Описание
За обработка на прецизни диференциални сигнали 1 VPP за високопроизводителна обратна връзка при движение терминалът Beckhoff EL5021-0090 EtherCAT включва интегрирана технология TwinSAFE SC (Single Channel), която позволява предаване на данни, свързани с безопасността, в стандартни среди за управление. Този терминал се свързва безпроблемно с високорезолюционни SinCos енкодери, като използва вътрешна система за сканиране на 70 MHz за обработка на входни честоти до 250 kHz с максимална разделителна способност от 13 бита на период. Вградените флагове за откриване на грешки сигнализират влошаване на сигнала, грешки в амплитудата и достигане на честотни граници, което осигурява видимост на диагностиката в реално време директно в архитектурата TwinCAT.
Функции
-
Поддръжка на TwinSAFE SC: Позволява използването на стандартни аналогови източници на сигнали за задачи, свързани с безопасността, до PL d/категория 3 или SIL 2.
-
Проследяване с висока разделителна способност: Максимална 13-битова разделителна способност, осигуряваща до 8192 стъпки на период на сигнала.
-
Разширена диагностика: Вграденото хардуерно откриване на грешки в амплитудата и честотата, както и функциите за фиксиране и нулиране на брояча.
-
Синхронизирано изпълнение: Поддръжката на Distributed Clocks (DC) осигурява изключително прецизна синхронизация на микросекундно ниво в мрежата EtherCAT.
-
Интегрирано кондициониране на сигнала: Генерира стабилно захранване 5 V DC за енкодера (до 0,5 A) директно от захранващите контакти 24 V DC.
Приложения
- Високоскоростна обратна връзка за позицията на сервооси в многоосови машини.
- Мониторинг на скоростта и посоката, свързан с безопасността (архитектури TwinSAFE SC).
- Прецизни системи за позициониране на CNC стругове, фрезови машини и портални системи.
- Оборудване за динамично изпитване на материали, изискващо контури за обратна връзка с микросекундна реакция.
Технически спецификации
| Параметър |
Спецификация |
| Производител |
Beckhoff Automation |
| Модел / артикулен номер |
EL5021-0090 |
| Технология |
SinCos интерфейс за енкодер за диференциален сигнал 1 VPP |
| Брой канали |
1 |
| Входове на интерфейса за енкодер |
1 x A, B, C: диференциални входове 1 VPP: A, A (инв.), B, B (инв.), C, C (инв.) |
| Работно напрежение на енкодера |
5 V DC / макс. 0,5 A (получава се от захранващите контакти за 24 V DC) |
| Диапазон на брояча |
Макс. 24 бита (регулируем) |
| Входна честота |
250 kHz (вътрешно сканиране на входните сигнали при 70 MHz) |
| Номинално системно напрежение |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Разделителна способност |
Макс. 13 бита, 8192 стъпки на период |
| Консумация на ток (E-Bus) |
Обикновено 120 mA |
| Консумация на ток (захранващи контакти) |
Обикновено 50 mA + товар на енкодера |
| Разпределени тактови сигнали (DC) |
Да, поддържа се |
| Електрическа изолация |
500 V (E-bus / полеви потенциал) |
| Работна температура |
0 до +55 degC |
| Температура на съхранение |
-25 до +85 degC |
| Устойчивост на вибрации/удари |
Съответства на EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Устойчивост на електромагнитни смущения/излъчване |
Съответства на EN 61000-6-2 / EN 61000-6-4 |
| Одобрения и маркировки |
CE, UL, ATEX (II 3 G Ex nA IIC T4 Gc) |
| Размери (W x H x D) |
12 mm x 100 mm x 68 mm |
| Сечение на свързването (AWG) |
Многожилен/едножилен проводник: AWG 28...14; кабелна гилза: AWG 26...16 |
| Нетно тегло |
Приблизително 55 g |
| Тегло при транспортиране (изчислено) |
2,0 kg (със защитна експортна опаковка) |
| Страна на произход |
Германия |
Връзки и интерфейси
| Точка на свързване |
Име на сигнала |
Функция / описание |
| 1 |
A + |
Положителен диференциален входен канал A (1 VPP) |
| 2 |
B + |
Положителен диференциален входен канал B (1 VPP) |
| 3 |
C + |
Положителен диференциален входен канал C / импулс за нулева позиция (1 VPP) |
| 4 |
+5 V изход |
Изход за захранване на енкодера (+5 V DC, макс. 0.5 A) |
| 5 |
A - |
Отрицателен диференциален входен канал A (1 VPP) |
| 6 |
B - |
Отрицателен диференциален входен канал B (1 VPP) |
| 7 |
C - |
Отрицателен диференциален входен канал C / импулс за нулева позиция (1 VPP) |
| 8 |
0 V изход |
Заземяване на захранването на енкодера (0 V DC) |
Емпирични инженерни наблюдения
Алтернативни модели и съвместимост
EL5021-0090 служи като алтернатива с повишена безопасност на стандартния EL5021-0000. Макар да имат еднакви физически размери и назначения на сигналните проводници, -0090 съдържа логика TwinSAFE SC. Интегрирането на EL5021-0090 в съществуваща система изисква съпоставяне на обектите за безопасни технологични данни (PDO) в TwinCAT 3 (чрез помощния протокол TwinSAFE SC). Ако се извърши директна замяна в система, в чийто проект не са декларирани стандартните параметри на TwinSAFE SC, PLC няма да успее да инициализира машината за състояния на EtherCAT след Pre-OP поради несъответствия в XML описанието на устройството.
Практически проблеми и инженерни бележки
Консумация на E-bus ток: EL5021-0090 има висока консумация на E-bus ток от 120 mA. При групиране на множество високоскоростни интерфейси за енкодери към един съединител EK1100 трябва да изчислите общия ток на E-bus. Ако сумарният товар надхвърля 2 A, непосредствено преди модулите за енкодери трябва да се добави вторичен захранващ терминал (например EL9410), за да се предотвратят спадове на напрежението по E-bus и последващи грешки от прекъсване на шината.
Затихване на сигнала: Диференциалните сигнали 1 VPP са силно податливи на смущения при големи разстояния. Високочестотните операции (>150 kHz) изискват усукана двойка с нисък капацитет и двойно екраниране. Поддържайте разстоянието между енкодера и клемата под 20 метра; по-големите дължини могат да задействат диагностиката „Грешка в амплитудата“ в статусната дума на TwinCAT.
Съвети за въвеждане в експлоатация и окабеляване
За да избегнете грешки при въвеждане в експлоатация, причинени от смущения, проверете дали екранът на кабела на енкодера е свързан към заземителна шина непосредствено преди влизането в клемния блок. Избягвайте да прокарвате кабелите на енкодера 1 VPP успоредно на силовите кабели на мощни двигатели в кабелния канал. При въвеждане в експлоатация в TwinCAT активирайте диагностичните PDO, за да наблюдавате флаговете Грешка в амплитудата и Грешка в честотата. Това позволява на техниците на място да диагностицират механични разминавания на енкодера или неправилно свързани кабели, преди да пуснат оста в експлоатация.
Указания за монтаж
КРИТИЧНО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
Изключете захранването на всички 24 V DC контакти и основното E-bus захранване, преди да монтирате, демонтирате или окабелявате клемата. Поставянето или изваждането на EL5021-0090 под товар може да повреди вътрешните трансивърни чипове на E-bus и да повреди състоянието на проверка за безопасност TwinSAFE SC в групата за безопасност.
1
Монтаж на DIN шина: Поставете клемата върху стандартна DIN шина 35 mm (съответстваща на EN 60715) и натиснете силно надолу, докато заключващият плъзгач щракне върху шината. Уверете се, че страничното съединение с шпонка и жлеб приляга плътно към съседните клеми.
2
Свързване на екрана: Свържете екрана на енкодера директно към съседна клема EL9195 или стандартна екранираща клема, свързана към DIN шината, за да гарантирате отвеждане на високочестотните смущения с нисък импеданс.
3
Окабеляване на пружинните клеми: Поставете стандартна плоска отвертка в горния квадратен отвор за освобождаване на клемата, вкарайте оголения проводник (дължина на оголената част 8 до 9 mm) в кръглия вход и освободете отвертката, за да го фиксирате.