Popis
Přímé nasazení analogových řídicích signálů v terénu zajišťuje Beckhoff ER4174-0002 EtherCAT Box, který umožňuje zpracování vysoce přesných výstupních signálů bez nutnosti elektrického rozvaděče. Tento modul s krytím IP67 nabízí 4 analogové výstupy, které lze individuálně parametrizovat, takže každý kanál lze nastavit pro výstup napěťových signálů -10 až +10 V nebo proudových smyček 0/4 až 20 mA. Zařízení s 16bitovým rozlišením zajišťuje rychlý převod s nízkou úrovní šumu přímo u stroje a přivádí k akčním členům čisté signály prostřednictvím rozhraní M12 na úrovni pole.
Vlastnosti
-
Parametrizovatelné výstupní režimy: Individuální softwarová konfigurace každého kanálu pro provoz s napětím (-10 V až +10 V) nebo proudovou smyčkou (0 až 20 mA, 4 až 20 mA).
-
Průmyslová ochrana proti vlivům prostředí: Plně zalévaný kryt z tlakově litého zinku je určen k přímé montáži v terénu v prostředí IP65, IP66 a IP67.
-
Ultrarychlý převod: Doby převodu přibližně 40 mikrosekund zajišťují vysokou kompatibilitu s požadavky regulačních smyček řízení pohybu v reálném čase.
-
Lokální napájení akčních členů: Napájecí napětí pro připojené akční členy se odebírá přímo z vedení pomocného napětí (UP), což zjednodušuje kabeláž.
-
Přímé rozhraní EtherCAT: Přímé zpracování protokolu EtherCAT s přímou integrací prostřednictvím softwaru TwinCAT.
Použití
-
Decentralizované řízení ventilů a akčních členů: Přímá regulace proporcionálních ventilů, regulátorů rychlosti a frekvenčních měničů na rámech strojů.
-
Robotika a nástroje na konci ramene: Lehké analogové řízení s přímou montáží pro polohování nástrojů a senzorové systémy.
-
Oblasti s intenzivním oplachem: Montážní linky v automobilovém průmyslu, balicí závody a systémy pro manipulaci s materiálem vystavené vlhkosti a mechanickému namáhání.
Technické specifikace
| Výrobce |
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG |
| Model |
ER4174-0002 |
| Protokol |
EtherCAT |
| Rozhraní sběrnice |
2× zásuvka M8, stíněné šroubovací připojení |
| Počet kanálů |
4 analogové výstupy |
| Typ signálu |
-10/0 až +10 V | 0/4 až 20 mA (parametrizovatelné pro každý kanál) |
| Rozlišení |
16bitové |
| Doba převodu |
přibližně 40 us |
| Chyba měření |
< 0,1 % (vztaženo k hodnotě plného rozsahu) |
| Zátěžová impedance (napětí) |
> 5 kOhm |
| Zátěžová impedance (proud) |
< 500 Ohm |
| Jmenovité napájecí napětí |
24 V DC (-15 % / +20 %) |
| Odběr proudu (z US) |
120 mA |
| Napájení / připojení |
Napájení: 1× M8 samec (4pólový); výstup: 1× M8 samice (4pólová) |
| Elektrická izolace |
500 V |
| Stupeň krytí |
IP65/IP66/IP67 (vyhovuje EN 60529) |
| Provozní teplota |
-25 až +60 °C |
| Skladovací teplota |
-40 až +85 °C |
| Země původu |
Německo |
| Přepravní hmotnost (vypočtená) |
0,65 kg (čistá hmotnost modulu: 265 g) |
| Rozměry balení (vypočtené) |
180 mm x 50 mm x 45 mm |
Připojení a rozhraní
| Konektor / pin |
Přiřazení signálů |
Popis funkce |
| Výstup M12 – pin 1 |
+24 V DC (UP) |
Pomocné napájení akčního členu |
| Výstup M12 – pin 2 |
Analogový výstup + |
Kladná cesta napěťového/proudového signálu |
| Výstup M12 – pin 3 |
GND (UP) |
Zemní potenciál napájení akčního členu |
| Výstup M12 – pin 4 |
Analogový výstup − |
Referenční cesta napěťového/proudového signálu |
| Výstup M12 – pin 5 |
Stínění |
Připojení funkční země / stínění kabelu |
Empirické technické poznatky
Alternativní modely a kompatibilita
ER4174-0002 používá mimořádně odolný kryt z tlakově litého zinku navržený pro prostředí s vysokým mechanickým namáháním. Pro aplikace se stejnými elektrickými vlastnostmi, ale s požadavkem na nižší hmotnost, slouží plastová varianta EP4174-0002 jako přímá síťová alternativa typu drop-in. Oba moduly mají shodné profily XML popisu zařízení EtherCAT (ESI) a jsou plně zaměnitelné v konfiguraci správce systému TwinCAT bez nutnosti přeprogramování.
Úskalí aplikace a technické poznámky
Při kaskádovém vedení pomocného napětí (UP) a systémového napětí (US) dále k sousedním skříním EtherCAT musí technici sledovat celkový kumulativní proud. Napájecí konektory M8 jsou přísně omezeny na maximální trvalý proud 4 A. Překročení tohoto limitu způsobí vnitřní tepelné namáhání a oxidaci kontaktů. Pokud jsou připojeny akční členy s vysokým odběrem, například proporcionální elektromagnetické ventily, mělo by být pomocné napájení (UP) vyvedeno externě nebo odděleno pomocí specializovaných napájecích modulů.
Tipy pro uvedení do provozu a zapojení
Pro zajištění vysoké přesnosti poskytované 16bitovým DAC musí uživatelé pro analogová připojení M12 použít plně stíněné kroucené páry. Uzemnění krytu z tlakově litého zinku prostřednictvím integrovaných montážních úchytů přímo k rámu stroje s nízkou impedancí je zásadní pro odvádění vysokofrekvenčního průmyslového rušení. Pokud se očekává vysoké napětí v běžném režimu mezi polními akčními členy a řídicí jednotkou, poskytuje elektrická izolační bariéra 500 V bezpečnost, pro potlačení zvlnění analogového signálu je však nutné stínění.
Pokyny k instalaci
KRITICKÉ VAROVÁNÍ:
Před mechanickou instalací, montáží nebo připojením kabelů odpojte veškeré napájení systému (US a UP). Připojení kabelů za provozu k neuzemněným polním skříním může způsobit trvalé poškození citlivých interních čipů digitálně-analogových převodníků.
1
Skříň mechanicky upevněte pomocí dvou šroubů M3 procházejících integrovanými montážními otvory. Šasi přímo uzemněte k čisté kovové desce.
2
Připojte vedení rozhraní EtherCAT pomocí stíněných šroubovacích kabelů M8 ke konektoru „EtherCAT IN“ a dále ke konektoru „EtherCAT OUT“.
3
Připojte akční členy k výstupním konektorům M12 pomocí kvalitních stíněných kabelů, abyste zabránili rušení EMF.
4
Přiveďte napájecí napětí 24 V DC na napájecí konektor M8. Před spuštěním ověřte správný stav kontrolních LED.