Beschreibung
Als hochpräzise Sensorschnittstelle liefert der Beckhoff ELM3104-0000 4-kanalige analoge Strommessungen direkt an EtherCAT-fähige industrielle Steuerungsumgebungen. Diese Hochgeschwindigkeits-Messklemme arbeitet im Bereich von +/-20 mA mit einer außergewöhnlichen Auflösung von 24 Bit und erfüllt damit die hohen Anforderungen dynamischer Prozesse und hochpräziser Laborprüfstände. Das robuste Gehäuse aus Zinkdruckguss verfügt über fortschrittliche digitale Verarbeitungsfunktionen, darunter Oversampling mit bis zu 10 ksps pro Kanal, TrueRMS-Berechnungen und anpassbare digitale Filter zur Beseitigung hochfrequenter Feldstörungen.
Funktionen
- 4 simultane differentielle Strommesskanäle für Signale von +/-20 mA.
- Hochgeschwindigkeits-Delta-Sigma-A/D-Wandler mit Abtastraten von bis zu 100 Mikrosekunden (10 ksps) pro Kanal.
- Flexible Oversampling-Funktion (Faktor n = 1 bis 100) für die hochauflösende Erfassung von Signalverläufen.
- Integrierte Signalaufbereitungsfunktionen: TrueRMS-Berechnung, Integrierer/Differenzierer, PeakHold und nichtlineare Skalierung.
- Synchronisation über Precision Distributed Clocks (DC) mit einer Jitter-Genauigkeit von deutlich unter 1 Mikrosekunde.
- Robustes Gehäuse aus Zinkdruckguss für optimale Wärmeabgabe und hervorragenden mechanischen Schutz.
- Push-in-Service-Stecker für eine bequeme, werkzeuglose Verdrahtung vor Ort und einen schnellen Modulaustausch.
Anwendungen
- Hochgeschwindigkeits-Industrieprüfstände und Dynamometer.
- Schwingungsüberwachung und Systeme zur Überwachung der strukturellen Integrität.
- Präzise Überwachung von Stromschleifen in chemischen Prozessanlagen.
- Akustische Analyse und schnelle Aufzeichnung transienter Signale.
Technische Spezifikationen
| Parameter |
Spezifikation |
| Hersteller |
Beckhoff |
| Modellnummer |
ELM3104-0000 |
| Produkttyp |
EtherCAT-Messklemme |
| Anzahl der Kanäle |
4 (differenziell) |
| Signalbereich |
+/-20 mA |
| Auflösung |
24 Bit (einschließlich Vorzeichen) |
| Abtastrate |
Max. 100 Mikrosekunden / 10 ksps pro Kanal, simultan |
| Oversampling-Faktor |
n = 1 bis 100 wählbar |
| Interner Eingangswiderstand |
150 Ohm |
| Messfehler |
typ. < +/-100 ppm (+/-0,01 Prozent) bezogen auf den Endwert |
| Temperaturkoeffizient |
typ. < 10 ppm/K |
| E-bus-Stromaufnahme |
typ. 490 mA |
| Elektrische Isolation |
707 V DC Kanal/Bus, 707 V DC Kanal/SGND |
| Wärmeabgabe |
typ. 3 W |
| Anschlussquerschnitt |
Massiv-/Litzenleiter: 0,2 bis 1,5 mm2 (AWG 24 bis 14) |
| Gehäusematerial |
Zinkdruckguss |
| Abmessungen (B x H x T) |
30 mm x 100 mm x 95 mm |
| Betriebstemperatur |
-25 bis +60 °C |
| Versandgewicht |
2,0 kg |
Anschlüsse und Schnittstellen
| Klemme / Pin |
Funktions- / Schaltungszuordnung |
| Kanal 1 (Pin 1 / Pin 2) |
Stromeingang Ch1 (+) / Signalmasse Ch1 (-) |
| Kanal 2 (Pin 1 / Pin 2) |
Stromeingang Ch2 (+) / Signalmasse Ch2 (-) |
| Kanal 3 (Pin 1 / Pin 2) |
Stromeingang Ch3 (+) / Signalmasse Ch3 (-) |
| Kanal 4 (Pin 1 / Pin 2) |
Stromeingang Ch4 (+) / Signalmasse Ch4 (-) |
Alternative Modelle und Kompatibilität
Während Module der Standardserie EL3xxx die allgemeine Strommessung abdecken, erfordert das hochpräzise Messmodul ELM3104-0000 die Integration der TwinCAT-3-Runtime, um fortschrittliche Oversampling-Algorithmen und die Verarbeitung mit voller 24-Bit-Auflösung zu unterstützen. Dieses Modul ist vollständig abwärtskompatibel zu Standard-EtherCAT-Netzwerken, erfordert jedoch eine dedizierte Systembusauslegung, die seine typische E-Bus-Leistungsaufnahme von 490 mA bereitstellen kann.
Anwendungsfehler und technische Hinweise
Um die Genauigkeitsspezifikation von 100 ppm einzuhalten, müssen alle Stromschleifen abgeschirmte Twisted-Pair-(STP-)Kabel verwenden. Elektromagnetische Störungen in der Nähe leistungsstarker Frequenzumrichter können Rauschen induzieren und dadurch die effektive Bitzahl (ENOB) des Moduls verringern. Das Zinkdruckgussgehäuse muss auf einer gut geerdeten, oxidationsfreien 35-mm-Stahl-DIN-Schiene montiert werden, um bei voller Last von 3 W eine optimale Schirmführung und Wärmeableitung sicherzustellen.
Tipps zur Inbetriebnahme und Verdrahtung
Verwenden Sie die integrierten 2-poligen Push-in-Service-Stecker für Anwendungen mit starken Vibrationen. Diese Funktion ermöglicht einen schnellen Modulaustausch ohne das einzelne Herausziehen von Adern und minimiert dadurch Verdrahtungsfehler. Überprüfen Sie bei der Inbetriebnahme in TwinCAT, dass Distributed Clocks (DC) für die Klemme aktiviert sind, um historische Prozesseingänge über mehrere Knoten hinweg mit einer Präzision im Submikrosekundenbereich zu synchronisieren.
Installationsrichtlinien
KRITISCHER WARNHINWEIS: Schalten Sie vor der Montage oder Demontage der Klemme alle Stromverteilungsblöcke, Schaltschränke und Hilfsversorgungskreise spannungsfrei. Wird die Stromversorgung nicht getrennt, kann dies zu unerwarteten Schäden am Systembus, Stromschlägen oder einer kritischen Beeinträchtigung der internen Delta-Sigma-Analogschaltung führen.
1
Montieren Sie den ELM3104-0000 direkt auf einer sauberen, geerdeten 35-mm-DIN-Schiene (gemäß EN 60715).
2
Rasten Sie die Doppelnut- und Schlüsselverbindung an der Seite des Klemmenblocks ein, um ihn sicher in den benachbarten EtherCAT-Modulen zu befestigen.
3
Isolieren Sie die Adern des Analogsignals auf eine präzise Länge von 8 bis 9 mm ab. Führen Sie starre Leiter oder Litzen mit Aderendhülsen direkt in den Push-in-Klemmenstecker ein.
4
Schalten Sie das System ein und scannen Sie die EtherCAT-Netzwerktopologie im TwinCAT System Manager, um Filter und Abtastraten zu konfigurieren.