Beschreibung
Für die Erweiterung von EtherCAT-Netzwerktopologien über große Entfernungen ermöglicht der Beckhoff EK1521-0010 die direkte Kopplung von EtherCAT-Verteilern über leistungsstarke Glasfasermedien. Dieser EtherCAT-Glasfaserverteiler mit einem Anschluss wandelt eingehende Ethernet-Frames von standardmäßigen kupferbasierten E-Bus-Signalen in optische Signale um und bietet dadurch vollständige galvanische Trennung sowie vollständige Immunität gegenüber elektromagnetischen Störungen (EMI) in weitläufigen industriellen Netzwerken. Die standardmäßige optische SC-Duplex-Schnittstelle ermöglicht die nahtlose Verbindung mit nachgeschalteten optischen Knoten oder Kopplern und gewährleistet dabei eine präzise Synchronisierung und minimale Latenz in stark verteilten Steuerungssystemarchitekturen.
Merkmale
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Kommunikation über große Entfernungen: Unterstützt eine zuverlässige Datenübertragung über bis zu 20.000 Meter (20 km) zwischen aktiven EtherCAT-Stationen.
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Optimiert für Singlemode-Fasern: Entwickelt für standardmäßige Singlemode-Glasfasern mit 9/125 Mikrometern zur Sicherstellung einer geringen Dämpfung.
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Hoher Datendurchsatz: Liefert eine konstante bidirektionale Baudrate von 100 Mbit/s unter Verwendung des Protokolls der physikalischen Schicht 100BASE-FX.
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Extrem niedrige Latenz: Weiterleitungsverzögerung von ungefähr 1 Mikrosekunde zur Wahrung der hochpräzisen Distributed-Clock-Zeitsteuerung.
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Plug-and-Play-Integration: Keine Softwarekonfiguration oder manuelle Adressierung erforderlich; automatische Integration über standardmäßige TwinCAT-Konfigurationen.
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Versorgung über den E-Bus: Entfallen zusätzlicher Feldverdrahtungen, da die Betriebsspannung direkt über den Rückwandbus-E-Bus bezogen wird.
Anwendungen
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Windenergie- und Turbinensteuerung: Verbindung von Gondelsteuerungen mit dem Turmfuß über große vertikale Entfernungen.
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Abwasser- und Wasseraufbereitung: Verbindung geografisch voneinander getrennter Pumpstationen mit zentralen SPS-Leitwarten.
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Explosionsgefährdete Bereiche (ATEX-Zone 2): Sichere Installation in explosionsfähigen Atmosphären, in denen die Isolierung elektrischer Funken entscheidend ist.
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Hochspannungsumspannwerke: Beseitigung von Erdschleifenströmen und elektrischen Störungen in Umgebungen mit hoher Stromerzeugung.
Technische Spezifikationen
| Parameter |
Spezifikationswert |
| Hersteller |
Beckhoff Automation |
| Modellnummer |
EK1521-0010 |
| Produkttyp |
EtherCAT-Glasfaserverteiler mit 1 Anschluss |
| Datenübertragungsmedium |
Singlemode-Glasfaser (SM) (9/125 Mikrometer) |
| Maximale Stationsentfernung |
20.000 m (20 km) über 100BASE-FX |
| Busschnittstelle |
1 x SC-Duplex-Glasfaseranschluss |
| Datenübertragungsrate |
100 Mbit/s |
| Protokollunterstützung |
EtherCAT |
| Stromversorgungsquelle |
E-Bus (Rückwandbusverbindung) |
| Stromaufnahme des E-Bus |
Typischerweise 350 mA |
| Interne Weiterleitungsverzögerung |
Ungefähr 1 Mikrosekunde |
| Abmessungen (W x H x T) |
24 mm x 100 mm x 52 mm |
| Gehäusematerial |
Polycarbonat |
| Schutzart |
IP20 |
| Betriebstemperaturbereich |
-25 bis +60 °C |
| Lagertemperaturbereich |
-40 bis +85 °C |
| Relative Luftfeuchtigkeit |
95 %, nicht kondensierend |
| Zulassungen & Kennzeichnungen |
CE, UL, ATEX (II 3 G Ex nA IIC T4 Gc) |
| Nettogewicht |
65 g |
| Versandgewicht (berechnet) |
2,0 kg (mit industrieller Schutzverpackung) |
| Herkunftsland |
Deutschland |
Anschlüsse und Schnittstellen
| Portreferenz |
Verbindungstyp |
Funktion / Kabelkompatibilität |
| Optischer Port |
SC-Duplex-Stecker |
Überträgt und empfängt optische Datenrahmen über Singlemode-Glasfaserkabel mit 9/125 Mikrometer. |
| Backplane-Schnittstelle |
E-Bus-Messerkontakte |
Direkte Verbindung mit benachbarten Beckhoff-EtherCAT-Terminals zur Stromaufnahme und logischen Kommunikation. |
Erfahrungsbasierte technische Erkenntnisse
Alternative Modelle und Kompatibilität: Es ist entscheidend, den EK1521-0010 vom Standardmodell EK1521 zu unterscheiden. Der EK1521 ist ausschließlich für Multimode-Fasern (50/125 oder 62,5/125 Mikrometer) optimiert und hat eine Übertragungsreichweite von 2 km. Der EK1521-0010 ist dagegen für Singlemode-Fasern (9/125 Mikrometer) ausgelegt und überbrückt Entfernungen von bis zu 20 km. Ein EK1521 und ein EK1521-0010 können nicht direkt über dieselbe optische Faser miteinander verbunden werden; der Unterschied in den Faserkerndurchmessern führt zu einer starken optischen Dämpfung und einem sofortigen Kommunikationsausfall.
Anwendungsfehler und technische Hinweise: Beachten Sie stets den vom Hersteller der Glasfaser angegebenen Mindestbiegeradius. Enge Biegungen im Verdrahtungskanal innerhalb des Schaltschranks können Mikrobiegungsverluste verursachen, die zu unerklärlichen Paketverlusten und CRC-Fehlern in TwinCAT führen. Achten Sie außerdem bei Anwendungen mit starken Vibrationen darauf, dass die benachbarten Terminals mithilfe der integrierten Doppel-Nut-und-Feder-Verbindung ordnungsgemäß miteinander verriegelt sind, um intermittierende E-Bus-Kontakte zu verhindern.
Tipps zur Inbetriebnahme und Verdrahtung: Nicht verwendete SC-Duplex-Ports müssen jederzeit mit ihren schützenden Staubkappen verschlossen bleiben. Mikroskopisch kleine Staubpartikel an der Laserschnittstelle des Transceivers beeinträchtigen die optische Leistung. Überwachen Sie während der Inbetriebnahme im TwinCAT System Manager die Attribute „Link Quality“ oder „Rx Power“ im Diagnoseregister des Terminals, um die Qualität des optischen Signals vor dem vollständigen Produktionsstart schnell zu überprüfen.
Installationsrichtlinien
WICHTIGER WARNHINWEIS: Vor der Montage, Demontage oder Verdrahtung eines EtherCAT-Terminals alle Stromversorgungen spannungsfrei schalten (sowohl die Hauptsystemversorgung als auch die lokalen Feldpotentialverteiler). Andernfalls können Schäden am Backplane-E-Bus entstehen oder unerwartete Prozessabschaltungen in benachbarten I/O-Modulen ausgelöst werden.
1
Den EK1521-0010 an einer standardmäßigen 35-mm-DIN-Schiene gemäß EN 60715 ausrichten und fest drücken, bis der hintere Verriegelungsmechanismus sicher einrastet.
2
Das Terminal seitlich verschieben, um sicherzustellen, dass die integrierte Doppel-Nut-und-Feder-Verbindung an der Gehäuseseite perfekt mit dem vorherigen EtherCAT-Terminal ineinandergreift.
3
Die schützende Staubkappe vom SC-Duplex-Optikport entfernen und das Singlemode-Glasfaser-Patchkabel 9/125 Mikrometer einführen, bis die Verriegelungslasche des Steckers einrastet.
4
E-Bus-Betriebsspannung anlegen und überprüfen, ob die grünen Link-/Aktivitäts-LEDs aufleuchten, was auf eine aktive Aushandlung von Netzwerkrahmen hinweist.