Beschreibung
Für den direkten Einsatz in rauen Umgebungen vor Ort konzipiert, ermöglicht die Beckhoff EPP5151-0002-Schnittstellenbox die Hochgeschwindigkeitserfassung differentieller RS422- und Single-Ended-Inkrementalgebersignale über EtherCAT P. Durch die Integration von Daten und Stromversorgung in eine einzige, spezielle, P-codierte M8-Verbindung reduziert dieses Modul den Verkabelungsaufwand und bietet gleichzeitig Schutz gemäß IP67 vor Feuchtigkeit, Staub und mechanischer Belastung. Das Gerät verfügt über einen 32-/16-Bit-Binärzähler, eine integrierte Latch-Funktion und eine Synchronisierung im Mikrosekundenbereich über Distributed Clocks und eignet sich damit für die präzise Positionsverfolgung und Geschwindigkeitsmessung in dezentralen Automatisierungstopologien.
Funktionen
-
Automatisierung über ein einziges Kabel: Die EtherCAT-P-Technologie kombiniert System-/Sensorspannung (Us) und Peripheriespannung (Up) über eine einzige M8-Übertragungsleitung.
-
Hochfrequenzerfassung: Unterstützt Grenzfrequenzen von bis zu 4 Millionen Inkrementen pro Sekunde (bei 4-facher Quadraturauswertung, entsprechend einer Eingangsfrequenz von 1 MHz).
-
Flexible Signaleingänge: Unterstützt sowohl differentielle RS422-Signale als auch Single-Ended-Eingänge.
-
Robustes Design: Das Gehäuse aus Polyamid (PA6) bietet eine hohe Vibrations- und Stoßfestigkeit sowie Schutz gemäß IP65/66/67.
-
Distributed Clocks: Verbessert die Systemsynchronisation, indem Eingangserfassungen im gesamten EtherCAT-Netzwerk mit einer Präzision im Submikrosekundenbereich ausgerichtet werden.
Anwendungen
- Dezentrale Fördersysteme, die eine Echtzeitverfolgung von Bandgeschwindigkeiten und Verpackungszuführungen erfordern.
- Maschinen für den Umschlag und die Logistik schwerer Materialien in stark verschmutzten oder vibrationsreichen Bereichen.
- Anbindung von Drehgebern für Windkraftanlagen, Kräne und Maschinen im Außenbereich ohne geschützte Anschlusskästen.
- Portalpositionierungs- und Werkzeugausrichtungssysteme auf TwinCAT-Plattformen.
Technische Daten
| Parameter |
Spezifikation |
| Hersteller |
Beckhoff |
| Modell-/Artikelnummer |
EPP5151-0002 |
| Busschnittstelle |
2 x M8-Buchse, geschirmt, Schraubausführung, P-codiert (EtherCAT P) |
| Encoder-Schnittstelle |
M12, Schraubausführung, 8-polig |
| Encodertyp |
Inkremental, differentiell (RS422), Single-Ended-Konfiguration unterstützt |
| Anzahl der Kanäle |
1 |
| Zählertiefe |
16-Bit- oder 32-Bit-Binär |
| Grenzfrequenz |
4 MHz (bei 4-facher Auswertung); 1 MHz Eingang |
| Nennsystemspannung |
24 V DC (-15 % / +20 %) |
| Betriebsspannung des Encoders |
24 V DC, max. 0,5 A (intern aus der Us-Versorgung abgeleitet) |
| Stromaufnahme aus Us |
Typischerweise 100 mA |
| Elektrische Isolation |
500 V RMS |
| Betriebstemperaturbereich |
0 bis 55 °C |
| Lagertemperaturbereich |
-25 bis 85 °C |
| IP-Schutzart |
IP65 / IP66 / IP67 (entspricht EN 60529) |
| Gehäusematerial |
Polyamid PA6 |
| Abmessungen (B x H x T) |
30 mm x 126 mm x 26,5 mm |
| Nettogewicht |
Ca. 165 g |
| Versandgewicht (berechnet) |
0,35 kg |
Anschlüsse und Schnittstellen
| M12-Encoder-Pin |
Signalzuordnung |
Funktionsdetail |
| Pin 1 |
Channel A+ |
Incremental Encoder Input A (Differential) |
| Pin 2 |
Channel B+ |
Kanal A+ |
| Inkrementalencoder-Eingang A (differenziell) |
Kanal B+ |
Inkrementalencoder-Eingang B (differenziell) |
| Kanal C+ |
Eingang für die Speicherung des Encoder-Nullimpulses (differenziell) |
Gate-/Statuseingang |
| Aktiviert/deaktiviert den Zähler über einen Hardwareeingang |
+24 V DC (Us) |
Versorgungsausgang für Sensor/Encoder (max. 0,5 A) |
| Pin 6 |
GND (Us) |
Bezugspotenzial für die Encoderversorgung |
| Pin 7 |
Schirm / FE |
Funktionserde-/Kabelschirmanschluss |
| Pin 8 |
Hilfseingang |
Konfigurierbarer Binäreingang |
Erfahrungsbasierte technische Erkenntnisse
Alternative Modelle und Kompatibilität
Das EPP5151-0002 gehört ausschließlich zur EtherCAT-P-Produktfamilie. Es ist elektrisch nicht mit Standard-EtherCAT-Kopplern und -Hubs (EP5151-0002) kompatibel, sofern kein EPP9022-0022-Koppler für Linientopologien oder keine EtherCAT-zu-EtherCAT-P-Verbindung vorgeschaltet ist. Stellen Sie sicher, dass Ihre Konfiguration über einen geeigneten P-codierten Masteranschluss (z. B. EL9822 oder EK1322) verfügt, der eine stabile Systemversorgung (Us) und Peripherieversorgung (Up) bereitstellen kann.
Anwendungsfehler und technische Hinweise
Bei der Verwendung von Hochgeschwindigkeits-Encodern über große Kabellängen (mehr als 10 Meter) mit unsymmetrischer Signalübertragung kann die Leitungskapazität die Signalintegrität bei hohen Impulsraten beeinträchtigen. Unter diesen Bedingungen muss der differentielle RS422-Modus gewählt werden, um die Zählgenauigkeit sicherzustellen und sporadische Impulsausfälle durch Gleichtaktstörungen zu verhindern. Stellen Sie sicher, dass der Gesamtlaststrom von Us den integrierten Strombegrenzungswert von 0,5 A nicht überschreitet, um Systemabschaltungen zu vermeiden.
Tipps zur Inbetriebnahme und Verdrahtung
Konfigurieren Sie die Schirmung am M12-Stecker stets korrekt. Verlassen Sie sich für die Erdverbindung nicht ausschließlich auf die Gewindemontage des EPP-Gehäuses. Führen Sie stattdessen ein Erdungskabel mit niedriger Impedanz direkt von einer der 3,5-mm-Befestigungsbohrungen des Moduls zur gemeinsamen Funktionserde-Klemme (FE) der Maschine. Verwenden Sie TwinCAT 3, um im Konfigurationsmodus einen „Scan“ durchzuführen und die XML-Beschreibung sofort zu laden. Passen Sie anschließend Parameter 8000 (CoE-Einstellungen) an, um je nach Anwendungsanforderungen den 16-Bit- oder 32-Bit-Zählermodus auszuwählen.
Installationsrichtlinien
KRITISCHER WARNHINWEIS
Trennen Sie alle Stromquellen, die die EtherCAT-P-Busleitung versorgen, bevor Sie das EPP5151-0002-Modul hinzufügen oder entfernen. Heißes Stecken im laufenden Betrieb an M8-P-codierten Schnittstellen unter hohen kapazitiven Lasten kann interne Kontaktlichtbögen verursachen und die vergoldeten Pins der Schnittstelle beschädigen.
1
Befestigen Sie den EPP5151-0002 sicher auf einer starren, sauberen Oberfläche. Verwenden Sie dazu zwei M3-Schrauben durch die Befestigungsbohrungen mit 3,5 mm Durchmesser im Polyamidgehäuse.
2
Verbinden Sie das ankommende EtherCAT-P-M8-Kabel (P-codiert, typischerweise grün markiert) mit dem Anschluss „IN“. Achten Sie darauf, dass die Verriegelungshülse handfest festgeschraubt ist, damit die IP67-Dichtung erhalten bleibt.
3
Schließen Sie den M12-Encoderstecker an den dafür vorgesehenen Sensoranschluss an. Ziehen Sie den Metallring nicht zu fest an (das Nenndrehmoment darf 0,6 Nm nicht überschreiten).
4
Sorgen Sie dafür, dass alle nicht verwendeten Anschlüsse mit wasserdichten Blindkappen geschützt sind, um das Eindringen von Staub und Wasser zu verhindern.