Описание
Директното използване на аналогови управляващи сигнали на място се постига чрез Beckhoff ER4174-0002 EtherCAT Box, който обработва високоточни изходни сигнали без необходимост от електрически шкаф. Този модул със степен на защита IP67 разполага с 4 аналогови изхода, всеки от които може да се параметризира индивидуално за извеждане на сигнали за напрежение -10 до +10 V или токови контури 0/4 до 20 mA. Устройството работи с 16-битова разделителна способност и осигурява бързо преобразуване с нисък шум директно при машината, като подава чисти сигнали към задвижванията чрез полеви интерфейси M12.
Характеристики
-
Параметризируеми изходни режими: Индивидуална софтуерна конфигурация за всеки канал за работа с напрежение (-10 V до +10 V) или токов контур (0 до 20 mA, 4 до 20 mA).
-
Индустриална защита от околната среда: Напълно капсулиран корпус от лят под налягане цинк, предназначен за директен монтаж на място в среди с IP65, IP66 и IP67.
-
Свръхбързо преобразуване: Времето за преобразуване от приблизително 40 микросекунди осигурява висока съвместимост с изискванията на контурите за управление на движенията в реално време.
-
Локално захранване на задвижванията: Захранващото напрежение за свързаните задвижвания се подава директно от линията за спомагателно напрежение (UP), което опростява окабеляването.
-
Директен EtherCAT интерфейс: Директна обработка на протокола EtherCAT с интеграция чрез софтуера TwinCAT.
Приложения
-
Децентрализирано управление на клапани и задвижвания: Директно регулиране на пропорционални клапани, регулатори на скоростта и честотни регулатори върху машинни рами.
-
Роботика и крайни инструменти: Леко аналогово управление с директен монтаж за позициониране на инструменти и сензорни системи.
-
Зони за интензивно измиване: Автомобилни монтажни линии, предприятия за опаковане и системи за обработка на материали, изложени на влага и механично натоварване.
Технически спецификации
| Производител |
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG |
| Модел |
ER4174-0002 |
| Протокол |
EtherCAT |
| Интерфейс на шината |
2 x M8 гнезда, екранирани, винтово свързване |
| Брой канали |
4 аналогови изхода |
| Тип сигнал |
-10/0 до +10 V | 0/4 до 20 mA (параметризируемо за всеки канал) |
| Разделителна способност |
16-битова |
| Време за преобразуване |
прибл. 40 us |
| Грешка при измерване |
< 0,1% (спрямо пълната стойност на обхвата) |
| Импеданс на товара (напрежение) |
> 5 kOhm |
| Импеданс на товара (ток) |
< 500 Ohm |
| Номинално захранващо напрежение |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Консумация на ток (от US) |
120 mA |
| Захранващ вход / свързване |
Вход: 1 x M8 мъжки (4-пинов); изход: 1 x M8 женски (4-пинов) |
| Електрическа изолация |
500 V |
| Степен на защита |
IP65/IP66/IP67 (съответства на EN 60529) |
| Работна температура |
-25 до +60 °C |
| Температура на съхранение |
-40 до +85 °C |
| Страна на произход |
Германия |
| Тегло при транспортиране (изчислено) |
0,65 kg (нетно тегло на модула: 265 g) |
| Размери на опаковката (изчислени) |
180 mm x 50 mm x 45 mm |
Връзки и интерфейси
| Конектор / щифт |
Назначение на сигнала |
Описание на функцията |
| Изход M12 — щифт 1 |
+24 V DC (UP) |
Захранване на задвижващия механизъм (спомагателно напрежение) |
| Изход M12 — щифт 2 |
Аналогов изход + |
Положителна верига за сигнала за напрежение/ток |
| Изход M12 — щифт 3 |
GND (UP) |
Заземен потенциал за захранването на задвижващия механизъм |
| Изход M12 — щифт 4 |
Аналогов изход − |
Опорна верига за сигнала за напрежение/ток |
| Изход M12 — щифт 5 |
Екран |
Връзка на функционалното заземяване / екрана на кабела |
Емпирични инженерни наблюдения
Алтернативни модели и съвместимост
ER4174-0002 използва изключително издръжлив корпус от цинкова отливка, предназначен за физически среди с високи ударни натоварвания. За приложения с идентични електрически характеристики, но с изисквания за по-ниско тегло, пластмасовият EP4174-0002 служи като директна мрежова алтернатива за замяна. И двата модула имат идентични XML профили за описание на EtherCAT устройствата (ESI) и са напълно взаимозаменяеми в конфигурацията на системния мениджър TwinCAT без препрограмиране.
Критични точки при приложенията и инженерни бележки
При каскадно подаване на спомагателното напрежение (UP) и системното напрежение (US) към съседни EtherCAT кутии надолу по веригата инженерите трябва да следят общия сумарен ток. Захранващите конектори M8 са строго ограничени до максимален постоянен ток от 4 A. Превишаването на тази стойност ще причини вътрешно топлинно натоварване и окисляване на контактите. Ако са свързани задвижващи механизми с висока консумация (като пропорционални електромагнитни клапани), спомагателното захранване (UP) трябва да бъде изведено външно или изолирано чрез специализирани захранващи модули.
Съвети за въвеждане в експлоатация и окабеляване
За да се гарантира високата точност, предлагана от 16-битовия DAC, потребителите трябва да използват напълно екранирани кабели с усукани двойки за аналоговите връзки M12. Заземяването на корпуса от цинкова отливка чрез интегрираните монтажни уши директно към машинна рама с нисък импеданс е от решаващо значение за отвеждането на високочестотния промишлен шум. Ако се очаква високо синфазно напрежение между полевите задвижващи механизми и контролера, електрическата изолационна граница от 500 V осигурява безопасност, но екранирането е необходимо за потискане на пулсациите на аналоговия сигнал.
Указания за монтаж
КРИТИЧНО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ:
Изключете захранването на цялата система (US и UP) преди физически монтаж, закрепване или свързване на кабели. Свързването на кабели с възможност за гореща смяна към незаземени полеви кутии може да причини трайна повреда на чувствителните вътрешни цифро-аналогови преобразувателни чипове.
1
Монтирайте кутията физически с два винта M3 през интегрираните монтажни отвори в корпуса. Заземете шасито директно към чиста метална плоча.
2
Свържете интерфейсните линии EtherCAT чрез екранирани винтови кабели M8 към „EtherCAT IN“, а следващата връзка — към „EtherCAT OUT“.
3
Свържете задвижващите механизми към изходните конектори M12, като използвате висококачествени екранирани кабели за предотвратяване на електромагнитни смущения.
4
Подайте захранващо напрежение 24 V DC към захранващия конектор M8. Проверете правилните състояния на светодиодните индикатори преди стартиране.