Bently Nevada 3500 Maschinenschutzsystem: kompletter Leitfaden

TL;DR: Das Bently Nevada 3500 ist ein einschubbasiertes Maschinenschutzsystem: Überwachungsmodule messen, Relaismodule lösen aus, ein Schnittstellenmodul trägt Konfiguration und Daten, und Netzteile halten alles am Laufen – in der Regel zwei davon, denn Redundanz ist eine Designannahme und kein optionales Extra. Ein Einschub braucht genau fünf Dinge, um zu existieren: einen 3500/05 Einschub, mindestens ein 3500/15 Netzteil, ein 3500/22M TDI (oder ein Legacy 3500/20 RIM), mindestens ein Überwachungsmodul und die passenden rückwärtigen I/O-Module – plus die 3500 System Konfigurationssoftware für die Inbetriebnahme. Es ist für die Erfüllung von API 670 ausgelegt, ist extern für SIL 1 und SIL 2 vom Sensor bis zum Relais zertifiziert und bleibt aktuelle Produktion mit Unterstützung. Diese Seite ist der Dreh- und Angelpunkt: Modulindex, Positionsrechnung, Schutzkette und die Entscheidungen, die tatsächlich Geld kosten.

So ist das 3500 aufgebaut

Jeder 3500-Einschub ist aus Paaren aufgebaut: ein Hauptmodul vorn, das rechnet, und ein I/O-Modul hinten, das die Feldverkabelung tatsächlich berührt. Das Hauptmodul wird auf die 19-Zoll-EIA-Rückwandplatine eines 3500/05 Einschubs gesteckt, das I/O-Modul sitzt dahinter in der zugehörigen rückwärtigen Position. Deshalb können zwei gleich aussehende vordere Module völlig unterschiedliche Käufe sein – die I/O-Ausführung dahinter entscheidet, ob Feldkabel auf dem Einschub oder auf einem entfernten Anschlussfeld aufgelegt wird.

Das Backplane ist das Nervensystem. Versorgung, Konfiguration, Alarmzustände und Keyphasor-Taktung laufen darüber – erst das erlaubt einem Relaismodul, auf eine Bedingung auszulösen, die drei Positionen weiter berechnet wird, und deshalb ist das Schnittstellenmodul so kritisch: Es hält die Konfigurationsdatei des Einschubs, ein Einschub mit ausgefallenem Schnittstellenmodul ist also ein Einschub, den Sie betreiben, aber nicht sehen können.

Erforderliche und optionale Komponenten

Modulindex mit offiziellen Datenblattnummern

Wo ein Datenblatt existiert, nennen wir seine Nummer, denn das ist der schnellste Weg, die Angabe eines Lieferanten zu prüfen. Module mit kein öffentliches Datenblatt sind Legacy- oder Nischenartikel, deren Spezifikationen aus aktuellen öffentlichen Unterlagen nicht belegbar sind.

Vorsicht bei nackten Zahlen ohne M: 3500/40, 3500/42, 3500/22, 3500/50, 3500/72 und 3500/94 sind als solche nicht in der aktuellen offiziellen Palette – die “M”-Generationen sind es. Legacy-3500/42-Teile tauchen im Umlauf weiter auf, und 143694 nennt nach wie vor “Additional I/O Modules for Legacy 3500/42M”; behandeln Sie eine Nicht-M-Angabe also als Legacy-Teil, das gegen ein Typenschild zu prüfen ist, und nicht als aktuellen Katalogeintrag.

Einschubauslegung: die Positionsrechnung

Das linke Ende jedes Einschubs ist reserviert: zwei halbhöhen Netzteilpositionen gestapelt, danach das Schnittstellenmodul. Übrig bleiben 14 Modulpositionen im vollformatigen Einschub und 7 im Mini-Einschub, und sie nehmen jede Mischung aus Überwachungs-, Relais-, Keyphasor-, Anzeige- oder Gateway-Modul auf.

Die Tiefe ist die Stelle, an der Projekte Zeit verlieren. Ein Standardeinschub ist 349 mm tief, ein Einschub in Schottmontage 267 mm, und I/O-Module mit internen Barrieren ergänzen weitere 74 mm. Einschübe mit 19-Zoll-EIA-Schienen, Paneelausschnitt und Schottmontage werden alle angeboten, aber der Mini-Einschub kann nicht in Schottmontage ausgeführt werden. Wer Barrieren vorsieht, beachte: Ein 3500/04-01 Modul, das eigens geerdete intrinsische Sicherheit verlangt, belegt eine eigene Position und reduziert einen 19-Zoll-Einschub auf 13 Überwachungspositionen.

Die Kanaldichte folgt dem Modul: Ein Vierkanal-Überwachungsmodul in jeder der 14 Positionen ergibt 56 Kanäle je Einschub. Zwei halbhöhen Keyphasor-Karten können sich eine Position teilen, deshalb ist Keyphasor die Ausnahme, die Dichte bringt.

Die Schutzkette, und was darin nicht zulässig ist

Wer den Signalpfad versteht, erklärt damit die meisten Spezifikationsstreitigkeiten. Ein Aufnehmer wird von seinem I/O-Modul gespeist und überwacht; das I/O-Modul liefert die Aufnehmerversorgung über kurzschlussfeste Klemmen und prüft Sensor und Feldverkabelung als Teil seiner OK-Routine kontinuierlich. Das Signal geht an das Überwachungsmodul, das die Messung gegen Alert- und Danger-Schwellwerte vergleicht – softwareseitig über 0-100 % des Endwerts mit einer Genauigkeit von 0.13 % verstellbar, mit Alert-Verzögerungen von 1-60 s in 1 s-Schritten und Danger-Verzögerungen ab 0.1 s oder 1-60 s in 0.5 s-Schritten, verrastbar oder nicht. Die daraus resultierenden Zustände laufen über das Backplane an ein Relaismodul, dessen Alarm-Ansteuerungslogik eine UND/ODER-Verknüpfung über Not-OK-, Alert- und Danger-Bedingungen bildet und die Kontakte schließt, die zu DCS oder ESD-System führen.

Die Regel, die aus dieser Kette folgt, und die Baker Hughes direkt benennt: 4-20 mA Recorderausgänge und Modbus-Register sind “nur für die Meldung durch den Bediener und die Trendanzeige vorgesehen” und “bieten nicht die für Maschinenschutz oder Abschaltung nötige Fehlertoleranz oder Integrität”. Eine Abschaltung muss also in Relaiskontakten enden. Dasselbe gilt für das Rack-OK-Relais, das im I/O-Modul des TDI sitzt, ein Wechsler (SPDT) und im Normalzustand bestromt ist – es fällt also auch bei Verlust der Einschubversorgung ab – und das nach Aussage der Dokumentation nicht in einer automatischen Abschaltkette verwendet werden darf.

Die Fehlertoleranz auf Designebene kommt aus dem Rest: Die Konfiguration wird zweimal im nichtflüchtigen Speicher abgelegt und verglichen, Kanäle werden bei erkannten Fehlern automatisch unterdrückt statt falsch berichtet, und potentialfreie Ferneingänge für Trip Multiply, Alarm Inhibit und Rack Zurücksetzen geben der Leitsteuerung die Kontrolle über das Verhalten.

Versorgung, Redundanz und Austausch im Betrieb

Das 3500/15 akzeptiert Universal AC mit 85-264 Vac rms (85-250 Vac rms in explosionsgefährdeten Bereichen), Hochvolt-DC mit 88-140 Vdc oder Niedervolt-DC mit 20-30 Vdc, und jede AC/DC-Kombination kann gepaart werden. Das untere Modul läuft als primär, das obere als Reserve; jedes einzelne kann einen voll bestückten Einschub tragen, und eine Mindestlast des Einschubs ist nicht erforderlich. Austausch im Betrieb funktioniert – “das Entfernen oder Einsetzen eines der beiden Netzteilmodule stört den Betrieb des Einschubs nicht, solange ein zweites Netzteil vorhanden ist”.

Rückwärtige I/O-Module sind dagegen nicht im Betrieb austauschbar. Jede Arbeit an der Rückseite des Einschubs ist ein geplanter Stillstand, und die häufigste Feldverletzung in dieser Baureihe ist ein Techniker, der ein I/O-Modul zieht, um es auf einem unter Spannung stehenden Einschub “nur kurz zu prüfen”.

Konfiguration, Daten und Diagnose

Die Konfiguration wird in der 3500 System Konfigurationssoftware geschrieben und als RAK-Datei im Schnittstellenmodul gespeichert – erreichbar über die vordere USB-Schnittstelle des TDI oder über das Anlagenetzwerk, gesichert durch Schlüsselschalter und ein zweistufiges Passwortkonzept. Die Zugriffskontrolle ist real und nicht kosmetisch: Manche Module verlangen eine Mindestversion von Konfigurationssoftware und Firmware, bevor sie arbeiten, beispielsweise braucht das 3500/32M Software 4.5 oder später zusammen mit TDI-Firmware 1.71 oder später.

Auf der Datenseite trennt das System statisch und transient. Statische Werte umfassen die Messgrößen und ihre acht abgeleiteten Größen je Kanal – Direct, Gap, 1X, 2X, Not1X, Smax und die übrigen. Für die Erfassung transienter Wellenformen wird die Option Channel Enabling Disk benötigt. Das Ereignisarchiv hält 2000 Alarmereignisse und 1000 Systemereignisse mit Zeitstempel, zeitsynchronisiert über das Gateway oder die Software, was auf den meisten Maschinen einen separaten Sequence-of-Events-Recorder erübrigt.

Außerhalb des Einschubs sind die üblichen Ziele OPC DA an ein Leitsystem oder eine SPS und System 1 für Zustandsüberwachung und Diagnose. Nach außen spricht das TDI sein proprietäres Protokoll plus Ethernet TCP/IP auf 10/100Base-TX und 100Base-FX; der 3500/92 ergänzt Modicon Modbus und Modbus/TCP über RS-232/422/485 mit konfigurierbarer Registerkarte; der 3500/91M stellt Ethernet Global Data für GE Mark VIe bereit. Für die Kommunikationsredundanz können mehrere Gateways gesetzt werden.

Normen, Zulassungen und Bereichsklassifizierung

Eine Warnung zu den Marketingzahlen: Die aktuelle Produktseite nennt “über 85,000 weltweit installiert”, die Broschüre “mehr als 100,000 Einschübe global installiert”. Zitieren Sie eines, nicht beide.

Welche Module für welche Maschine

Baker Hughes veröffentlicht keine offizielle Stückliste je Maschinentyp; behandeln Sie die Zeilen oben als dokumentierte Zuordnung von Modul zu Anwendung, nicht als Musterentwurf.

3500 gegenüber Orbit 60, und was “legacy” hier wirklich bedeutet

Die Frage, die jeder Standort irgendwann stellt. Die dokumentierte Position ist, dass das 3500 nicht abgekündigt ist: Baker Hughes hat eine Erklärung veröffentlicht, wonach die Produktlinie 3500 “auch nach ihrem 24. Jahr voll unterstützt” bleibt und dass kein Programm erzwungener Obsoleszenz eingeführt wird; die Elektronik wurde 2016 und 2017 für RoHS erneuert. Orbit 60 wird als “die nächste Generation des Maschinenschutzes” beschrieben und für neue Installationen ab 2020 empfohlen, wo es passt, während Nachrüstung ausdrücklich als unkompliziert positioniert wird.

Praktische Übersetzung: Ein 3500 wird repariert, solange Teile dokumentiert und lieferbar sind, und Orbit 60 wird auf Maschinen geplant, die ohnehin neu verkabelt werden. Die Sensorinvestition wandert in beide Richtungen – die dynamischen Eingänge des 3500 nehmen weiterhin 3300 XL Proximitor-Signale auf, und der Sensorkatalog führt sie als aktuelle, gängige lagerhaltene Positionen.

Häufig gestellte Fragen

Welche Module braucht ein Bently Nevada 3500 Einschub, um zu arbeiten?

Fünf Dinge: einen 3500/05 Einschub, mindestens ein 3500/15 Netzteil mit seinem Power Input Module, ein Schnittstellenmodul in Position 1 (ein 3500/22M TDI oder ein Legacy 3500/20 RIM), mindestens ein Überwachungsmodul und zu jedem Hauptmodul das passende rückwärtige I/O-Modul. Für die Inbetriebnahme wird die Konfigurationssoftware benötigt. Relaismodule, Keyphasor-Karten, Gateways und Anzeigen sind optional.

Wie viele Module passen in einen 3500 Einschub?

Vierzehn allgemeine Modulpositionen im vollformatigen 19-Zoll-Einschub, sieben im Mini-Einschub. Das linke Ende ist für zwei halbhöhen Netzteile plus das Schnittstellenmodul reserviert. Durchgängig mit Vierkanal-Überwachungsmodulen sind das 56 Kanäle je Einschub. Interne Barriere-I/O-Module ergänzen 74 mm Tiefe, und ein Einschub mit dem Barrieremodul 3500/04-01 und eigener IS-Erdung fällt auf 13 Überwachungspositionen.

Ist das Bently Nevada 3500 abgekündigt?

Nein. Baker Hughes erklärt, dass die Produktlinie 3500 voll unterstützt bleibt und dass es kein Programm erzwungener Obsoleszenz gibt; die Elektronik wurde 2016 und 2017 für RoHS-Konformität erneuert. Orbit 60 ist als nächste Generation positioniert und für geeignete neue Installationen nach 2020 empfohlen, aber 3500-Module sind aktuell, dokumentiert und lieferbar.

Kann ich eine Maschine mit einem 4-20 mA Ausgang oder Modbus abschalten?

Sie sollten es nicht, und API-670-konforme Auslegungen tun es nicht. Baker Hughes legt fest, dass 4-20 mA Recorderausgänge und Modbus-Register nur der Bedienermeldung und Trendanzeige dienen und nicht die für Schutz oder Abschaltung nötige Fehlertoleranz oder Integrität bieten. Abschaltpfade enden in Relaiskontakten – eines 3500/32M oder 3500/33 -, angesteuert von der Alarmlogik der Überwachungsmodule. Das Rack-OK-Relais ist ebenso nur eine Anzeige, obwohl es im Normalzustand bestromt ist.

Was ist der Unterschied zwischen einem 3500/42 und einem 3500/42M?

Die M-Generationen sind die aktuellen, dokumentierten – der 3500/42M Proximitor/Seismic Monitor ist Datenblatt 143694. Nicht-M-Bezeichnungen wie 3500/42, 3500/40, 3500/22 und 3500/50 stehen nicht in der aktuellen offiziellen Palette, wenngleich Legacy-Teile breit im Umlauf sind und 143694 weiterhin I/O-Module für Legacy 3500/42M Hardware nennt. Kaufen Sie ein Nicht-M-Teil nur gegen ein fotografierbares Typenschild.

Ist ein 3500 System SIL bewertet?

SIL 1 und SIL 2, extern zertifiziert, und die Zertifizierung deckt die Komponenten vom Sensor bis zum Relaisausgang ab. Das System wird als SIL-2-ausgelegte Ausführung angeboten, und einzelne Module wie das Temperaturmodul 3500/60 nennen SIL 2 in ihren eigenen Datenblättern. SIL 3 ist keine 3500-Angabe – Schutz gegen Drehzahlüberschreitung auf dieser Stufe sitzt in der Familie 3701/55 ADAPT.

Kann ich AC- und DC-Netzteile in einem 3500 Einschub mischen?

Ja, und es ist übliche Praxis. Jede Kombination von AC- und DC-3500/15 Netzteilen ist zulässig, ein typischer TSI-Schrank fährt deshalb ein AC-Netzteil in der unteren Position als primär und darüber ein von einer 24-Vdc-Batterie gespeistes Netzteil als Reserve. Jedes Netzteil kann einen vollen Einschub allein versorgen, und eine Mindestlast des Einschubs ist nicht erforderlich.

Welche Unterlagen soll ich von einem Lieferanten verlangen?

Beginnen Sie mit dem 3500 System Datenblatt, 162096, das die meisten Einschubfragen an einer Stelle beantwortet, dann das Datenblatt des jeweiligen Moduls aus dem Index oben, dann das Einschub-Handbuch 129766 für Mechanik und Drehmomente. Alles, was ein Lieferant nicht auf eine Dokumentnummer und Revision zurückführen kann, ist als unbelegt zu behandeln – manche Legacy-Teile, darunter 3500/20 RIMs und Legacy-Module der 3300 Serie, haben gar kein öffentliches Datenblatt.

Module, die wir führen

Teilenummer

Ein 3500 System beschaffen oder am Leben erhalten

Wir liefern neue und geprüfte Legacy-3500-Hardware: Überwachungsmodule, Relais- und Keyphasor-Module, TDIs und RIMs, Netzteile und PIMs, I/O-Module, Anschlussmaterial sowie 3300 XL Sensoren und Gehäuse. Sagen Sie uns, was der Einschub tut und was fehlt – ein Foto der Modulliste samt Typenschildern hilft mehr als eine Teilenummer, deren Sie sich nicht sicher sind -, und wir bieten mit der Datenblattrevision an, gegen die jeder Posten geprüft wurde. Preise werden auf Anfrage genannt und sind auf dieser Website nicht veröffentlicht.

Modulseiten: 3500/15 Netzteil · 3500/20 RIM · 3500/22M TDI · 3500/25 Keyphasor · 3500/42M Überwachungsmodul · 3500/60 Temperatur · 32000 Sensorgehäuse · Legacy 3300/12