุ่นใหม่ๆ สามารถประมวลผลโปรแกรมง่ายๆ ได้เองโดยไม่ต้องอาศัยคอมพิวเตอร์หลักของ ระบบ DCSหรือSCADAเพื่อลดความซับซ้อนในการติดตั้งและเพื่อความซ้ำซ้อนด้านความปลอดภัย RTU ในระบบจัดการน้ำที่ทันสมัยมักจะมีโค้ดสำหรับปรับเปลี่ยนพฤติกรรมเมื่อสวิตช์ควบคุมทางกายภาพบน RTU ถูกสลับระหว่างการบำรุงรักษาโดยเจ้าหน้าที่บำรุงรักษา ทั้งนี้ทำเพื่อความปลอดภัย เช่น การสื่อสารที่ผิดพลาดระหว่างผู้ควบคุมระบบและเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาอาจทำให้ผู้ควบคุมระบบเปิดไฟให้กับปั๊มน้ำโดยไม่ได้ตั้งใจขณะที่กำลังเปลี่ยนปั๊มน้ำ เป็นต้น

เจ้าหน้าที่ฝ่ายซ่อมบำรุงควรตัดกระแสไฟและล็อกอุปกรณ์ที่กำลังทำงานอยู่ เพื่อป้องกันความเสียหายและ/หรือการบาดเจ็บ

หน่วย RTU อาจเชื่อมต่อกับสถานีหลักและอุปกรณ์ IED หลายตัวที่มีโปรโตคอลการสื่อสารต่างกัน (โดยทั่วไปคือแบบอนุกรม ( RS-232 , RS-485 , RS-422 ) หรืออีเธอร์เน็ต ) หน่วย RTU อาจรองรับโปรโตคอลมาตรฐาน ( Modbus , IEC 60870-5 -101/103/104, DNP3 , IEC 60870-6 -ICCP, IEC 61850เป็นต้น) เพื่อเชื่อมต่อกับซอฟต์แวร์ของบริษัทอื่น

การถ่ายโอนข้อมูลสามารถเริ่มต้นได้จากทั้งสองฝั่งโดยใช้เทคนิคต่างๆ เพื่อให้มั่นใจได้ถึงการซิงโครไนซ์ด้วยปริมาณการรับส่งข้อมูลที่น้อยที่สุด หน่วยหลักอาจสอบถามหน่วยย่อย (หน่วยหลักไปยัง RTU หรือ RTU ไปยัง IED) เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของข้อมูลเป็นระยะๆ การเปลี่ยนแปลงค่าอนาล็อกมักจะถูกรายงานเฉพาะเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงที่อยู่นอกเหนือขีดจำกัดที่กำหนดไว้จากค่าที่ส่งครั้งล่าสุดเท่านั้น ค่าดิจิทัล (สถานะ) ใช้เทคนิคที่คล้ายกันและจะส่งเฉพาะกลุ่ม (ไบต์) เมื่อจุด (บิต) หนึ่งจุดในกลุ่มนั้นเปลี่ยนแปลง อีกวิธีหนึ่งที่ใช้คือหน่วยย่อยเริ่มต้นการอัปเดตข้อมูลเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงที่กำหนดไว้ล่วงหน้าในข้อมูลอนาล็อกหรือดิจิทัล การส่งข้อมูลทั้งหมดจะต้องดำเนินการเป็นระยะๆ ไม่ว่าจะใช้วิธีใดก็ตาม เพื่อให้มั่นใจได้ถึงการซิงโครไนซ์ที่สมบูรณ์และกำจัดข้อมูลที่ล้าสมัย โปรโตคอลการสื่อสารส่วนใหญ่รองรับทั้งสองวิธี ซึ่งผู้ติดตั้งสามารถตั้งโปรแกรมได้

ใน ระบบส่งกำลังแบบหลายจุด (multi-drop scheme ) หน่วยส่งสัญญาณวิทยุ (RTU) หรืออุปกรณ์ระเบิดแสวงหาเอง (IED) หลายตัวอาจใช้สายสื่อสารร่วมกันได้เนื่องจากแต่ละหน่วยมีที่อยู่เฉพาะของตนเอง และจะตอบสนองต่อการสอบถามและคำสั่งของตนเองเท่านั้น

ระบบสื่อสาร IED จะถ่ายโอนข้อมูลระหว่าง RTU กับ IED ซึ่งสามารถลดความจำเป็นในการใช้พอร์ตอินพุตสถานะฮาร์ดแวร์ พอร์ตอินพุตแบบอนาล็อก และพอร์ตเอาต์พุตแบบรีเลย์จำนวนมากใน RTU การสื่อสารจะดำเนินการผ่านสายทองแดงหรือสายใยแก้วนำแสง

การสื่อสารหลักมักเกิดขึ้นระหว่าง RTU กับระบบควบคุมขนาดใหญ่หรือระบบรวบรวมข้อมูล (ซึ่งรวมอยู่ในระบบขนาดใหญ่) ข้อมูลอาจถูกส่งผ่านระบบสื่อสารด้วยสายทองแดง ใยแก้วนำแสง หรือคลื่นความถี่วิทยุ

• การตรวจสอบระยะไกลของฟังก์ชันและอุปกรณ์ต่างๆ สำหรับ:
  • น้ำมันและก๊าซ (แท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง บ่อน้ำมันบนบก สถานีสูบน้ำบนท่อส่งน้ำมัน)
  • เครือข่ายสถานีสูบน้ำ (สำหรับรวบรวมน้ำเสีย หรือสำหรับจ่ายน้ำประปา)
  • ระบบ ตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม (การตรวจสอบมลพิษ คุณภาพอากาศ และการปล่อยมลพิษ)
  • แหล่งเหมืองแร่
  • อุปกรณ์ควบคุมการจราจรทางอากาศ เช่น อุปกรณ์ช่วยนำทาง (DVOR, DME, ILS และ GP)
• การตรวจสอบและควบคุมระยะไกลของฟังก์ชันและอุปกรณ์ต่างๆ สำหรับ:
  • ระบบอุทกศาสตร์ (การจัดหาน้ำ อ่างเก็บน้ำ ระบบบำบัดน้ำเสีย)
  • เครือข่ายส่งกำลังไฟฟ้าและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง
  • เครือข่ายก๊าซธรรมชาติและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง
  • ไซเรนเตือนภัยกลางแจ้ง
  • โครงการไบโอสเฟียร์ 2

• ระบบวัดระยะไกล
• รีเลย์ป้องกันดิจิทัล
• สกาดา

• หน่วยเทอร์มินัลระยะไกล Gemini 3