وحدة واجهة البيانات العابرة (TDI) 3500/22M هي وحدة اتصالات وجمع بيانات عالية الأداء طورتها شركة Baker Hughes تحت العلامة التجارية Bently Nevada™، وهي مصممة خصيصًا لنظام مراقبة الماكينات 3500. لا تتضمن هذه الوحدة جميع وظائف وحدة واجهة الحامل التقليدية 3500/20 (RIM) فحسب، بل تدمج أيضًا إمكانات الحصول على البيانات المشابهة لمعالج الاتصالات مثل TDXnet، مما يجعلها مكونًا رئيسيًا لتمكين أنظمة مراقبة الحالة والتشخيص.
توجد وحدة TDI في الفتحة المجاورة لمصادر إمداد الطاقة في حامل 3500. وهو يتفاعل مع وحدات المراقبة من السلسلة M (على سبيل المثال، 3500/40M، 3500/42M) لجمع بيانات الحالة الثابتة والديناميكية العابرة (الموجي) بشكل مستمر، ونقل هذه البيانات إلى البرنامج المضيف، مثل برنامج System 1™ Condition Monitoring and Diagnostic أو برنامج تكوين النظام 3500، عبر اتصال Ethernet.
2. الميزات الرئيسية والمبادئ الوظيفية التفصيلية
2.1 قدرات الحصول على البيانات
تتمثل الوظيفة الأساسية لوحدة TDI في الحصول على أنواع بيانات متعددة ونقلها في الوقت الفعلي، وهي مفصلة على النحو التالي:
أ) الحصول على بيانات القيم الثابتة
تقوم وحدة TDI بشكل مستمر بجمع القيم الثابتة من وحدات المراقبة، بما في ذلك المعلمات مثل الاهتزاز ودرجة الحرارة والإزاحة. يتم تسجيل هذه القيم على فترات زمنية مدتها ثانية واحدة ويتم الاحتفاظ بها لمدة 10 دقائق قبل حدث الإنذار ودقيقة واحدة بعده. علاوة على ذلك، مع اقتراب لحظة الإنذار، يزداد تكرار الحصول على البيانات إلى فواصل زمنية تبلغ 100 مللي ثانية لضمان التقاط التغييرات العابرة الهامة.
ب) الحصول على بيانات الشكل الموجي الديناميكي
يدعم TDI الحصول على بيانات الشكل الموجي لما يصل إلى 48 قناة، وتتميز بمدخلات مقترنة بالتيار المستمر والقدرة على أداء أخذ العينات المتزامن وغير المتزامن:
أخذ العينات المتزامن: استنادًا إلى إشارات Keyphasor®، فإنه يدعم معدلات أخذ العينات المتعددة القابلة للتكوين من قبل المستخدم لكل دورة (على سبيل المثال، 1024، 720، 512، 360، 256، 128، 64، 32، 16 عينة / دورة)، ويغطي فترات أخذ العينات من 2 إلى 128 دورة.
أخذ العينات غير المتزامن: يدعم نطاقات ترددية مختلفة من 10 هرتز إلى 30 كيلو هرتز، مما يوفر إمكانية تحليل الطيف بـ 800 خط. تتم تصفية البيانات غير المتزامنة باستخدام تقنية مكافحة الأسماء المستعارة لضمان الدقة.
ج) الحصول على البيانات العابرة
باستخدام قرص تمكين القناة الاختياري، يمكن لوحدة TDI تنشيط الحصول على البيانات العابرة عالية الدقة. تسمح هذه الميزة ببدء تسجيل البيانات بناءً على السرعة المحددة مسبقًا أو الزيادات الزمنية أثناء بدء تشغيل الماكينة، أو التوقف عن العمل، أو غيرها من العمليات التشغيلية العابرة، وهو أمر حيوي لتشخيص الأخطاء وتحليل الأداء.
د) التقاط بيانات الإنذار
تشتمل وحدة TDI على تخزين مؤقت للبيانات قبل وبعد الإنذار. يمكنه تسجيل بيانات الشكل الموجي على فترات زمنية مدتها 10 ثوانٍ لمدة 2.5 دقيقة قبل إطلاق الإنذار ودقيقة واحدة بعده، جنبًا إلى جنب مع تسجيل القيمة الثابتة الأكثر كثافة، مما يوفر سياق حدث كامل لتحليل ما بعد الحادث.
2.2 واجهات الاتصال والبروتوكولات
توفر وحدة TDI واجهات اتصال متعددة لتناسب بيئات الشبكات الصناعية المختلفة:
أ) منفذ USB-B باللوحة الأمامية
يدعم بروتوكول مضيف BN بحد أقصى لمعدل البيانات يبلغ 1.5 كيلو باود (قادر على البث بالباود التلقائي)، ويستخدم للتكوين المحلي أو استرداد البيانات. يتم تضمين كابل USB قياسي بطول 3 أمتار، مع دعم للكابلات التي يصل طولها إلى 5 أمتار كحد أقصى.
ب) واجهات إيثرنت
10Base-T/100Base-TX I/O: يستخدم موصل RJ-45، ويدعم التفاوض التلقائي، بحد أقصى لطول الكابل يبلغ 100 متر.
100Base-FX I/O: يستخدم موصل MT-RJ، ويدعم كابل الألياف الضوئية متعدد الأوضاع مزدوج الاتجاه، بمسافة قصوى تبلغ 2000 متر، مثالي للبيئات ذات التداخل الكهرومغناطيسي العالي.
تدعم كل من واجهات Ethernet بروتوكول BN Host وبروتوكول BN TDI عبر TCP/IP، مما يضمن نقل البيانات بكفاءة إلى البرنامج المضيف.
2.3 التحكم في النظام وبيان الحالة
أ) مصابيح LED باللوحة الأمامية
OK LED: يشير إلى التشغيل العادي للوحدة.
TX/RX LED: يشير إلى الاتصال بالوحدات النمطية الأخرى الموجودة في الحامل.
TM LED: يشير إلى أن الحامل في وضع Trip Multiply.
مؤشر LED CONFIG OK: يشير إلى أن الحامل يحتوي على تكوين صالح.
ب) مخرج مرحل موافق
يشتمل TDI على مرحل موافق يشير إلى الحالة التشغيلية العامة للحامل. يمكن للمستخدم تكوين جهة اتصال الترحيل لتكون 'مفتوحة' أو 'مغلقة' للإعلان عن حالة غير مقبولة. تم تصنيفه لـ 5A @ 24 Vdc/120 Vac.
ج) الضوابط والمفاتيح
زر إعادة ضبط الحامل: يقوم بمسح التنبيهات المُغلقة وحالة هزيمة القناة في الوقت المناسب.
تبديل العنوان: يضبط عنوان الحامل، ويدعم 127 عنوانًا محتملاً.
قفل مفاتيح التكوين: يقوم بتبديل الحامل بين وضع 'RUN' (التشغيل العادي، التكوين مقفل) ووضع 'PROGRAM' (يسمح بالتكوين المحلي أو عن بعد). يمكن إزالة المفتاح في أي من الموضعين لمنع التغييرات غير المصرح بها.
2.4 وظائف الاتصال بالنظام
توفر وحدة TDI العديد من جهات اتصال النظام للتحكم الخارجي والتشابك:
Trip Multiply: يستخدم لوضع الحامل 3500 في وضع Trip Multiply.
منع الإنذار: يستخدم لمنع جميع الإنذارات في الحامل 3500.
إعادة ضبط الحامل: يُستخدم لمسح الإنذارات المُغلقة وحالة هزيمة القناة في الوقت المناسب.
جميع نقاط الاتصال عبارة عن نقاط اتصال جافة (أقل من 1 مللي أمبير، إلى Common)، ومناسبة للتواصل مع أنظمة PLC أو DCS.
2.5 المواصفات الكهربائية والميكانيكية
استهلاك الطاقة: 10.5 واط
درجة حرارة التشغيل: -30 درجة مئوية إلى +65 درجة مئوية (-22 درجة فهرنهايت إلى +149 درجة فهرنهايت)
درجة حرارة التخزين: -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية (-40 درجة فهرنهايت إلى +185 درجة فهرنهايت)
الرطوبة: 95% عدم التكثيف
عمر البطارية (ساعة الوقت الحقيقي):
أبعاد الوحدة هي 241.3 ملم × 24.4 ملم × 241.8 ملم (9.50 بوصة × 0.96 بوصة × 9.52 بوصة)، ويزن حوالي 0.91 كجم (2.0 رطل). إنه مصمم للتركيب في حامل قياسي 3500.
2.6 اعتبارات التوافق والترقية
وحدة TDI متوافقة مع وحدات شاشة 3500 M-Series. ومع ذلك، عند الترقية من 3500/20 RIM إلى 3500/22 TDI، من الضروري اتباع التسلسل الصحيح لمنع الضرر:
قم بإزالة وحدة RIM الموجودة.
قم بإزالة وحدة RIM I/O.
قم بتثبيت وحدة الإدخال/الإخراج TDI.
قم بتثبيت وحدة TDI.
قرص تمكين البيانات الديناميكية:
مطلوب قرص سلسلة 3500/09 اختياري لتمكين إمكانيات الحصول على البيانات العابرة. يسمح القرص بتكوين نقاط الحالة الثابتة والنقاط العابرة، بحيث لا يتجاوز مجموعهما 672 نقطة عبر TDIs المتعددة المحتملة.
2.7 الموافقات والامتثال
تتوافق وحدة TDI مع العديد من المعايير والشهادات الدولية:
لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) الجزء 15: التوافق الكهرومغناطيسي.
توجيه EMC 2014/30/EU: الحصانة والانبعاثات في البيئات الصناعية (EN 61000-6-2، EN 61000-6-4).
توجيه الجهد المنخفض 2014/35/EU: السلامة الكهربائية (EN 61010-1).
توجيه RoHS 2011/65/EU: تقييد المواد الخطرة.
التصنيفات البحرية: تتضمن قواعد DNV GL وABS.
موافقات المناطق الخطرة:
الفئة الأولى، المنطقة 2: AEx/Ex nA nC ic IIC T4 Gc؛ AEx/Ex ec nC ic IIC T4 Gc
الدرجة الأولى، القسم 2، المجموعات أ، ب، ج، د
ATEX/IECEx: Ex II 3 G Ex nA nC ic IIC T4 Gc; Ex ec nC ic IIC T4 Gc
(T4 @ Ta = -20 درجة مئوية إلى +65 درجة مئوية عند تركيبها وفقًا لرسومات محددة).
3. سيناريوهات التطبيق
تُستخدم وحدة 3500/22M TDI على نطاق واسع في العديد من الصناعات لمراقبة المعدات الدوارة المهمة، بما في ذلك:
توربينات البخار والغاز في توليد الطاقة
الضواغط والمضخات في إنتاج النفط والغاز وخطوط الأنابيب
أنظمة الدفع البحرية والآلات المساعدة
المعدات الدوارة الهامة في مصانع المعالجة الكيميائية والبتروكيماوية والمعادن.
