BECKHOFF EL1904 EtherCAT-TwinSAFE-Digitaleingangsklemme

Produktübersicht

Das EL1904 (EL1904) ist ein spezialisiertes EtherCAT-Terminal, das für die funktionale Sicherheit innerhalb des Beckhoff-TwinSAFE-Ökosystems entwickelt wurde. Dieses digitale 4-Kanal-Eingangsterminal ermöglicht den direkten Anschluss sicherheitsrelevanter Sensoren wie Not-Halt-Tastern, Lichtvorhängen und Sicherheitsschaltern an das EtherCAT-I/O-System. Mit einem Betrieb bei 24 VDC erfüllt das EL1904 durch die Verwendung des Protokolls Safety over EtherCAT (FSoE) strengste Sicherheitsanforderungen und ermöglicht die nahtlose Integration von Sicherheits- und Standardautomatisierungsdaten über dasselbe Netzwerk. Durch die Dezentralisierung der Sicherheitslogik und die Überwachung mit hoher Kanaldichte in einem kompakten 12-mm-Gehäuse ist dieses Modul entscheidend für die Reduzierung des Verdrahtungsaufwands in komplexen Fertigungszellen, Kraftwerken und automatisierten Montagelinien und gewährleistet dabei Schutz gemäß SIL 3/Kategorie 4.

Technische Konfiguration (Detailanalyse)

Die Architektur des EL1904 basiert auf dem TwinSAFE-Protokoll, das durch die Verarbeitung der Signale nach dem Diversitätsprinzip die Datenintegrität gewährleistet.

• TwinSAFE-/FSoE-Protokoll: Das Terminal kommuniziert über das Protokoll Safety over EtherCAT, bei dem sicherheitsrelevante Daten in Standard-EtherCAT-Telegrammen gekapselt werden. Dieser „Black-Channel“-Ansatz ermöglicht die Sicherheitskommunikation über beliebige Standardnetzwerkmedien, ohne die Sicherheitsfunktion zu beeinträchtigen.

• Integration der Sicherheitslogik: Jeder der vier Kanäle verfügt über einen parametrierbaren Eingangsfilter. Das Modul führt eine interne Plausibilitätsprüfung der Eingangssignale und der FSoE-Kommunikation durch. Wird ein Fehler erkannt (z. B. eine Kommunikationszeitüberschreitung oder ein interner Hardwarefehler), wechselt das Terminal innerhalb der definierten Fehlerreaktionszeit in einen „sicheren Zustand“, der typischerweise durch die Einstellungen des Watchdog-Timers bestimmt wird.

• Flexible Verdrahtung: Durch die Unterstützung von 1- und 2-Draht-Anschlusstechnologien bietet das Terminal Flexibilität für verschiedene Sensortypen. Das Zugfederklemmsystem ermöglicht die schnelle Verdrahtung von starren oder flexiblen Leitern und gewährleistet vibrationssichere Verbindungen in rauen Industrieumgebungen.

Technische Daten

Technische FAQs

• Was ist die „Watchdog-Zeit“ und wie beeinflusst sie die Fehlerreaktion?

  Die Watchdog-Zeit ist ein parametrierbares sicherheitsgerichtetes Zeitfenster. Empfängt das EL1904 innerhalb dieses Zeitraums kein gültiges FSoE-Telegramm, löst es automatisch eine Fehlerreaktion aus und wechselt in einen sicheren Zustand. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Kommunikationsverlust mit derselben Priorität behandelt wird wie die physische Betätigung eines Not-Halt-Tasters.

• Kann das EL1904 ohne ein TwinSAFE-Logic-Terminal verwendet werden?

  Nein. Das EL1904 fungiert als sicherheitsgerichtetes „Alias“-Gerät. Es benötigt ein TwinSAFE-Logic-Terminal (z. B. ein EL6910 oder eine integrierte Sicherheits-SPS), um die Sicherheitssignale zu verarbeiten und die programmierte Sicherheitslogik auszuführen.

• Wie hoch ist die maximale Strombelastung der Powerkontakte?

  Das EL1904 ist für eine maximale Strombelastung von 10 A über die Powerkontakte ausgelegt. Es ist wichtig, die Gesamtstromaufnahme aller nachgeschalteten Klemmen im Segment zu berechnen, um sicherzustellen, dass dieser Grenzwert nicht überschritten wird.

Leitfaden für Engineering und Installation

• Anschluss mit Federklemmen: Für optimale Zuverlässigkeit sind die Leiter exakt 8–9 mm abzuisolieren. Bei Verwendung flexibler Litzen wird der Einsatz von Aderendhülsen (0,14 bis 1,5 mm²) empfohlen, um ein Aufspleißen und mögliche Kurzschlüsse zwischen den Anschlusspunkten mit hoher Packungsdichte zu verhindern.

• Horizontales Wärmemanagement: Das EL1904 ist für die horizontale Installation auf einer 35-mm-DIN-Schiene ausgelegt. Stellen Sie sicher, dass die Doppelsteckverbindung und die Kodierverbindung fest mit den benachbarten Klemmen verbunden sind, um die Integrität des E-Busses und der Powerkontakte zu gewährleisten. Achten Sie oberhalb und unterhalb der Klemmenreihe auf ausreichenden Abstand zur Kühlung durch natürliche Konvektion.

• Schirmung für die Sicherheitsintegrität: Um Fehlauslösungen durch elektromagnetische Störungen zu vermeiden, müssen alle Kabel der Sicherheitssensoren ordnungsgemäß von Hochspannungsleitungen zu Motoren getrennt verlegt werden. Bei langen Kabelstrecken sind geschirmte Kabel zu verwenden, deren Schirm am Eintrittspunkt in den Schaltschrank geerdet wird.

Vorteile für das Engineering

Das EL1904 zeichnet sich durch seine hohe Zuverlässigkeit in Umgebungen mit starken Vibrationen aus, die durch das robuste Polycarbonatgehäuse und die federbetätigte Verdrahtung unterstützt wird. Sein wesentlicher Vorteil liegt in der „Sicherheit am Einsatzort“: Durch die Platzierung der Sicherheitseingänge direkt im EtherCAT-Segment entfällt für Ingenieure die Notwendigkeit einer langen und kostspieligen Sternverdrahtung zu einem zentralen Sicherheitsrelais. Diese Modularität ermöglicht eine schnelle Erweiterung der Maschine: Das Hinzufügen einer weiteren Sicherheitszone ist so einfach wie das Aufrasten eines EL1904 auf die DIN-Schiene und die Aktualisierung der TwinSAFE-Logikkonfiguration.