Este documento describe las características y funciones de las unidades terminales remotas (RTU). Las RTU son dispositivos diseñados para el control y automatización de instalaciones remotas. Constan de módulos de entrada, control, procesamiento de información, comunicaciones y salida. Permiten monitorear variables de proceso, comunicarse con estaciones maestras a través de diversos protocolos y ejecutar algoritmos de control programados. Las RTU se utilizan comúnmente para el telecontrol de instalaciones distribuidas como plantas petroleras, estaciones de bombe

1. Remote
Terminal
Unit (RTU)
Cárdenas Choque, Melanie Nicole
Mestas Ríos, Richard Josué
Quispe Jacho, Luis
Ramos Magaño, Ricardo
Soto Acosta, Carlos Alfredo

2. Definición
Características
Arquitectura
Protocolos
Aplicaciones
Topologias
Tabla de contenidos

3. Definición
De una Unidad Terminal Remota

4. ¿Qué es?
Una RTU o UNIDAD TERMINAL REMOTA es un
dispositivo diseñado para el control y
automatización de instalaciones. Tiene la
función de gestionar los equipos físicos y a su
vez comunicar con el sistema SCADA de control
y son, con mucha diferencia, los equipos más
utilizados para el telecontrol de instalaciones
distribuidas y/o desatendidas.

5. Se puede pensar que para esta función también puede utilizarse PLC, pero la
diferencia de uso entre ellos es notable. Mientras los PLC están pensados para uso
industrial, la RTU son más apropiadas para el telecontrol de instalaciones porque
incorporan un conjunto de funcionalidades hardware y software más adecuadas
para ese entorno como son:
Punto de precio
En cuanto al precio, el ganador en este momento es el PLC.
Los PLC tienen un precio más bajo, pero muchos consideran que la RTU es
un sistema mucho más resistente, lo que lo llevaría a creer que gastar más
inicialmente será igual al final.

6. Control de procesos
En cuanto al control de procesos, la RTU probablemente esté en igualdad de
condiciones con el PLC. Ambos controladores pueden tener múltiples tipos
diferentes de E/S, diferentes módulos de comunicación y programación de
procesos que pueden requerir poca o ninguna intervención del operador.

7. Ahora donde se considera que el RTU tiene algunas ventajas es en:
→Tolerancia ambiental: Una ventaja definitiva está en las tolerancias ambientales de
una RTU.
Las RTU son ampliamente utilizadas en entornos con temperaturas extremas y ubicadas
en lugares remotos.
Y cuando se dice remoto, no se refiere a unos pocos pies o cientos de pies, se refiere a
millas por caminos de tierra, en la cima de las montañas, en plataformas petrolíferas en
alta mar, ese tipo de remoto.

8. Imagine usar una RTU en una plataforma petrolera en alta mar. Conseguir
comunicaciones fiables sería tanto esencial como difícil. Con el uso de las
comunicaciones indicadas, enviar y recibir datos desde estas ubicaciones tan
remotas seria mucho mas fácil.

9. Ventaja de programación
Un PLC requiere un software específico y habilidades y conocimientos específicos
de lógica de escalera , texto estructurado, bloque de función, etc.
A veces, una RTU se puede programar a través de una interfaz web simple. En otros casos,
la RTU viene con un software de configuración que puede ayudarlo a configurar los flujos
de entrada a los flujos de salida, así como las comunicaciones.
También hay muchas RTU que tienen módulos preprogramados que se pueden aplicar
para la función deseada.
Algunas RTU pueden programarse con lenguajes como Basic, Visual Basic y C#. Por
supuesto, estos lenguajes requieren un conjunto de habilidades especiales al igual que los
PLC.
Algunas RTU incluso se programan en los mismos lenguajes con los que se programan los
PLC, como Ladder Logic y Structured Text.

11. Algunas RTU tienen una batería de respaldo y un circuito de carga, como
energía solar, que permitirán que la RTU continúe funcionando incluso
cuando se pierda la alimentación de CA.
Por supuesto, los PLC pueden tener un respaldo de UPS que agrega el
mismo beneficio, pero el circuito de carga es definitivamente una ventaja.

12. Otras características de la RTU:
→ Múltiples métodos de conexión: Ethernet, serie, GPRS/3G/4G,
radio, …
→ Diferentes protocolos de comunicación aguas arriba y aguas
abajo: Modbus, SNMP, IEC 104, DNP3, …
→ Más memoria para funciones de Store&Fordware.

13. La autonomía es un requisito lógico. Si la RTU se instalan principalmente en lugares distribuidos
y/o desatendidos, implica que no hay operarios cualificados cerca cuando se produce un fallo o
una avería. Por ello, los equipos deben poder seguir trabajando sea cual sea la problemática que
se produzca, condiciones climáticas adversas, fallos de alimentación, fallos de comunicación,
temblores, golpes, … Una RTU debe disponer del hardware y funcionalidades necesarias para
que un problema del entorno no signifique un paro.
❖ Una unidad terminal remota tiene la capacidad de monitorear un número de entradas /
salidas (I/O) relacionadas con un proceso, analizar y mantener datos en tiempo real, ejecutar
algoritmos de control programados por el usuario, comunicarse con la estación maestra y en
algunos casos, con otras remotas.
❖ La RTU realiza una exploración periódica de las variables del proceso y, a través de un módulo
de comunicación permite el intercambio de dicha información con una estación maestra
(MTU) ubicada en una sala de control central, utilizando diversos medios de comunicación:
línea telefónica, UHF / VHF, microondas, satélite, fibra óptica u otro medio, a través de
puertos auxiliares con otras remotas y/o terminales portátiles.

14. Arquitectura
De una Unidad Terminal Remota

15. Módulo de Entrada
→ El módulo de entrada tiene como función
adquirir la información del campo suministrada
por los transductores y acondicionarla a sus
niveles de operación.
→ El módulo de entrada permite el manejo de
información discreta y analógicas, siendo el
tratamiento de cada una diferente.
→ La información discreta normalmente es
tomada a través de un panel de interconexión el
cual releva las señales de campo y vienen
representada como dos niveles de voltaje, siendo
esto convertido en información digital por el
módulo de entrada a fin de ser procesada.
→ El módulo de entrada analógico procesa esta
información mediante un convertidor analógico /
digital (A/D) transformándolo en información
binaria a fin de que pueda ser procesada por el
módulo procesador de información.

16. Módulo de Control
→ Este módulo tiene como función el registro,
recepción y transmisión de los comandos de
control recibido desde la unidad maestra o
sistema supervisarlo.
→ Deberá garantizar la confiabilidad de la
operación mediante el uso de mecanismo de
seguridad y detección de errores.
→ En general, el módulo de control recibe los
mensajes de la unidad maestra y se realiza la
comprobación del código para determinar si no
se ha incurrido en algún error de
transmisión. Tras efectuar la comprobación del
código y la decodificación de la dirección en
forma satisfactoria se envía un mensaje de
respuesta a la estación o unidad maestra.

17. Módulo de Procesamiento de
Información
→ La CPU es la unidad controladora de todas las funciones
de la unidad terminal remota, ya que dirige todas las
transferencias de data entre los registros y las localidades
de memoria, y controla las interrupciones de la interfaz de
comunicación la cual envía la data de la RTU a la unidad
maestra.
→ El microprocesador de la RTU contiene una serie de
registros destinados al almacenamiento temporal de
instrucciones, direcciones de memoria y/o resultados de
ciertas operaciones
.
→ Esta unidad central de procesamiento es la encargada,
como su nombre lo indica, de procesar la información
adquirida del campo o transmitida por la unidad maestra,
con la finalidad de ejecutar la tarea correspondiente, bien
sea una acción de control o de comunicación.
→ Las funciones de procesamiento de datos de la RTU se
conocen en una secuencia determinada por el software de
la misma. Los datos e instrucciones se almacenan en
módulos de memoria RAM y/o ROM y las instrucciones del
programa son secuenciadas por un reloj de tiempo real.

18. Módulo de Comunicaciones
→ Este modulo se encarga de codificar la
información recibida del campo para poder ser
transmitida por los canales de comunicación, de
igual manera la información recibida de la
estación maestra procesada por este modulo
decodificado.
→ Motivado a que la transmisión de información es
realizada entre equipos remotos y mediante el uso
de canales de comunicación con ancho de banda
limitado, se requiere que la información sea
adecuada y codificada en forma idónea,
incluyendo métodos de verificación de error.
→ En la industria no existe un estándar en cuanto a
remotas y protocolos por lo cual cada fabricante
posee un método diferente de agrupamiento de la
información, con sus esquemas propios de
verificación de error.

19. Aplicaciones
De una Unidad Terminal Remota

20. Aplicaciones Generales
Entre los campos de aplicación objetivos destacan el monitoreo remoto de
instrumentación en plantas petroleras (plataformas marítimas y pozos
terrestres); estaciones de bombeo remoto (recolección y tratamiento de
aguas servidas, o suministro de aguas); control y monitoreo hidrográfico
(suministro de aguas, represas, sistemas de alcantarillado); sistemas de
monitoreo ambiental (contaminación atmosférica, calidad del aire, control de
emisiones); aplicaciones de monitoreo en faenas mineras, y administración
remota de iluminación pública.

21. Características
De una Unidad Terminal Remota

22. Una característica relevante de una RTU debe
ser su capacidad para almacenar y respaldar
un alto número de eventos, sobre 50.000, con
estampa de tiempo, comúnmente llamado
SOE (Sequence of Events). Para esta
sincronización, se debe considerar una
conexión a GPS.
Estos dispositivos se diferencian de los
Controladores Lógicos Programables (PLC) en
que son más apropiados para el desarrollo de
telemetría en largas distancias geográficas,
generalmente a través de medios de
transmisión inalámbrica (PSTN, GSM, Radio).
En cambio, los PLCs son más aptos para
control de área local (plantas industriales,
líneas de producción, etc.), donde el sistema
utiliza medios físicos para el monitoreo

23. Hardware
01

24. El Scada RTU es una
pequeña y robusta
computador que
proporciona inteligencia
en el campo para permitir
que el maestro se
comunique con los
instrumentos

25. Tipos básicos de RTU
Single Board
Tiene normalmente E/S fijas,
por ejemplo, 16 entradas de
información digitales, ocho
salidas digitales, ocho entradas
de información analógicas y
cuatro salidas analógicas. No es
normalmente posible ampliar
su capacidad
Modular
Se diseña para ser ampliado
agregando módulos
adicionales. Los módulos
típicos pueden ser un modulo
de ocho entradas analógicas,
un modulo de ocho salidas
digitales

26. • CPU y memoria volátil (RAM).
• Memoria no volátil para grabar
programas y datos.
• Capacidad de comunicaciones a través
de puertos seriales o a veces con modem
incorporado.
• Fuente de alimentación segura (con
salvaguardia de batería).
• Watchdog timer (que asegura reiniciar el
RTU si algo falla).
• Protección eléctrica contra fluctuaciones
en la tensión.
• Interfases de entrada-salida a
DI/DO/AI/AO’S.
• Reloj de tiempo real.
Componentes principales
del hardware

27. Software
02

28. Todas las RTU requieren la siguiente
funcionalidad:
Aplicación SCADA para
exploración de entradas de
información, procesamiento y
el grabado de datos,
respondiendo a las peticiones
del maestro sobre la red de
comunicaciones.
Driver de dispositivo
para el sistema de
entrada-salida a los
dispositivos de campo.
Driver para el sistema
de comunicaciones, es
decir, la conexión con el
maestro.

29. Protocolos
Para la Comunicación de las RTU

30. Protocolo de red distribuida,
abierto y diseñado para
transmitir paquetes de datos
relativamente pequeños de
manera confiable con los
mensajes involucrados llegan
en una secuencia determinista
Se refiere al modelo OSI un
modelo simplificado llamado
TCP/IP, que con sus 4 capas
genera la interfaz de red, la
capa de internet, capa de
servicio y capa de aplicación
Protocolos de comunicación
LAN, Ethernet, TCP/IP
DNP3

31. El protocolo Modbus RTU es un medio de
comunicación que permite el intercambio de
datos entre los controladores lógicos
programables (PLC) y las computadoras. Los
dispositivos electrónicos pueden intercambiar
información a través de líneas serie utilizando el
protocolo Modbus.

32. Modbus ASCII es una implementación
más antigua que contiene todos los
elementos de un paquete RTU, pero
expresada completamente en caracteres
ASCII imprimibles. Estos son caracteres
hexadecimales que contienen 4 bits de
datos cada uno.

33. Topologias
Intercambio de información RTU - SCADAS

34. Topologias
Punto a Punto
La relación es del tipo
Maestro-Esclavo. Un
solo elemento remoto
(RTU) esta conectado al
sistema de control
(MTU) mediante una
línea de comunicación.
Multipunto
dedicado
Un solo sistema de
control conectado a
varias estaciones
remotas mediante
enlaces directos
permanentes
Esta configuración en
estrella utiliza un solo
puerto de
comunicaciones,
realizándose en
intercambio de datos
por turnos
Multipunto
estrella