El módulo de interfaz de datos transitorios (TDI) 3500/22M es un módulo de comunicación y adquisición de datos de alto rendimiento desarrollado por Baker Hughes bajo la marca Bfully Nevada™, diseñado específicamente para el sistema de monitoreo de maquinaria 3500. Este módulo no solo incorpora todas las funciones del módulo de interfaz de bastidor (RIM) tradicional 3500/20, sino que también integra capacidades de adquisición de datos similares a un procesador de comunicación como TDXnet, lo que lo convierte en un componente clave para habilitar sistemas de diagnóstico y monitoreo de condición.
El módulo TDI reside en la ranura adyacente a las fuentes de alimentación en un rack 3500. Interactúa con módulos de monitor de la serie M (p. ej., 3500/40M, 3500/42M) para recopilar continuamente datos dinámicos (forma de onda) transitorios y de estado estable, transmitiendo estos datos al software host, como el software de diagnóstico y monitoreo de condición System 1™ o el software de configuración del sistema 3500, a través de una conexión Ethernet.
2. Características clave y principios funcionales detallados
2.1 Capacidades de adquisición de datos
La función principal del módulo TDI es la adquisición y transmisión en tiempo real de múltiples tipos de datos, que se detallan a continuación:
a) Adquisición de datos de valores estáticos
El módulo TDI recopila continuamente valores estáticos de los módulos monitores, incluidos parámetros como vibración, temperatura y desplazamiento. Estos valores se registran a intervalos de 1 segundo y se retienen durante 10 minutos antes y 1 minuto después de un evento de alarma. Además, a medida que se acerca el momento de alarma, la frecuencia de adquisición de datos aumenta a intervalos de 100 milisegundos para garantizar que se capturen los cambios transitorios críticos.
b) Adquisición de datos de forma de onda dinámica
El TDI admite la adquisición de datos de forma de onda para hasta 48 canales, con entradas acopladas en CC y la capacidad de realizar muestreo síncrono y asíncrono simultáneo:
Muestreo síncrono: basado en señales Keyphasor®, admite múltiples velocidades de muestreo por revolución configurables por el usuario (p. ej., 1024, 720, 512, 360, 256, 128, 64, 32, 16 muestras/rev), cubriendo períodos de muestreo de 2 a 128 revoluciones.
Muestreo asíncrono: admite varios intervalos de frecuencia de 10 Hz a 30 kHz, lo que proporciona capacidad de análisis de espectro de 800 líneas. Los datos asincrónicos se filtran con antialias para garantizar la precisión.
c) Adquisición de datos transitorios
Utilizando un disco de habilitación de canales opcional, el módulo TDI puede activar la adquisición de datos transitorios de alta resolución. Esta característica permite que el registro de datos se active en función de la velocidad preestablecida o incrementos de tiempo durante el arranque de la máquina, la parada en punto muerto u otros transitorios operativos, lo cual es vital para el diagnóstico de fallas y el análisis del rendimiento.
d) Captura de datos de alarma
El módulo TDI incluye almacenamiento en búfer de datos previos y posteriores a la alarma. Puede registrar datos de formas de onda a intervalos de 10 segundos durante 2,5 minutos antes y 1 minuto después de que se active una alarma, junto con un registro de valores estáticos más denso, lo que proporciona un contexto de evento completo para el análisis posterior al incidente.
2.2 Interfaces y protocolos de comunicación
El módulo TDI ofrece múltiples interfaces de comunicación para adaptarse a diferentes entornos de redes industriales:
a) Puerto USB-B del panel frontal
Admite el protocolo de host BN con una velocidad de datos máxima de 1,5 kbaud (capacidad de auto-baudios), utilizado para configuración local o recuperación de datos. Se incluye un cable USB estándar de 3 metros, con soporte para cables de hasta 5 metros como máximo.
b) Interfaces Ethernet
E/S 10Base-T/100Base-TX: utiliza un conector RJ-45, admite negociación automática y tiene una longitud máxima de cable de 100 metros.
100Base-FX I/O: Utiliza un conector MT-RJ, soporta cable de fibra óptica multimodo full-duplex, con una distancia máxima de 2000 metros, ideal para ambientes con alta interferencia electromagnética.
Ambas interfaces Ethernet admiten el protocolo BN Host y el protocolo BN TDI sobre TCP/IP, lo que garantiza una transmisión de datos eficiente al software del host.
2.3 Control del sistema e indicación de estado
a) LED del panel frontal
LED OK: Indica el funcionamiento normal del módulo.
LED TX/RX: Indica comunicación con otros módulos del rack.
LED TM: Indica que el rack está en modo Trip Multiply.
LED CONFIG OK: Indica que el rack tiene una configuración válida.
b) Salida de relé OK
El TDI incluye un relé OK que indica el estado operativo general del bastidor. El usuario puede configurar el contacto del relé para que esté 'abierto' o 'cerrado' para anunciar una condición NO OK. Está clasificado para 5 A a 24 V CC/120 V CA.
c) Controles e interruptores
Botón de reinicio del bastidor: borra las alarmas bloqueadas y el estado de desactivación del canal OK programado.
Conmutador de dirección: establece la dirección del bastidor y admite 127 direcciones posibles.
Bloqueo de teclas de configuración: Cambia el bastidor entre el modo 'RUN' (funcionamiento normal, configuración bloqueada) y el modo 'PROGRAM' (permite configuración local o remota). La clave se puede quitar en cualquier posición para evitar cambios no autorizados.
2.4 Funciones de contacto del sistema
El módulo TDI proporciona varios contactos del sistema para control externo y enclavamiento:
Trip Multiply: Se utiliza para colocar el rack 3500 en modo Trip Multiply.
Inhibición de alarma: Se utiliza para inhibir todas las alarmas en el rack 3500.
Restablecimiento del bastidor: se utiliza para borrar las alarmas bloqueadas y el estado de desactivación del canal OK programado.
Todos los contactos son contactos secos (<1 mAdc, a común), adecuados para interconectarse con sistemas PLC o DCS.
2.5 Especificaciones eléctricas y mecánicas
Consumo de energía: 10,5 vatios
Temperatura de funcionamiento: -30 °C a +65 °C (-22 °F a +149 °F)
Temperatura de almacenamiento: -40°C a +85°C (-40°F a +185°F)
Humedad: 95% sin condensación
Duración de la batería (reloj en tiempo real):
Las dimensiones del módulo son 241,3 mm x 24,4 mm x 241,8 mm (9,50 x 0,96 x 9,52 pulgadas) y pesa aproximadamente 0,91 kg (2,0 libras). Está diseñado para su instalación en un rack estándar 3500.
2.6 Consideraciones de compatibilidad y actualización
El módulo TDI es compatible con los módulos de monitor 3500 M-Series. Sin embargo, al actualizar de un RIM 3500/20 a un 3500/22 TDI, es fundamental seguir la secuencia correcta para evitar daños:
Retire el módulo RIM existente.
Retire el módulo de E/S de RIM.
Instale el módulo de E/S TDI.
Instale el módulo TDI.
Disco de habilitación de datos dinámicos:
se requiere un disco opcional de la serie 3500/09 para habilitar las capacidades de adquisición de datos transitorios. El disco permite la configuración de puntos de estado estable y puntos transitorios, y la suma de ambos no excede los 672 puntos en potencialmente múltiples TDI.
2.7 Aprobaciones y Cumplimiento
El módulo TDI cumple con numerosas normas y certificaciones internacionales:
FCC Parte 15: Compatibilidad electromagnética.
Directiva EMC 2014/30/UE: Inmunidad y Emisiones para Entornos Industriales (EN 61000-6-2, EN 61000-6-4).
Directiva de Baja Tensión 2014/35/UE: Seguridad Eléctrica (EN 61010-1).
Directiva RoHS 2011/65/UE: Restricción de sustancias peligrosas.
Clasificaciones Marítimas: Incluye reglas DNV GL y ABS.
Aprobaciones para áreas peligrosas:
Clase I, Zona 2: AEx/Ex nA nC ic IIC T4 Gc; AEx/Ex ec nC ic IIC T4 Gc
Clase I, División 2, Grupos A, B, C, D
ATEX/IECEx: Ex II 3 G Ex nA nC ic IIC T4 Gc; Ex ec nC ic IIC T4 Gc
(T4 @ Ta = -20°C a +65°C cuando se instala según dibujos específicos).
3. Escenarios de aplicación
El módulo 3500/22M TDI se utiliza ampliamente en diversas industrias para monitorear equipos rotativos críticos, que incluyen:
Turbinas de vapor y gas en la generación de energía
Compresores y bombas en producción y oleoductos de petróleo y gas
Sistemas de propulsión marina y maquinaria auxiliar
Equipos rotativos críticos en plantas de procesamiento Químico, Petroquímico y Metalúrgico.
