Le module d'interface de données transitoires (TDI) 3500/22M est un module de communication et d'acquisition de données hautes performances développé par Baker Hughes sous la marque Bently Nevada™, spécialement conçu pour le système de surveillance des machines 3500. Ce module intègre non seulement toutes les fonctions du module d'interface de rack (RIM) 3500/20 traditionnel, mais intègre également des capacités d'acquisition de données similaires à celles d'un processeur de communication tel que TDXnet, ce qui en fait un composant clé pour activer les systèmes de surveillance d'état et de diagnostic.
Le module TDI réside dans l'emplacement adjacent aux alimentations dans un rack 3500. Il s'interface avec les modules de surveillance de la série M (par exemple, 3500/40M, 3500/42M) pour collecter en continu des données dynamiques (forme d'onde) en régime permanent et transitoire, en transmettant ces données au logiciel hôte, tel que le logiciel de surveillance et de diagnostic d'état System 1™ ou le logiciel de configuration du système 3500, via une connexion Ethernet.
2. Principales caractéristiques et principes fonctionnels détaillés
2.1 Capacités d'acquisition de données
La fonction principale du module TDI est l'acquisition et la transmission en temps réel de plusieurs types de données, détaillés comme suit :
a) Acquisition de données de valeurs statiques
Le module TDI collecte en continu des valeurs statiques à partir des modules de surveillance, y compris des paramètres tels que les vibrations, la température et le déplacement. Ces valeurs sont enregistrées à intervalles d'une seconde et conservées pendant 10 minutes avant et 1 minute après un événement d'alarme. De plus, à l'approche d'un moment d'alarme, la fréquence d'acquisition des données augmente à des intervalles de 100 millisecondes pour garantir la capture des changements transitoires critiques.
b) Acquisition de données de forme d'onde dynamique
Le TDI prend en charge l'acquisition de données de forme d'onde pour jusqu'à 48 canaux, avec des entrées couplées en courant continu et la possibilité d'effectuer un échantillonnage synchrone et asynchrone simultané :
Échantillonnage synchrone : basé sur les signaux Keyphasor®, il prend en charge plusieurs taux d'échantillonnage configurables par l'utilisateur par tour (par exemple, 1024, 720, 512, 360, 256, 128, 64, 32, 16 échantillons/tour), couvrant des périodes d'échantillonnage de 2 à 128 tours.
Échantillonnage asynchrone : prend en charge diverses plages de fréquences de 10 Hz à 30 kHz, offrant une capacité d'analyse spectrale de 800 lignes. Les données asynchrones sont filtrées anti-alias pour garantir leur précision.
c) Acquisition de données transitoires
À l'aide d'un disque d'activation de canal en option, le module TDI peut activer l'acquisition de données transitoires haute résolution. Cette fonctionnalité permet de déclencher l'enregistrement des données en fonction d'incréments de vitesse ou de temps prédéfinis pendant le démarrage de la machine, le ralentissement ou d'autres transitoires opérationnels, ce qui est essentiel pour le diagnostic des pannes et l'analyse des performances.
d) Capture des données d'alarme
Le module TDI inclut la mise en mémoire tampon des données avant et après l'alarme. Il peut enregistrer des données de forme d'onde à intervalles de 10 secondes pendant 2,5 minutes avant et 1 minute après le déclenchement d'une alarme, parallèlement à un enregistrement de valeurs statiques plus dense, fournissant un contexte d'événement complet pour l'analyse post-incident.
2.2 Interfaces et protocoles de communication
Le module TDI offre plusieurs interfaces de communication pour s'adapter à différents environnements de réseaux industriels :
a) Port USB-B sur le panneau avant Prend
en charge le protocole hôte BN avec un débit de données maximum de 1,5 kbauds (compatible auto-baud), utilisé pour la configuration locale ou la récupération de données. Un câble USB standard de 3 mètres est inclus, avec prise en charge de câbles jusqu'à 5 mètres maximum.
b) Interfaces Ethernet
E/S 10Base-T/100Base-TX : utilise un connecteur RJ-45, prend en charge la négociation automatique, avec une longueur de câble maximale de 100 mètres.
E/S 100Base-FX : utilise un connecteur MT-RJ, prend en charge le câble à fibre optique multimode full-duplex, avec une distance maximale de 2 000 mètres, idéal pour les environnements à fortes interférences électromagnétiques.
Les deux interfaces Ethernet prennent en charge le protocole hôte BN et le protocole BN TDI sur TCP/IP, garantissant une transmission efficace des données vers le logiciel hôte.
2.3 Contrôle du système et indication de l'état
a) LED du panneau avant
LED OK : Indique le fonctionnement normal du module.
LED TX/RX : indique la communication avec d'autres modules du rack.
LED TM : indique que le rack est en mode Trip Multiply.
LED CONFIG OK : indique que le rack a une configuration valide.
b) Sortie relais OK
Le TDI comprend un relais OK qui indique l'état opérationnel global du rack. L'utilisateur peut configurer le contact du relais pour qu'il soit « ouvert » ou « fermé » pour annoncer une condition NON OK. Il est évalué pour 5 A à 24 V CC/120 V CA.
c) Commandes et interrupteurs
Bouton de réinitialisation du rack : efface les alarmes verrouillées et l'état Timed OK Channel Defeat.
Commutateur d'adresse : définit l'adresse du rack, prenant en charge 127 adresses possibles.
Verrouillage de configuration : fait basculer le rack entre le mode 'RUN' (fonctionnement normal, configuration verrouillée) et le mode 'PROGRAM' (permet la configuration locale ou à distance). La clé peut être retirée dans n'importe quelle position pour empêcher toute modification non autorisée.
2.4 Fonctions des contacts du système
Le module TDI fournit plusieurs contacts système pour le contrôle externe et le verrouillage :
Trip Multiply : Utilisé pour placer le rack 3500 en mode Trip Multiply.
Inhibition d'alarme : utilisée pour inhiber toutes les alarmes du rack 3500.
Réinitialisation du rack : utilisé pour effacer les alarmes verrouillées et l'état Timed OK Channel Defeat.
Tous les contacts sont des contacts secs (<1 mAdc, au commun), adaptés à l'interface avec les systèmes PLC ou DCS.
2.5 Spécifications électriques et mécaniques
Consommation électrique : 10,5 watts
Température de fonctionnement : -30°C à +65°C (-22°F à +149°F)
Température de stockage : -40°C à +85°C (-40°F à +185°F)
Humidité : 95 % sans condensation
Autonomie de la batterie (horloge en temps réel) :
Les dimensions du module sont de 241,3 mm x 24,4 mm x 241,8 mm (9,50 pouces x 0,96 pouces x 9,52 pouces) et il pèse environ 0,91 kg (2,0 livres). Il est conçu pour être installé dans un rack 3500 standard.
2.6 Considérations relatives à la compatibilité et à la mise à niveau
Le module TDI est compatible avec les modules de moniteur de la série 3500 M. Cependant, lors de la mise à niveau d'un 3500/20 RIM vers un 3500/22 TDI, il est crucial de suivre la séquence correcte pour éviter tout dommage :
Retirez le module RIM existant.
Retirez le module d'E/S RIM.
Installez le module d'E/S TDI.
Installez le module TDI.
Disque d'activation de données dynamiques :
un disque optionnel de la série 3500/09 est requis pour activer les capacités d'acquisition de données transitoires. Le disque permet la configuration de points d'état stable et de points transitoires, la somme des deux ne dépassant pas 672 points sur potentiellement plusieurs TDI.
2.7 Approbations et conformité
Le module TDI est conforme à de nombreuses normes et certifications internationales :
FCC Partie 15 : Compatibilité électromagnétique.
Directive CEM 2014/30/UE : Immunité et émissions pour les environnements industriels (EN 61000-6-2, EN 61000-6-4).
Directive Basse Tension 2014/35/UE : Sécurité Électrique (EN 61010-1).
Directive RoHS 2011/65/UE : Restriction des substances dangereuses.
Classifications maritimes : comprend les règles DNV GL et ABS.
Approbations pour zones dangereuses :
Classe I, Zone 2 : AEx/Ex nA nC ic IIC T4 Gc ; AEx/Ex ec nC ic IIC T4 Gc
Classe I, Division 2, Groupes 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 à +65°C lorsqu'il est installé selon les dessins spécifiques).
3. Scénarios d'application
Le module 3500/22M TDI est largement utilisé dans diverses industries pour surveiller les équipements rotatifs critiques, notamment :
Turbines à vapeur et à gaz dans la production d'électricité
Compresseurs et pompes dans la production pétrolière et gazière et les pipelines
Systèmes de propulsion marins et machines auxiliaires
Équipement rotatif critique dans les usines de transformation chimique, pétrochimique et métallurgique.
