Il modulo TDI (Transient Data Interface) 3500/22M è un modulo di comunicazione e acquisizione dati ad alte prestazioni sviluppato da Baker Hughes con il marchio Bently Nevada™, progettato specificamente per il sistema di monitoraggio macchinari 3500. Questo modulo non solo incorpora tutte le funzioni del tradizionale modulo di interfaccia rack (RIM) 3500/20, ma integra anche funzionalità di acquisizione dati simili a un processore di comunicazione come TDXnet, rendendolo un componente chiave per abilitare il monitoraggio delle condizioni e i sistemi diagnostici.
Il modulo TDI risiede nello slot adiacente agli alimentatori in un rack 3500. Si interfaccia con i moduli monitor della serie M (ad esempio, 3500/40M, 3500/42M) per raccogliere continuamente dati dinamici (forma d'onda) in stato stazionario e transitorio, trasmettendo questi dati al software host, come il software diagnostico e di monitoraggio delle condizioni System 1™ o il software di configurazione del sistema 3500, tramite una connessione Ethernet.
2. Caratteristiche principali e principi funzionali dettagliati
2.1 Funzionalità di acquisizione dati
La funzione principale del modulo TDI è l'acquisizione e la trasmissione in tempo reale di più tipi di dati, dettagliati come segue:
a) Acquisizione dati valori statici
Il modulo TDI raccoglie continuamente valori statici dai moduli monitor, inclusi parametri come vibrazione, temperatura e spostamento. Questi valori vengono registrati a intervalli di 1 secondo e conservati per 10 minuti prima e 1 minuto dopo un evento di allarme. Inoltre, quando si avvicina il momento dell'allarme, la frequenza di acquisizione dei dati aumenta a intervalli di 100 millisecondi per garantire che vengano catturate le modifiche transitorie critiche.
b) Acquisizione dinamica dei dati della forma d'onda
Il TDI supporta l'acquisizione dei dati della forma d'onda per un massimo di 48 canali, con ingressi accoppiati in CC e la capacità di eseguire campionamento simultaneo sincrono e asincrono:
Campionamento sincrono: basato sui segnali Keyphasor®, supporta più frequenze di campionamento per giro configurabili dall'utente (ad esempio, 1024, 720, 512, 360, 256, 128, 64, 32, 16 campioni/giro), coprendo periodi di campionamento da 2 a 128 giri.
Campionamento asincrono: supporta vari intervalli di frequenza da 10 Hz a 30 kHz, fornendo capacità di analisi dello spettro di 800 linee. I dati asincroni vengono filtrati anti-alias per garantirne la precisione.
c) Acquisizione di dati transitori
Utilizzando un disco di abilitazione dei canali opzionale, il modulo TDI può attivare l'acquisizione di dati transitori ad alta risoluzione. Questa funzione consente di attivare la registrazione dei dati in base alla velocità preimpostata o agli incrementi temporali durante l'avvio, l'arresto della macchina o altri transitori operativi, il che è vitale per la diagnosi dei guasti e l'analisi delle prestazioni.
d) Acquisizione dei dati di allarme
Il modulo TDI include il buffering dei dati pre e post allarme. Può registrare i dati della forma d'onda a intervalli di 10 secondi per 2,5 minuti prima e 1 minuto dopo l'attivazione di un allarme, insieme a una registrazione di valori statici più densa, fornendo un contesto evento completo per l'analisi post-incidente.
2.2 Interfacce e protocolli di comunicazione
Il modulo TDI offre molteplici interfacce di comunicazione per adattarsi a diversi ambienti di rete industriale:
a) Porta USB-B sul pannello anteriore
Supporta il protocollo host BN con una velocità dati massima di 1,5 kbaud (con capacità di autobaud), utilizzato per la configurazione locale o il recupero dei dati. È incluso un cavo USB standard da 3 metri, con supporto per cavi fino a un massimo di 5 metri.
b) Interfacce Ethernet
I/O 10Base-T/100Base-TX: utilizza un connettore RJ-45, supporta la negoziazione automatica, con una lunghezza massima del cavo di 100 metri.
I/O 100Base-FX: utilizza un connettore MT-RJ, supporta cavo in fibra ottica multimodale full duplex, con una distanza massima di 2000 metri, ideale per ambienti con elevata interferenza elettromagnetica.
Entrambe le interfacce Ethernet supportano il protocollo BN Host e il protocollo BN TDI su TCP/IP, garantendo un'efficiente trasmissione dei dati al software host.
2.3 Controllo del sistema e indicazione dello stato
a) LED del pannello anteriore
LED OK: indica il normale funzionamento del modulo.
LED TX/RX: indica la comunicazione con altri moduli nel rack.
LED TM: indica che il rack è in modalità Trip Multiply.
LED CONFIG OK: indica che il rack ha una configurazione valida.
b) Uscita relè OK
Il TDI include un relè OK che indica lo stato operativo generale del rack. L'utente può configurare il contatto del relè come 'aperto' o 'chiuso' per segnalare una condizione NON OK. È valutato per 5 A a 24 V CC/120 V CA.
c) Comandi e interruttori
Pulsante di ripristino del rack: cancella gli allarmi bloccati e lo stato di disattivazione del canale OK temporizzato.
Interruttore indirizzo: imposta l'indirizzo del rack, supportando 127 possibili indirizzi.
Blocco tastiera di configurazione: commuta il rack tra la modalità 'RUN' (funzionamento normale, configurazione bloccata) e la modalità 'PROGRAM' (consente la configurazione locale o remota). La chiave può essere rimossa in entrambe le posizioni per impedire modifiche non autorizzate.
2.4 Funzioni di contatto del sistema
Il modulo TDI fornisce diversi contatti di sistema per il controllo esterno e l'interblocco:
Trip Multiply: Utilizzato per posizionare il rack 3500 in modalità Trip Multiply.
Inibizione allarme: utilizzato per inibire tutti gli allarmi nel rack 3500.
Ripristino rack: utilizzato per cancellare gli allarmi bloccati e lo stato di esclusione canale OK temporizzato.
Tutti i contatti sono contatti puliti (<1 mAdc, al comune), adatti per l'interfacciamento con sistemi PLC o DCS.
2.5 Specifiche Elettriche e Meccaniche
Consumo energetico: 10,5 Watt
Temperatura operativa: da -30°C a +65°C (da -22°F a +149°F)
Temperatura di stoccaggio: da -40°C a +85°C (da -40°F a +185°F)
Umidità: 95% senza condensa
Durata della batteria (orologio in tempo reale):
Le dimensioni del modulo sono 241,3 mm x 24,4 mm x 241,8 mm (9,50 x 0,96 x 9,52 pollici) e pesa circa 0,91 kg (2,0 libbre). È progettato per l'installazione in un rack 3500 standard.
2.6 Considerazioni sulla compatibilità e sull'aggiornamento
Il modulo TDI è compatibile con i moduli monitor della serie 3500 M. Tuttavia, quando si passa da un RIM 3500/20 a un 3500/22 TDI, è fondamentale seguire la sequenza corretta per evitare danni:
Rimuovere il modulo RIM esistente.
Rimuovere il modulo I/O RIM.
Installare il modulo I/O TDI.
Installare il modulo TDI.
Disco di abilitazione dati dinamici:
è necessario un disco opzionale serie 3500/09 per abilitare le funzionalità di acquisizione dei dati temporanei. Il disco consente la configurazione di punti in stato stazionario e punti transitori, con la somma di entrambi che non supera i 672 punti su TDI potenzialmente multipli.
2.7 Approvazioni e conformità
Il modulo TDI è conforme a numerosi standard e certificazioni internazionali:
FCC Parte 15: Compatibilità elettromagnetica.
Direttiva EMC 2014/30/UE: Immunità ed emissioni per ambienti industriali (EN 61000-6-2, EN 61000-6-4).
Direttiva Bassa Tensione 2014/35/UE: Sicurezza Elettrica (EN 61010-1).
Direttiva RoHS 2011/65/UE: Limitazione delle sostanze pericolose.
Classificazioni marittime: include le regole DNV GL e ABS.
Approvazioni per aree pericolose:
Classe I, Zona 2: AEx/Ex nA nC ic IIC T4 Gc; AEx/Ex ec nC ic IIC T4 Gc
Classe I, Divisione 2, Gruppi 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 = da -20°C a +65°C se installato secondo disegni specifici).
3. Scenari applicativi
Il modulo TDI 3500/22M è ampiamente utilizzato in vari settori per il monitoraggio di apparecchiature rotanti critiche, tra cui:
Turbine a vapore e a gas nella produzione di energia
Compressori e pompe nella produzione e nelle condutture di petrolio e gas
Sistemi di propulsione marina e macchinari ausiliari
Attrezzature rotanti critiche negli impianti di lavorazione chimica, petrolchimica e metallurgica.
