轨道60系列更新:系统基础-输出卡
轨道60本特利内华达，是贝克休斯业务的下一代平台，可收集和处理数据，为操作人员提供正确的数据和分析，以确定其机器的健康状况。它本质上是一个网络安全的机械监控系统，内置数据二极管，可以从设备安全的单向数据传输到Bently Nevada的旗舰机械管理软件system 1，进行主动监测和诊断。
欢迎回到第四季度更新轨道60， Bently Nevada最新的状态监测、保护和数据集成平台。在上个季度的更新中，我们讨论了如何将《Orbit 60》的输入卡片选择从80多种卡片类型减少到10种。在实现这一目标的同时，增加了接受正偏传感器输入的能力，如传统的IEPE加速度计，并消除了对专用Keyphasor输入卡*的需要。我们期望这些改进将使我们的客户订购和配置系统变得非常容易。他们还应该将所需的备件减少一半。
*当转子转速超过12,000转/分时，仍然建议使用专用的高速键相器。
在这次更新中，我们将讨论我们对输出卡所做的各种增强。我们还将研究如何连接轨道60到系统1，您的DCS/历史学家和您的远程显示器。此外，我们还将介绍Orbit 60的三个关键商标:Orbit conneX™,轨道轴™和轨道Xtend™。这些功能都是轨道60平台的独特功能。
保护故障继电器-仪器运行状况:
在系统接口模块SIM上可以找到保护故障继电器。每个Orbit 60系统必须包含一个SIM模块，因为这是我们用来配置系统的模块。SIM模块还负责其他几个功能，但在本文的背景下，我们将集中讨论保护故障中继，然后再讨论显示模块输出。
保护故障继电器功能类似于3500机架“OK”/保护故障继电器，如果有一个实际的保护故障，它会触发。在60轨道上，这个继电器是数字式的，可以容纳100毫安，125伏特伏的负载。
对于60号轨道，我们不满足于仅仅能够对保护故障发出警告，我们还希望能够提供关于监测系统的更主动的信息。因此，与只有两种状态——OK和Not OK不同，Orbit 60的改进版本提供了更多可操作的信息和额外的状态:
- OK -所有输入信号都在限制范围内，没有检测到系统故障
- 保护受损——这可能是两个电源之一的故障，或用于保护的模块即将故障。例如，如果连接两个桥接模块的三根以太网线中的一根被破坏，系统将继续按预期工作。然而，系统内部仍然存在一个故障，可能会影响其保护能力。
- 保护故障——这表示保护路径的完全故障。举个例子，这可能是一个用于保护的传感器，它已经变成了“Not OK”。
- 注意——当发生保护故障或保护损害事件时，会出现此状态。更多的细节可以在系统事件列表中找到。
注意和保护折衷状态不直接绑定到保护故障继电器，而是系统接口模块上的状态。建议在您的中继逻辑中包含Protection compromise状态，以便在系统中出现潜在故障时向您发出警报。还应该理解的是，因为它们是状态，所以它们也可以在系统1中使用，并且可以直接通过Modbus从轨道60导出。当“注意”被激活时，机架前后的LED也会发光。
谈到我们为系统提供的额外条件监视信息，系统事件列表还包含模块是否失败，或者是否需要检查接线。诊断信息，如故障模块的问题，模块的温度，电源电压和模块的工作时间也会被提供。
继电器模块当然是任何保护系统的重要组成部分。毕竟，是继电器向控制系统发送信号来关闭机器。在60号轨道上，我们设计了两种不同类型的中继模块。虽然它们都使用相同的投票逻辑，但它们有不同的驱动方法。第一种是传统的机电式继电器，当通过插入继电器驱动大于100毫安的负载(或小于100毫安的直接负载)时使用，而另一种是固态继电器，它与大多数使用数字控制系统的现代esd的低电流牵引兼容。两者都可以使用TRUE AND、NORMAL AND、NOT和OR投票逻辑进行配置。
保护处理模块是轨道60系统的大脑，所有报警状态都是在这里开发的。中继逻辑还可以使用来自系统中任何模块的OK/Not-OK状态，前面讨论的保护故障状态，以及来自通信网关模块(即来自控制保护状态)的过程数据。
中继配置是通过Orbit Studio组态软件完成的。配置过程非常直观，虽然我们可以花一两个页面向您展示它的所有整洁特性，但这并不是本文的重点。然而，下面的截图将给你一个中继配置屏幕是多么简单和深思熟虑的想法。应该注意的是，该屏幕将显示并反映当前值。这允许您可视化您的逻辑流是如何运行的，以及什么组件实际导致继电器启动。
在数字控制被开发出来之前，继电器必须携带相当大的电流。对于那些需要承载电气负载的情况，我们使用机电继电器，类似于开(分离-灯关闭)或闭(连接-灯打开)的电灯开关。随着紧急关闭设备(esd)的出现，携带负载的需求几乎被消除了，事实上，通过触点的电流负载是如此之小，以至于他们要求我们在3500个机电继电器上的触点镀上金箔。
机电继电器是一个双掷继电器，支持电压范围为5Vdc到240 Vac，可以直接或通过插入继电器负载，在0.1到4.5安培之间。由于这些继电器的机械性质，这张卡是其中的少数占据两个插槽的机箱。
固态中继卡提供支持低电流通信应用的继电器，控制系统基本上是在寻找1或0。它可以处理高达125伏的电压。数字中继模块在机箱中只占一个槽位。
随着机器数量、变量、设定值和中继类型的增强，有可能在一个Orbit 60系统中有多个(和多种样式)中继卡。
记录器输出卡是它自己独立的，独立的，8通道卡。与轨道60的所有其他输入和输出卡一样，你可以有多个记录器输出卡。输出包括标准的4-20毫安以及1-5 Vdc和0-10 Vdc选项。例如，为了让你的选择更容易，轨道60将让你的通道1有4-20毫安输出，通道2有1-5伏特输出，通道3有0-10伏特输出。这意味着不需要有两个(或三个)不同的i/o卡只是为了向不同的系统提供不同的信号。
虽然这种通用性非常强大，但让Orbit 60的记录器输出卡真正脱颖而出的是，你可以将多个值从相同的输入通道分配到卡上的任意几个输出通道。例如，您可能希望在一个记录器输出通道上看到以g为单位的Accel，在下一个通道上看到Velocity，在第三个通道上看到位移。在60轨道上，这可以通过一个换能器输入完成。不需要并行信号输入!
还应注意的是，此卡适用于SIL应用程序。
我在上一篇文章中提到，我的职业生涯开始于Bently Nevada的机械诊断服务(MDS)组。MDS工程师喜欢做的第一件事是将他们的ADRE钩到机架前面的BNC连接器上。如果你仔细观察轨道60机架，你不会发现任何BNC连接。这是由于连接器的尺寸和机架本身的小型化。我们有一个现代的接口，可以连接到任何输入卡前面或后面的BNC软件狗。和我们过去的机架一样，这些信号是无条件和缓冲的。即使正在插入函数生成器，也不能通过插入来影响监视器的值。
有三个输出模块专门与数字通信有关。第一个是通信网关(CGW)，它用于与控制系统进行双向、安全的通信。第二个是条件监视模块(CMM)，我们使用它与系统1通信。第三个是桥模块，用于连接多个Orbit 60机架。
您可能熟悉3500系统的通信网关(3500/92)。它通过Modbus或EGD协议(串行或通过以太网)向DCS或历史记录器提供测量、报警设定值、报警和状态。60轨道上的通信网关做到了这一点，还有更多。
由于我们固有的网络安全设计，我们也可以使用轨道连接™在通信网关上的架构与您的控制系统、HMIs甚至历史记录集成。
在系统中拥有这些信息给轨道60带来了几个优势:
- 它可以使用状态或进程信息来:
- 更改警报级别——即，如果系统知道机器在特定的状态下运行，它可以将警报级别调整到您之前为该状态指定的级别
- 数据可以通过状态监测模块安全地发送到系统1，以获得更完整的诊断功能，或用于系统1的HMI显示
- 流程数据还可以通过您的业务网络上的Orbit 60安全地访问，而不必使用复杂的防火墙或数据二极管。这是通过通信网关模块检索数据并通过条件监视模块路由数据来实现的。
状态监测模块(CMM)是该系统中的另一个数字通信模块。CMM能够读取60轨道背板上的所有信息。然而，我们的轨道aXess™通讯方法，它不能够在背板上写任何东西!这就是轨道60能与系统1建立网络安全连接的原因。
拥有这种能力是一个很大的优势，其中一个不太明显的优势是，您仍然可以改变CMM收集数据的方式，而不必去机架和更改配置。这意味着如果你想要收集3200线的频谱而不是800线的频谱，你可以在系统1中提出更改请求——在你的办公桌上，它将立即在CMM上实现。
CMM自带固态存储器，可存储数天的数据。这意味着，如果您与系统1失去了通信，并且几天内无法恢复，您也不会丢失数据。这也意味着，如果你的系统没有连接到系统1，你的单元跳闸，你仍然可以让MDS工程师出来检索和分析数据，即使你尝试重启机器几次，在他们到达那里。
CMM对所有的测量、波形、系统配置、报警和事件日志以及通信网关引入的过程数据具有只读访问权。
与所有其他输出模块一样，有可能有多个CMM。在一些情况下，这可能非常有价值。其中一个是使用一个CMM用于内部系统1，另一个用于OEM的远程监控中心的系统1，而第三个模块可以用于将数据返回到Bently Nevada的HOST平台进行远程诊断和支持。此外，可以安全地将CMM连接到蜂窝调制解调器，因此不需要额外的互联网基础设施!
轨道Xtend™该架构允许多个Orbit 60机架连接起来构建一个系统。这种创新的体系结构解锁了现场或远程I/O部署，从而显著降低了总体安装成本。轨道60的桥接能力基本上扩展了数字背板从一个机架到任何机架桥接在一起。数据在机架之间实时复制，完全支持机械保护和/或状态监测应用。未来将有一篇详细的Orbit文章介绍系统的桥接功能，或者在本文的末尾请求桥接概念白皮书。
SIM或系统接口模块，如前所述，有几个功能，其中之一是向显示器提供数据。
可用的显示页面包括:
- 通道和模块数据——该数据以彩色编码的条形图格式显示，并显示每个通道的主要测量值(总体值带有警报和危险设置，或中继状态等)。还可以显示1X和2X振幅和相位，以及您配置的任何其他趋势变量。
- 趋势，波形和频谱的所有输入-包括Keyphasors®!
- 系统事件列表——这有助于您了解系统的运行状况，以及发生各种事件(如系统重置、电源丢失、配置更改)的时间。
- 告警事件列表—与“系统事件列表”类似，该列表仅处理各种告警。例如，将参考该列表来确定在警报事件中哪个通道是“最先发出的”。
- 告警和OK状态—使用此界面可对传感器进行快速检查，并监视健康状态和告警
- 中继逻辑映射——这个屏幕将显示与每个中继相关的逻辑和状态。我们对这个屏幕做了很大的改进，因为它将非常直观地显示警报级别，以及哪些通道触发了警报逻辑。
还将有9个自定义显示页面选项。这些显示页面将使用用于系统配置的Orbit Studio软件创建。使用该软件，您将能够创建自定义屏幕，包括机器训练组以及系统范围的数据。
外部显示器通过以太网电缆连接到SIM卡的小型工业计算机驱动。这意味着您可以将显示器安装在最合适的位置。这也意味着您可以有多个显示器，所以如果需要，可以在机器上有一个显示器，在控制室有另一个显示器。
我们提供的三种外部显示器是120M8155-01(10.4”显示器)，120M8155-01(15”显示器)和150M1466(21.5”显示器)。10.4英寸版本通过了在危险环境中使用的认证。如果你已经有了我们最新版本的3500/94显示器，它将与轨道60接口。
在我们的第二个系统版本中，我们计划有一个显示器，直接安装在19英寸版本的底盘前面。虽然在第一次发布时不可用，但它将向后兼容，并与第一次发布系统一起工作。
更多信息可浏览我们的网站:
2019年秋季-公开披露和新产品公告(ATD)
2020年春季(4月)-可提供报价(ATQ)固定价格建议
2021年春季(4月)-可用于运输(ATS) API叶轮机械和全厂应用
2021年夏季(8月)-可交付(ATS) TSI和桥接应用程序
我们的团队很高兴能更详细地讨论轨道60，我们有多个技术白皮书可以更深入地研究以下主题。请通过下面的联系我们链接获取副本，我们将为您与您的当地专家联系。
- 轨道60系列或3500详细比较-本文档详细介绍了内华达轨道60系列机械保护系统和3500系统之间的区别。
- 60轨道数据安全状况监测模块-本文档旨在描述轨道60系列监测系统中的状态监测模块如何在不影响保护功能运行的情况下向外部网络提供全高分辨率数据的安全解决方案。
- 轨道60系列桥接概念- Bently Nevada引入了与Orbit 60系列系统架构桥接的概念。
我们的专家
达伦·埃文斯
全球硬件商业领袖
生物
作为全球硬件商业领导者，Darren参与新产品引入(NPI)过程的早期，以商业验证产品的可行性，基于客户价值的特性优先级，并定义硬件产品组合的整体商业策略。
约翰Kingham
战略现场应用工程师
生物
Kingham先生从事旋转机械领域超过35年。1986年，他开始在Bently Nevada担任机械诊断工程师，在那里他根据机械的振动特性诊断机械问题。