監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)的第一條規(guī)則是通信將失敗。一個挑戰(zhàn)是，數(shù)據(jù)量的不斷增加會增加主服務(wù)器和與其相連的通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。

在這里，奧瓦羅亞洲區(qū)銷售經(jīng)理克雷格·阿博特解釋了為什么遠(yuǎn)程遙測單元(RTU)對于將智能電力、公用事業(yè)、廣播和運(yùn)輸應(yīng)用中的擁塞降至最低至關(guān)重要。

物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的愿景是通過通信鏈路報(bào)告來自低成本傳感器的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)報(bào)告到云中的大型數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行分析。有了更多的數(shù)據(jù)，目的是收集更多的信息，以幫助優(yōu)化加工廠，城市，甚至日常生活。

能夠優(yōu)化運(yùn)營，更快地發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對迫在眉睫的問題，具有巨大的價(jià)值。

這就是為什么RTU幾十年來一直被用來監(jiān)測電信塔的電力消耗和備用電池。在Wi-Fi或5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的加工廠中，服務(wù)器位于云端或附近的空調(diào)控制室中，rtu收集有關(guān)關(guān)鍵資產(chǎn)的信息。如果電網(wǎng)發(fā)生故障，RTU允許運(yùn)營商繼續(xù)監(jiān)控資產(chǎn)，以確保持續(xù)、不間斷的運(yùn)行。

[[383704]]

RTU的工作前提很簡單，即如果了解了資產(chǎn)的狀況，就可以對其進(jìn)行有效管理，并對變化做出快速響應(yīng)。最近，它們被部署在風(fēng)力渦輪機(jī)塔架上，以監(jiān)測每個塔架的產(chǎn)量，而不是消耗量。

RTU必須有足夠的容量來管理每個發(fā)電塔所需的有限數(shù)量的輸入/輸出(I/O)點(diǎn)。在制造業(yè)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)為大量設(shè)備提供了類似的好處，如泵、閥門、壓縮機(jī)，甚至鐵路線路和飲用水。但也有挑戰(zhàn)，其中之一就是網(wǎng)絡(luò)安全。

網(wǎng)絡(luò)安全和RTU

許多工業(yè)應(yīng)用涉及公共安全，如人員或危險(xiǎn)材料的運(yùn)輸或供人食用的食品、飲料和藥品的生產(chǎn)。任何外部訪問控制系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)都會阻礙物聯(lián)網(wǎng)的核心驅(qū)動因素——開放連接。

另一個挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)量不斷增加，主服務(wù)器和與其相連的通信網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載都在增加。

RTU從遠(yuǎn)程位置的傳感器收集數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行處理，以便立即做出本地響應(yīng)。向中央服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)并等待其響應(yīng)時沒有延遲。它還解決了主服務(wù)器沒有鏈接時的中斷問題。RTU是自治的，可以在沒有監(jiān)督的情況下長時間保持本地控制。

它們也是數(shù)據(jù)集中器，但將每個數(shù)據(jù)樣本發(fā)送到主服務(wù)器將很快使通信鏈路過載。取而代之的是，RTU通過將數(shù)據(jù)集中到必要的地方來減少擁塞。

更快、低延遲響應(yīng)

RTU可以每秒對水箱液位或列車電源線上的電壓進(jìn)行幾次采樣，用于報(bào)警和控制目的，并且只向主服務(wù)器發(fā)送關(guān)鍵細(xì)節(jié)。

這使通信量保持在最低限度。例如，每小時發(fā)送一個數(shù)據(jù)點(diǎn)的最小偏差、最大偏差、平均偏差、總偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差，而不是每1秒發(fā)送一次樣本，可以減少99.9%的通信量。這使得RTU能夠在幾乎沒有可用帶寬時深入了解遠(yuǎn)程系統(tǒng)。

作為分析工具，RTU從本地傳感器收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，然后對變化作出響應(yīng)。今天使用的典型算法是與過程控制相關(guān)的，就像可編程邏輯控制器(PLC)一樣。隨著IIoT的發(fā)展，越來越多不同的功能正在開發(fā)中。例如，翠鳥CP-35在1GHz處理器上運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)。

[[383705]]

這是現(xiàn)場可用的處理能力的一個重要水平，專門用于分析單個位置的數(shù)據(jù)。一個網(wǎng)絡(luò)上100個這樣的RTU的機(jī)群可以提供100GHz的處理能力。SCADA的第一條規(guī)則是通信將失敗。RTU除了是自治控制器外，還必須是數(shù)據(jù)記錄器。

離線時，RTU將維護(hù)一個數(shù)據(jù)存儲庫，該存儲庫應(yīng)發(fā)送到中央服務(wù)器，并在鏈路恢復(fù)后上載。最新的RTU可以存儲數(shù)十萬，甚至數(shù)百萬個事件。從這個角度來看，100000個事件相當(dāng)于30個遙感器每小時平均140天的時間。

在物聯(lián)網(wǎng)中，邊緣計(jì)算機(jī)的作用是對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并在數(shù)據(jù)傳遞到主服務(wù)器之前采取行動。這允許更快、低延遲的響應(yīng)，并將中央服務(wù)器和邊緣之間的通信量降至最低。

這正是RTU在IIoT中可以發(fā)揮的作用。通過正確的保護(hù)和安全特性，這些擁塞最小化器可以保持SCADA的第一條規(guī)則，即通信將盡可能地在間隔處發(fā)生故障。