Beschreibung
Der Beckhoff EK9160 wurde entwickelt, um standardmäßige physische I/O-Systeme mit cloudbasierten Architekturen zu verbinden, und überträgt Daten von digitalen und analogen EtherCAT-Klemmen direkt an IoT-Plattformen. Dieser kompakte Buskoppler implementiert native industrielle Protokolle wie MQTT und OPC UA und macht einen zwischengeschalteten Controller oder Steuerungs-PC vollständig überflüssig. Die Konfiguration erfolgt vollständig über einen integrierten Webserver und ermöglicht eine schnelle, benutzerfreundliche Einrichtung der Zuordnung von Felddaten zu Cloud-Endpunkten. Ein dedizierter MicroSD-Kartensteckplatz (mit einer 512-MB-Karte bestückt) ermöglicht die lokale Pufferung und Speicherung und sichert wichtige Systemtelemetriedaten bei aktiven Netzwerkunterbrechungen.
Hauptmerkmale
- Direkte Integration standardmäßiger digitaler und analoger EtherCAT-Klemmen in Cloud-Infrastrukturen von Unternehmen.
- Unterstützt die nativen industriellen Kommunikationsprotokolle MQTT und OPC UA.
- Integrierter Webserver für schnelle browserbasierte Konfiguration und Diagnosevisualisierung.
- Zwei geschaltete RJ45-Anschlüsse ermöglichen flexible Topologien für industrielle Ethernet-Linien.
- Integrierter erweiterbarer MicroSD-Speichersteckplatz für lokale Datenprotokollierung und Sicherung.
- Robuste elektrische Isolation zur Trennung von Leistungskontakten, Versorgungsspannungen und Netzwerkanschlüssen.
Zielanwendungen
- Architekturen für das industrielle IoT (IIoT) und Analysen in Smart Factories.
- Verteilte SCADA-Systeme und cloudverbundene Einheiten zur Ferntelemetrie (RTUs).
- Installationen zur Energieüberwachung, Protokollierung und vorausschauenden Wartung.
- Nachrüstungen, die eine direkte Cloud-Integration erfordern, ohne bestehende Regelkreise zu beeinträchtigen.
Technische Daten
| Hersteller |
Beckhoff |
| Modellnummer |
EK9160 |
| Systemprotokoll |
MQTT, OPC UA |
| Datenübertragungsrate |
100 Mbit/s |
| Busschnittstelle |
2 x RJ45 (geschaltet) |
| Versorgungsspannung |
24 V DC (-15 % / +20 %) |
| Eingangsstrom |
150 mA + (Gesamtstrom des E-Bus)/4 |
| E-Bus-Stromversorgung |
2000 mA |
| Max. Leistungskontakte |
24 V DC / maximal 10 A |
| Elektrische Isolation |
500 V (Leistungskontakt / Versorgungsspannung / Ethernet) |
| Flash-Speicher |
MicroSD-Steckplatz (512-MB-Karte enthalten, erweiterbar) |
| Betriebstemperatur |
-25 bis +60 °C |
| Lagertemperatur |
-40 bis +85 °C |
| Relative Luftfeuchtigkeit |
95 %, nicht kondensierend |
| IP-Schutzart |
IP20 |
| Gehäusematerial |
Polycarbonat (kompaktes Gehäuse mit Status-LEDs) |
| Montageformat |
35-mm-DIN-Schiene (EN 60715) mit Verriegelung |
| Zertifizierungen |
CE, UL |
| Abmessungen |
71 mm x 100 mm x 73 mm (B x H x T) |
| Versandgewicht |
5,0 kg (ungefähres Versandgewicht) |
Verdrahtungsspezifikationen
| Leitertyp |
Querschnittsbereich |
AWG-Kompatibilität |
| Massivdraht (s) |
0,08 bis 2,5 mm² |
AWG 28 bis 14 |
| Feindrähtige Leitung (st) |
0,08 bis 2,5 mm² |
AWG 28 bis 14 |
| Flexibel mit Aderendhülse (f) |
0,14 bis 1,5 mm² |
AWG 26 bis 16 |
| Abisolierlänge |
8 bis 9 mm |
Erkenntnisse aus der empirischen Entwicklung
Alternative Modelle und Kompatibilität: Der EK9160 übernimmt im Vergleich zu standardmäßigen EtherCAT-Kopplern wie dem EK1100 eine eigenständige, spezifische Rolle. Während standardmäßige Koppler Daten an eine zentrale SPS-Mastersteuerung zurückführen, übersetzt der EK9160 EtherCAT-Busklemmenstrukturen direkt in IoT-Standardprotokolle (MQTT / OPC UA). Er ist vollständig mit digitalen und analogen Klemmen der Standardserien EL und ES kompatibel, erfordert jedoch besondere Beachtung des maximalen E-Bus-Strombudgets von 2000 mA. Wenn die Gesamtstromaufnahme der Module 2000 mA überschreitet, müssen zusätzliche Einspeiseklemmen (z. B. EL9400 oder EL9410) in regelmäßigen Abständen eingefügt werden, um Kommunikationsinstabilität zu vermeiden.
Anwendungsfehler und technische Hinweise: Da Daten über eine standardmäßige IT-Infrastruktur direkt an externe oder cloudbasierte Broker übertragen werden, muss die Netzwerklatenz in der Anwendungslogik berücksichtigt werden. Verwenden Sie den EK9160 nicht für schnelle deterministische Regelkreise mit geschlossenem Regelkreis oder sicherheitskritische Prozesse. Stellen Sie sicher, dass der integrierte Webserver durch eine industrielle Firewall geschützt ist, und vermeiden Sie es, den Konfigurationsport direkt dem WAN auszusetzen.
Tipps zur Inbetriebnahme und Verdrahtung: Stellen Sie sicher, dass für die Verbindungen standardmäßige industrielle STP-Kabel (Shielded Twisted Pair) der Kategorie Cat5e oder Cat6 verwendet werden, um elektromagnetische Störungen durch umliegende Antriebssysteme zu vermeiden. Eindrähtige Leitungen benötigen kein Werkzeug und können direkt in die Federklemme eingeführt werden; mehrdrähtige Leitungen erfordern dagegen eine aktive Federentriegelung mit einem geeigneten Schraubendreher. Überschreiten Sie nicht den maximalen Strom von 10 A über die Stromversorgungskontakte der DIN-Baugruppe.
Installationsrichtlinien
WICHTIGER WARNHINWEIS: Schalten Sie vor der Montage, Verdrahtung oder dem Austausch des Buskopplers bzw. der zugehörigen Klemmen alle primären 24-V-DC-Stromversorgungen spannungsfrei und überprüfen Sie den vollständigen energiefreien Zustand. Elektrische Entladung oder ein Austausch unter Spannung kann den empfindlichen internen ASIC der E-Bus-Kommunikationsleitung dauerhaft beschädigen.
1
Montage auf der DIN-Schiene: Positionieren Sie den Buskoppler auf einer standardmäßigen 35-mm-DIN-Schiene (EN 60715) und verriegeln Sie ihn mithilfe des integrierten Sicherungsmechanismus. Halten Sie oberhalb und unterhalb der Baugruppe einen Mindestabstand von 50 mm zur konvektiven Kühlung ein.
2
Klemmenmontage: Schieben Sie die digitalen und analogen EtherCAT-Klemmen mithilfe der doppelten Nut-und-Feder-Konstruktion nebeneinander auf, bis sie einrasten. Überprüfen Sie die durchgängige E-Bus-Verbindung.
3
Stromversorgung: Verdrahten Sie die 24-V-DC-Systemversorgung mit ein- oder mehrdrähtigen Leitungen (bei einer korrekten Abisolierlänge von 8 bis 9 mm) an den Federkraft-Stromversorgungskontakten. Die maximale Strombelastung von 10 A über die Stromversorgungskontakte muss unbedingt eingehalten werden.
4
Netzwerkverbindung: Schließen Sie die industriellen RJ45-Ethernetkabel an die integrierten Switch-Ports an. Schalten Sie das System ein und konfigurieren Sie Netzwerk- und Protokollzuordnungen über das webbasierte Konfigurationstool.