O Módulo Transient Data Interface (TDI) 3500/22M é um módulo de comunicação e aquisição de dados de alto desempenho desenvolvido pela Baker Hughes sob a marca Bently Nevada™, projetado especificamente para o Sistema de Monitoramento de Máquinas 3500. Este módulo não apenas incorpora todas as funções do tradicional Rack Interface Module (RIM) 3500/20, mas também integra recursos de aquisição de dados semelhantes a um processador de comunicação como o TDXnet, tornando-o um componente chave para permitir sistemas de monitoramento e diagnóstico de condições.
O módulo TDI reside no slot adjacente às fontes de alimentação em um rack 3500. Ele faz interface com módulos de monitor da série M (por exemplo, 3500/40M, 3500/42M) para coletar continuamente dados dinâmicos transitórios e em estado estacionário (forma de onda), transmitindo esses dados para software host, como o software de diagnóstico e monitoramento de condição System 1™ ou o software de configuração do sistema 3500, por meio de uma conexão Ethernet.
2. Principais recursos e princípios funcionais detalhados
2.1 Capacidades de aquisição de dados
A função principal do módulo TDI é a aquisição e transmissão em tempo real de vários tipos de dados, detalhada a seguir:
a) Aquisição de dados de valores estáticos
O módulo TDI coleta continuamente valores estáticos dos módulos monitores, incluindo parâmetros como vibração, temperatura e deslocamento. Esses valores são registrados em intervalos de 1 segundo e retidos por 10 minutos antes e 1 minuto depois de um evento de alarme. Além disso, à medida que um momento de alarme se aproxima, a frequência de aquisição de dados aumenta para intervalos de 100 milissegundos para garantir que alterações transitórias críticas sejam capturadas.
b) Aquisição dinâmica de dados de formas de onda
O TDI suporta aquisição de dados de formas de onda para até 48 canais, apresentando entradas acopladas em CC e a capacidade de realizar amostragem simultânea síncrona e assíncrona:
Amostragem Síncrona: Baseado em sinais Keyphasor®, suporta múltiplas taxas de amostragem configuráveis pelo usuário por rotação (por exemplo, 1024, 720, 512, 360, 256, 128, 64, 32, 16 amostras/rev), cobrindo períodos de amostragem de 2 a 128 rotações.
Amostragem Assíncrona: Suporta vários intervalos de frequência de 10 Hz a 30 kHz, fornecendo capacidade de análise de espectro de 800 linhas. Os dados assíncronos são filtrados por anti-alias para garantir a precisão.
c) Aquisição de dados transitórios
Usando um disco de habilitação de canal opcional, o módulo TDI pode ativar a aquisição de dados transitórios de alta resolução. Esse recurso permite que a gravação de dados seja acionada com base na velocidade predefinida ou em incrementos de tempo durante a inicialização da máquina, parada por inércia ou outros transientes operacionais, o que é vital para diagnóstico de falhas e análise de desempenho.
d) Captura de dados de alarme
O módulo TDI inclui buffer de dados pré e pós-alarme. Ele pode registrar dados de formas de onda em intervalos de 10 segundos durante 2,5 minutos antes e 1 minuto depois de um disparo de alarme, juntamente com um registro de valor estático mais denso, fornecendo um contexto de evento completo para análise pós-incidente.
2.2 Interfaces e Protocolos de Comunicação
O módulo TDI oferece múltiplas interfaces de comunicação para atender diferentes ambientes de rede industrial:
a) Porta USB-B do painel frontal
Suporta o protocolo BN Host com uma taxa de dados máxima de 1,5 kbaud (capaz de transmissão automática), usado para configuração local ou recuperação de dados. Está incluído um cabo USB padrão de 3 metros, com suporte para cabos de até 5 metros no máximo.
b) Interfaces Ethernet
E/S 10Base-T/100Base-TX: Usa um conector RJ-45, suporta negociação automática, com comprimento máximo de cabo de 100 metros.
E/S 100Base-FX: Utiliza conector MT-RJ, suporta cabo de fibra óptica multimodo full-duplex, com distância máxima de 2.000 metros, ideal para ambientes com alta interferência eletromagnética.
Ambas as interfaces Ethernet suportam o protocolo BN Host e o protocolo BN TDI sobre TCP/IP, garantindo transmissão de dados eficiente para o software host.
2.3 Controle do Sistema e Indicação de Status
a) LEDs do painel frontal
LED OK: Indica operação normal do módulo.
LED TX/RX: Indica comunicação com outros módulos do rack.
LED TM: Indica que o rack está no modo Trip Multiply.
LED CONFIG OK: Indica que o rack possui uma configuração válida.
b) Saída de relé OK
O TDI inclui um relé OK que indica o status operacional geral do rack. O usuário pode configurar o contato do relé para ser “aberto” ou “fechado” para anunciar uma condição NÃO OK. Ele é classificado para 5A a 24 VCC/120 VCA.
c) Controles e interruptores
Botão de reinicialização do rack: Limpa os alarmes travados e o estado Timed OK Channel Defeat.
Chave de endereço: Define o endereço do rack, suportando 127 endereços possíveis.
Keylock de configuração: Alterna o rack entre o modo 'RUN' (operação normal, configuração bloqueada) e o modo 'PROGRAM' (permite configuração local ou remota). A chave pode ser removida em qualquer posição para evitar alterações não autorizadas.
2.4 Funções de Contato do Sistema
O módulo TDI fornece vários contatos de sistema para controle externo e intertravamento:
Trip Multiply: Usado para colocar o rack 3500 no modo Trip Multiply.
Inibição de Alarme: Usado para inibir todos os alarmes no rack 3500.
Rack Reset: Usado para limpar alarmes travados e o estado Timed OK Channel Defeat.
Todos os contatos são contatos secos (<1 mAdc, para Comum), adequados para interface com sistemas PLC ou DCS.
2.5 Especificações Elétricas e Mecânicas
Consumo de energia: 10,5 Watts
Temperatura operacional: -30°C a +65°C (-22°F a +149°F)
Temperatura de armazenamento: -40°C a +85°C (-40°F a +185°F)
Umidade: 95% sem condensação
Vida útil da bateria (relógio em tempo real):
As dimensões do módulo são 241,3 mm x 24,4 mm x 241,8 mm (9,50 pol. x 0,96 pol. x 9,52 pol.) e pesa aproximadamente 0,91 kg (2,0 lbs). Ele foi projetado para instalação em um rack padrão 3500.
2.6 Considerações sobre compatibilidade e atualização
O módulo TDI é compatível com módulos de monitor 3500 M-Series. No entanto, ao atualizar de um RIM 3500/20 para um 3500/22 TDI, é crucial seguir a sequência correta para evitar danos:
Remova o módulo RIM existente.
Remova o módulo de E/S RIM.
Instale o módulo de E/S TDI.
Instale o módulo TDI.
Disco de habilitação de dados dinâmicos:
Um disco opcional da série 3500/09 é necessário para habilitar recursos de aquisição de dados transitórios. O disco permite a configuração de pontos de estado estacionário e pontos transitórios, com a soma de ambos não excedendo 672 pontos em potencialmente vários TDIs.
2.7 Aprovações e Conformidade
O módulo TDI está em conformidade com vários padrões e certificações internacionais:
FCC Parte 15: Compatibilidade Eletromagnética.
Diretiva EMC 2014/30/EU: Imunidade e Emissões para Ambientes Industriais (EN 61000-6-2, EN 61000-6-4).
Diretiva de Baixa Tensão 2014/35/UE: Segurança Elétrica (EN 61010-1).
Diretiva RoHS 2011/65/EU: Restrição de Substâncias Perigosas.
Classificações Marítimas: Inclui regras DNV GL e ABS.
Aprovações de áreas perigosas:
Classe I, Zona 2: AEx/Ex nA nC ic IIC T4 Gc; AEx/Ex ec nC ic IIC T4 Gc
Classe I, Divisão 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 quando instalado conforme desenhos específicos).
3. Cenários de aplicação
O módulo 3500/22M TDI é amplamente utilizado em vários setores para monitorar equipamentos rotativos críticos, incluindo:
Turbinas a vapor e a gás na geração de energia
Compressores e bombas na produção e dutos de petróleo e gás
Sistemas de Propulsão Marítima e Máquinas Auxiliares
Equipamentos rotativos críticos em plantas de processamento químico, petroquímico e metalúrgico.
