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Beckhoff EL4102 EtherCAT-Klemme, 2-Kanal-Analogausgangsmodul

SKU EL4102

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  • Hersteller: BECKHOFF

  • Produkt-Nr.: EL4102

  • Herkunftsland:Deutschland

  • Produkttyp: EtherCAT-Analogausgangsmodule

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  • Gewicht: 2000g

  • Abmessungen: 12 mm x 100 mm x 68 mm

  • Versandhafen: Xiamen

  • Garantie: 12 Monate

Der Beckhoff EL4102 ist ein leistungsstarkes zweikanaliges Analogausgangsklemmenmodul für die Integration in EtherCAT-basierte industrielle Automatisierungssysteme und erzeugt präzise analoge Steuersignale direkt aus dem Steuerungsnetzwerk. Dieses Modul wandelt digitale Werte der Steuerung mithilfe einer hochauflösenden 16-Bit-Digital-Analog-Wandlung in standardisierte Spannungssignale von 0 bis 10 V um.

Hauptmerkmale

  • Zweikanaliger Ausgang: Zwei unabhängige, unsymmetrische Analogausgänge für den Betrieb mit 0 bis 10 VDC.
  • Hohe Auflösung: Die 16-Bit-Digital-Analog-Wandlung (einschließlich Vorzeichen) gewährleistet eine präzise Spannungsregelung.
  • Distributed Clocks (DC): Integrierte Distributed-Clock-Funktionalität mit einer Synchronisationsgenauigkeit von weniger als 1 Mikrosekunde.
  • Galvanische Trennung: Bietet eine elektrische Trennung von 500 V zwischen der internen E-Bus-Schaltung und den Signalspannungsleitungen.
  • Parametrierbarer Watchdog: Konfigurierbares Verhalten des sicheren Zustands bei einer Unterbrechung der Kommunikation.

Anwendungen

  • Drehzahlregelung von Frequenzumrichtern (VFDs) und Servoreglern über Analogeingänge.
  • Positionierung von Proportionalventilen, Stellgliedern und Dämpfern in Prozessregelkreisen.
  • Anbindung an analoge Messgeräte, Signalaufbereiter und Prüfstandsysteme.
  • Integration in Hochgeschwindigkeitsmaschinen für Verpackung, Montage und Materialhandling.

Technische Spezifikationen

Parameter Spezifikation
Hersteller Beckhoff Automation
Modellnummer EL4102
Anzahl der Ausgänge 2
Signalspannungsbereich 0 bis 10 V
Auflösung 16 Bit (einschließlich Vorzeichen)
Ausgaberate Max. 15 kS/s
Ausgangsfehler < 0,1 % (bezogen auf den Endwert)
Lastimpedanz > 5 kOhm (kurzschlussfest)
Stromaufnahme (E-Bus) Typ. 210 mA
Elektrische Isolierung 500 V (E-Bus- / Signalspannung)
Distributed Clocks Ja, Genauigkeit < 1 Mikrosekunde
Anschlusstechnik 2-adrig, unsymmetrisch
Betriebstemperatur -25 bis +60 °C
Lagertemperatur -40 bis +85 °C
Relative Luftfeuchtigkeit 95 %, nicht kondensierend
Schutzart IP20
Ex-Kennzeichnung II 3 G Ex nA IIC T4 Gc
Abmessungen (B x H x T) 12 mm x 100 mm x 68 mm
Nettogewicht Ca. 60 g
Versandgewicht (berechnet) 2,0 kg

Anschlüsse und Schnittstellen

Klemmenpunkt Signalname Beschreibung
1 Ausgang 1 Analoger Ausgang 1 (+)
2 0 V Analoge Masse (Referenz für Ausgang 1)
3 Schirm Schirmanschluss (Ausgang 1)
5 Ausgang 2 Analoger Ausgang 2 (+)
6 0 V Analoge Masse (Referenz für Ausgang 2)
7 Schirm Schirmanschluss (Ausgang 2)

Erfahrungsbasierte technische Erkenntnisse

Alternative Modelle und Kompatibilität

EL4102 verfügt über standardmäßige Zugfederklemmenblöcke. Für Anwendungen, die steckbare Verdrahtungssätze für einen schnellen Austausch vor Ort erfordern, ist die Klemme ES4102 die direkte Alternative. Sie verwendet steckbare Anschlussblöcke und behält dabei identische elektrische und Firmware-Parameter bei.

Typische Anwendungsfehler und technische Hinweise

Die Analogausgänge sind unsymmetrisch und verwenden eine gemeinsame interne Masse-Referenz. Stellen Sie sicher, dass angeschlossene Feldgeräte (z. B. Frequenzumrichter oder Aktoren) keine Masseschleifen aufweisen, die Offsetfehler verursachen oder die Klemme beschädigen könnten. Der Lastwiderstand muss strikt größer als 5 kΩ sein; das Ansteuern von Lasten mit niedrigerer Impedanz löst den internen Kurzschlussschutz aus und lässt die Ausgangsspannung unter den vorgegebenen Wert abfallen.

Tipps zur Inbetriebnahme und Verdrahtung

Konfigurieren Sie bei der Einrichtung des Moduls in TwinCAT 2 oder TwinCAT 3 stets den Watchdog-Parameter, um im Fall eines Verlusts der EtherCAT-Kommunikation einen sicheren Ausgangszustand festzulegen (z. B. auf 0 V zwingen oder den letzten Wert halten). Um elektromagnetische Störungen (EMI) am hochauflösenden 16-Bit-Signal zu minimieren, verwenden Sie geschirmte verdrillte Zweidrahtleitungen (STP) und verbinden Sie den Schirm direkt mit den dafür vorgesehenen Schirmklemmen (Punkte 3 und 7) am Klemmenblock.

Installationsrichtlinien

WICHTIGER WARNHINWEIS

Schalten Sie vor der Montage, Verdrahtung oder Demontage der Klemme das gesamte System spannungsfrei, einschließlich der E-Bus-Stromversorgung und aller Feldstromkontakte. Eine unzureichende Trennung von der Stromversorgung kann zu dauerhaften Schäden am EtherCAT-Buskoppler oder an benachbarten I/O-Klemmen führen.

1

Montieren Sie die Klemme auf einer standardmäßigen 35-mm-DIN-Schiene (gemäß EN 60715), indem Sie den integrierten Verriegelungsmechanismus ausrichten und sie so weit schieben, bis der Doppelschlitz und die Schlüsselverbindung sicher mit der benachbarten Klemme verriegelt sind.

2

Entfernen Sie die Isolierung der Signalleitung auf einer Länge von 8 bis 9 mm. Führen Sie einen Schlitzschraubendreher in die Federbetätigungsöffnung ein, um die Klemme zu öffnen, stecken Sie den Leiter (massiv oder mehrdrähtig mit Aderendhülse, AWG 28 bis 14) ein und lassen Sie den Schraubendreher los, um die Leitung zu sichern.

3

Legen Sie Spannung am E-Bus an und überprüfen Sie die Status-LEDs an der Frontblende. Die Run-LED sollte grün leuchten und damit eine aktive EtherCAT-Kommunikation sowie die ordnungsgemäße Synchronisierung mit der Mastersteuerung anzeigen.

FAQ

Welcher Mindestlastwiderstand wird von den Ausgängen des EL4102 unterstützt?

Der Mindestlastwiderstand für jeden Analogausgangskanal beträgt 5 kOhm. Die Ausgänge sind kurzschlussfest, aber der Anschluss einer Last unterhalb dieses Schwellenwerts führt zu Spannungseinbrüchen und Messfehlern.

Benötigt der EL4102 für den Betrieb eine externe 24-VDC-Versorgung?

Nein, der EL4102 wird vollständig über den internen E-Bus der EtherCAT-Klemmenleiste versorgt und nimmt typischerweise 210 mA auf. Es werden keine externen Powerkontakte verwendet.

Wie muss die Abschirmung der analogen Ausgangssignale dieses Moduls ausgeführt werden?

Verwenden Sie geschirmte Twisted-Pair-Kabel für die 0-bis-10-V-Signale. Verbinden Sie die Kabelschirme direkt mit den Klemmen 3 (für Kanal 1) und 7 (für Kanal 2) am Klemmenblock, um elektromagnetische Störungen zu reduzieren.

Was ist der Unterschied zwischen EL4102 und ES4102?

Der EL4102 verwendet standardmäßige feste Zugfederklemmen, während der ES4102 steckbare Verdrahtungsanschlüsse für einen schnelleren Modulaustausch in wartungsintensiven Umgebungen bietet.

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