Описание
За обработка на прецизни диференциални сигнали 1 VPP за високопроизводителна обратна връзка за движението, EtherCAT терминалът Beckhoff EL5021-0090 включва интегрирана технология TwinSAFE SC (Single Channel), която позволява предаване на данни, свързани с безопасността, в стандартни системи за управление. Терминалът 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 резолюция от 13 бита на период. Вградените флагове за откриване на грешки сигнализират за влошаване на сигнала, неизправности в амплитудата и честотни граници, осигурявайки 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/Category 3 или SIL 2.
-
Проследяване с висока резолюция: Максимална 13-битова резолюция, осигуряваща до 8192 стъпки на сигнален период.
-
Разширена диагностика: Вградена хардуерна проверка за грешки в амплитудата и честотата, фиксиране и функции за нулиране на брояча.
-
Синхронизирано изпълнение: Поддръжката на Distributed Clocks (DC) осигурява изключително прецизна синхронизация на ниво микросекунди в цялата мрежа EtherCAT.
-
Интегрирано кондициониране на сигнала: Генерира стабилно захранване на енкодера от 5 V DC (до 0,5 A) директно от силовите контакти за 24 V DC.
Приложения
- Обратна връзка за позицията на високоскоростни сервооси в многоосови машини.
- Мониторинг на скоростта и посоката, свързан с безопасността (архитектури TwinSAFE SC).
- Системи за прецизно позициониране на CNC стругове, фрезови машини и портални системи.
- Оборудване за динамични изпитвания на материали, изискващо контури за обратна връзка с микросекундна реакция.
Технически спецификации
| Параметър |
Спецификация |
| Производител |
Beckhoff Automation |
| Модел / каталожен 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 (получено от силови 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%) |
| Резолюция |
Макс. 13 бита, 8192 стъпки на период |
| Консумация на ток (E-Bus) |
Обикновено 120 mA |
| Консумация на ток (силови контакти) |
Обикновено 50 mA + товар на енкодера |
| Разпределени часовници (DC) |
Да, поддържа се |
| Електрическа изолация |
500 V (E-bus / потенциал на полето) |
| 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 |
| Електромагнитна съвместимост — устойчивост/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 връзката (AWG) |
Едножилен/многожилен: AWG 28...14; кабелен накрайник: AWG 26...16 |
| Нетно тегло |
Приблизително 55 g |
| Тегло при експедиция (изчислено) |
2,0 kg (със защитна опаковка за износ) |
| Страна на произход |
Германия |
Връзки и интерфейси
| Точка на свързване |
Наименование 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 / нулев импулс (1 VPP) |
| 4 |
Изход +5 V |
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 / нулев импулс (1 VPP) |
| 8 |
Изход 0 V |
Заземяване на захранването на енкодера (0 V DC) |
Емпирични инженерни наблюдения
Алтернативни модели и съвместимост
EL5021-0090 служи като усъвършенствана по отношение на безопасността алтернатива на стандартния EL5021-0000. Макар че двата модула имат идентични физически размери и разпределение на сигналните връзки, -0090 съдържа логика TwinSAFE SC. Интегрирането на EL5021-0090 в съществуваща система изисква съпоставяне на обектите за данни на процеса, свързани с безопасността (PDO), в TwinCAT 3 (чрез помощния протокол TwinSAFE SC). Ако се извърши директна замяна на система, в чийто проект не са декларирани стандартните параметри на TwinSAFE SC, PLC няма да успее да инициализира EtherCAT машината на състоянията отвъд Pre-OP поради несъответствия в XML описанията на устройствата.
Подводни камъни при приложението и инженерни бележки
Консумация на ток по E-bus: EL5021-0090 има висока консумация на ток по E-bus — 120 mA. При групиране на няколко високоскоростни интерфейса за енкодери към един съединител EK1100 трябва да изчислите общия ток по 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 при прекъсване на шината.
Затихване на сигнала: Диференциалните сигнали 1 VPP са силно податливи на шум при големи разстояния. Високочестотните операции (>150 kHz) изискват усукани двойки кабели с нисък капацитет и двойно екраниране. Поддържайте разстоянието между енкодера и клемата под 20 метра; по-големите дължини могат да предизвикат диагностиката „Amplitude Error“ в статусната дума на TwinCAT.
Съвети за въвеждане в експлоатация и окабеляване
За да предотвратите грешки при въвеждане в експлоатация, причинени от шум, 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 във вътрешността на кабелния канал. При въвеждане в експлоатация в TwinCAT активирайте диагностичните PDO, за да наблюдавате флаговете Amplitude Error и Frequency Error. Това позволява на техниците на място да диагностицират механични разминавания на енкодера или неправилно свързани кабелни накрайници, преди да въведат оста в експлоатация.
Указания за монтаж
КРИТИЧНО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
Изключете захранването на всички 24 V DC захранващи 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 приемо-предавателни чипове на E-bus и да наруши състоянието на валидиране на безопасността на TwinSAFE SC в групата за безопасност.
1
Монтаж на DIN шина: Позиционирайте клемата върху стандартна 35 mm DIN шина (съответстваща на EN 60715) и натиснете здраво надолу, докато заключващият плъзгач щракне върху шината. Уверете се, че страничната връзка тип „език и канал“ 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 високочестотния шум 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 оголване 8 до 9 mm) в кръглия отвор за свързване и освободете отвертката, за да го фиксирате.