Beschreibung
Die Integration serieller Punkt-zu-Punkt-Verbindungen in ein EtherCAT-Netzwerk erfolgt effizient über das serielle Schnittstellenmodul Beckhoff EL6021, das einen leistungsfähigen Kommunikationspfad für RS422- und RS485-Geräte bereitstellt. Als Einkanal-Kommunikationsterminal ermöglicht dieses Gerät die direkte, galvanisch getrennte Anbindung serieller Geräte an die dezentrale Steuerungsarchitektur. Durch die Übertragung im Vollduplex- oder Halbduplex-Betrieb mittels symmetrischer Differenzsignalisierung gewährleistet es eine robuste Datenübertragung selbst in Umgebungen mit starker elektromagnetischer Störbeeinflussung. Das Gerät macht lokale Adresskonfigurationen vollständig überflüssig, da alle Funktionsvariablen und Protokollverhalten über das Master-SPS-System parametriert werden können.
Merkmale
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Flexible serielle Standards: Verfügt über eine per Software direkt konfigurierbare, wählbare RS422- oder RS485-Hardwareschnittstelle.
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Konfigurierbare Baudraten: Unterstützt mehrere Baudraten von 2400 bis 115.200 Baud für breite Kompatibilität.
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Robuste Pufferarchitektur: Der integrierte Empfangspuffer mit 864 Byte und Sendepuffer mit 128 Byte verhindert Datenverluste bei Verarbeitungsspitzen.
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Galvanische Trennung: Bietet eine elektrische Isolation von 500 V zwischen der internen E-Bus-Logik und den externen Signalleitungen.
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Federkraftklemmenanschluss: Nutzt federbetätigte Anschlusskontakte für zuverlässige, vibrationsbeständige Leiterverbindungen.
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Kompakte Bauform: Die Standardbreite von 12 mm optimiert den Montageplatz in hochverdichteten Schaltschränken.
Anwendungen
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Integration von Barcode- und RFID-Scannern: Echtzeit-Streaming serieller Daten von logistischer Scan-Hardware direkt an die SPS.
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Industrielle Wägesysteme: Anbindung von Digitalwaagen, Wägezellen und Wägeterminals über isoliertes RS485.
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Steuerung von Frequenzumrichtern und Servoantrieben: Punkt-zu-Punkt-Verteilung von RS485-Netzwerkbefehlen an Multi-Drop-Motorsteuerungen.
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Netzwerke für Umweltsensoren: Erfassung von Parametern aus entfernten Arrays von Klima-, Druck- und Temperaturtransmittern.
Technische Spezifikationen
| Hersteller |
Beckhoff |
| Modell-/Artikelnummer |
EL6021 |
| Schnittstellenstandard |
1 x RS422 / RS485 |
| Datenübertragungskanäle |
TxD und RxD, Vollduplex/Halbduplex |
| Datenübertragungsraten |
2400 bis 115.200 Baud (Standard: 9600 Baud, 8 Datenbits, keine Parität, 1 Stoppbit) |
| Leitungsimpedanz |
120 Ohm |
| Maximale Kabellänge |
Etwa 1000 m verdrilltes Adernpaar |
| Stromversorgungsquelle |
Über den E-Bus (keine externen Stromversorgungskontakte) |
| Stromaufnahme (E-Bus) |
Typischerweise 170 mA |
| Elektrische Isolation |
500 V (E-Bus-/Signalspannung) |
| Datenpuffer |
864 Byte Empfangspuffer, 128 Byte Sendepuffer |
| Gehäuseabmessungen (W x H x T) |
12 mm x 100 mm x 68 mm |
| Leiterquerschnitt (eindrähtig/mehrdrähtig) |
0,08 bis 2,5 mm2 (AWG 28 bis 14) |
| Leiterquerschnitt (mit Aderendhülse) |
0,14 bis 1,5 mm2 (AWG 26 bis 16) |
| Abisolierlänge |
8 bis 9 mm |
| Betriebstemperatur |
-25 bis +60 degC |
| Lagertemperatur |
-40 bis +85 degC |
| Relative Luftfeuchtigkeit |
95 Prozent, nicht kondensierend |
| Zulassungen und Kennzeichnungen |
CE, UL, ATEX, IECEx, cFMus |
| Gerätegewicht |
55 g |
| Ursprungsland |
Deutschland |
| Versandgewicht (berechnet) |
0,15 kg |
| Abmessungen der Verpackung (berechnet) |
150 mm x 120 mm x 45 mm |
Anschlüsse und Schnittstellen
| Klemmenpin |
RS422-Moduszuordnung |
RS485-Moduszuordnung |
| 1 |
RxD+ (Positive Empfangsdaten) |
RxD/TxD-B (Positive Daten) |
| 5 |
RxD- (Negative Empfangsdaten) |
RxD/TxD-A (Negative Daten) |
| 2 |
TxD+ (Positive Sendedaten) |
Nicht verwendet |
| 6 |
TxD- (Negative Sendedaten) |
Nicht verwendet |
| 3 |
GND (Signalmasse) |
GND (Signalmasse) |
| 7 |
Schirmung |
Schirmung |
| 4 / 8 |
Anschlusspunkte der Schirmung |
Anschlusspunkte der Schirmung |
Empirische technische Erkenntnisse
Alternative Modelle und Kompatibilität
Das Modul bietet eine identische Softwarezuordnung wie die Version ES6021. Während die EL6021 über integrierte Federzugklemmen verfügt, bietet die ES6021 steckbare Klemmenblöcke für einen beschleunigten physischen Austausch. Prüfen Sie beim Ersetzen älterer Revisionen dieses Moduls in TwinCAT die Kompatibilität der XML-Gerätebeschreibungs-Version, um eine korrekte Zuordnung der PDO-Struktur (Process Data Object) sicherzustellen.
Anwendungsprobleme und technische Hinweise
Um Datenverluste bei weitläufigen RS485-Schleifen zu verhindern, muss der interne 120-Ohm-Abschlusswiderstand an den physikalischen Endpunkten aktiviert sein. Ein häufiger Fehler in der Entwicklungstechnik besteht darin, die SPS-Zykluszeiten zu vernachlässigen. Wenn die SPS-Abtastrate deutlich niedriger ist als die Übertragungszeit des eingehenden seriellen Datenblocks, läuft der interne 864-Byte-Empfangspuffer über, wodurch Pufferfehler im Statuswort entstehen. Führen Sie Ihre seriellen Verarbeitungsaufgaben synchron zur Datenankunftsrate aus.
Tipps für Inbetriebnahme und Verdrahtung
Der Leitungsabschluss für dieses Modul wird ausschließlich per Software über den CoE-Verzeichnisindex (CAN over EtherCAT) 0x8000 konfiguriert. Stellen Sie sicher, dass das abgeschirmte RS485/RS422-Kabel direkt mit der Erdungsklemme der DIN-Schiene verbunden ist. Ungeschirmte serielle Leitungen, die parallel zu Kabeln von Frequenzumrichtern mit hohen Strömen verlaufen, können Kommunikationsausfälle oder beschädigte Prüfsummenregister verursachen.
Installationsrichtlinien
WICHTIGER WARNHINWEIS: Trennen Sie die primäre und die Hilfsstromversorgung, bevor Sie mit der Installation, dem Ausbau oder der Verdrahtung der Klemmen beginnen. Wird die gesamte Schalttafel nicht spannungsfrei geschaltet, kann dies zu schweren Stromschlägen, einer Beschädigung des Systembusses oder einer sofortigen Beschädigung des Logikmoduls führen.
1
Richten Sie das Modul neben vorhandenen EtherCAT-Klemmen auf einer standardmäßigen 35-mm-DIN-Schiene aus. Befestigen Sie es mithilfe des integrierten Doppelschlitzes und der Schlüsselverbindung.
2
Verriegeln Sie das Modul fest auf der Schiene, bis die orangefarbene Verriegelung sicher über den Schienenflansch einrastet.
3
Isolieren Sie den Leiter auf einer Länge von 8 bis 9 mm ab. Betätigen Sie die interne Federklemme, indem Sie einen Schlitzschraubendreher in den Entriegelungsschlitz der Klemme drücken.
4
Führen Sie den abisolierten Leiter in die runde Kabeleinführung ein, entfernen Sie den Schraubendreher, um den Leiter zu verriegeln, und prüfen Sie die mechanische Haltekraft der Klemme.