Beschreibung
Für den direkten Einsatz im Feld ohne Schaltschrank konzipiert, ermöglicht die Beckhoff ER3184-0002 EtherCAT Box die hochpräzise Verarbeitung von bis zu vier analogen Eingangssignalen unter rauen Umgebungsbedingungen. Das Modul ermöglicht die softwareseitig parametrierbare Auswahl zwischen Spannungs- (-10/0 bis +10 V) und Strommessungen (0/4 bis 20 mA) für jeden Kanal. In einem robusten Gehäuse aus Zinkdruckguss verarbeitet es Signale mit einer 16-Bit-Auflösung und kurzen Wandlungszeiten. Dank der Schutzart IP67 eignet es sich ideal für dezentralisierte Maschinen und Prozessregelkreise, die eine hohe Störfestigkeit erfordern.
Merkmale
- Vier Single-Ended-Analogeingänge, individuell konfigurierbar.
- 16-Bit-Analog-Digital-Auflösung (einschließlich Vorzeichen) für eine hohe Signaltreue.
- Robuste physische Kapselung gemäß IP65/66/67, sodass keine schützenden Feldgehäuse erforderlich sind.
- Hohe Wandlungsrate von etwa 100 Mikrosekunden pro Kanal.
- Unterstützung von Distributed Clocks (DC) für eine präzise Synchronisierung im gesamten EtherCAT-Netzwerk.
- Konfigurierbare Grenzfrequenz des Eingangsfilters bis zu 5 kHz.
- Standardisierte M12-Eingangsanschlüsse sowie zuverlässige M8-EtherCAT-Kommunikationsports.
Anwendungen
- Schaltschranklose Sensorkonsolidierung direkt an Maschinen in der Automobil- und Fertigungsmontage.
- Überwachung verteilter Prozessparameter, einschließlich Durchfluss-, Temperatur- und Drucktransmitter.
- Automatisierte Materialhandhabungs- und Fördersysteme in feuchten oder staubigen Verarbeitungsanlagen.
- Hochgeschwindigkeits-Parametererfassungssysteme mit verteilten, auf TwinCAT basierenden Clocks.
Tabelle der technischen Daten
| Parameter |
Spezifikation |
| Hersteller |
Beckhoff Automation |
| Modellnummer |
ER3184-0002 |
| Anzahl der Eingänge |
4 (Single-Ended) |
| Signalbereiche |
-10 bis +10 V | 0/4 bis 20 mA (pro Kanal parametrierbar) |
| Auflösung |
16 Bit (einschließlich Vorzeichen) |
| Wandlungszeit |
~ 100 Mikrosekunden |
| Innenwiderstand |
> 200 kOhm (Spannung) | typ. 85 Ohm + Diodenspannung (Strom) |
| Gleichtaktspannung (UCM) |
Max. 35 V |
| Messunsicherheit |
< ±0,3 % (bezogen auf den Endwert) |
| Distributed Clocks (DC) |
Unterstützt, hochpräzise Synchronisierung |
| Eingangsfilter |
Konfigurierbar, Grenzfrequenz 5 kHz |
| Nennversorgungsspannung |
24 V DC (-15 % / +20 %) |
| Stromaufnahme |
120 mA aus US |
| Elektrische Isolation |
500 V |
| Schutzart |
IP65 / IP66 / IP67 (entspricht EN 60529) |
| Betriebstemperatur |
0 bis 55 °C |
| Lagertemperatur |
-25 bis 85 °C |
| Gewicht |
Ca. 265 g |
| Normen und Zulassungen |
CE, UL |
Anschlüsse und Schnittstellen
| Steckverbinder / Pin |
Funktionszuordnung |
| M8-Busbuchsen (2 x geschirmt) |
EtherCAT IN / EtherCAT OUT |
| M12-Buchse, Pin 1 |
+24 V DC Sensorversorgung (abgeleitet von UP) |
| M12-Buchse, Pin 2 |
Analogeingang + (Spannung / Strom) |
| M12-Buchse, Pin 3 |
GND (Masse der Sensorversorgung) |
| M12-Buchse, Pin 4 |
Analogeingang − (Signalmasse) |
| M12-Buchse, Pin 5 |
Schirm / Funktionserde (FE) |
Erfahrungsbasierte technische Erkenntnisse
Alternative Modelle und Kompatibilität
Der ER3184-0002 dient als robuste, feldmontierte Alternative zur EtherCAT Box EP3184-0002 für den Schaltschrank. Beide Module weisen ein identisches elektronisches Verhalten und identische Parametrierungsregister über TwinCAT auf. Das Gehäuse des ER3184 besteht jedoch aus robustem Zinkdruckguss, während die Module der EP-Serie leichtere Kunststoffgehäuse verwenden. Die direkte Firmware-Kompatibilität ist ab TwinCAT 2.11 Build 2040 und in TwinCAT 3.x sowie nachfolgenden Versionen gewährleistet.
Typische Anwendungsfehler und technische Hinweise
Bei der Konfiguration der Kanäle für den Strommodus (0 bis 20 mA oder 4 bis 20 mA) führen die internen Eingangspfade über einen 85-Ohm-Shunt in Reihe mit einer Schutzdiode. Systementwickler müssen sicherstellen, dass der speisende Sensor über eine ausreichende Compliance-Spannung verfügt, um den Durchlassspannungsabfall der Diode bei Stromschleifen mit dem vollen Messbereich zu überwinden, insbesondere bei der Versorgung passiver, schleifengespeister Geräte.
Tipps zur Inbetriebnahme und Verdrahtung
Um die IP67-Abdichtung und die Schirmwirkung zu gewährleisten, müssen alle nicht verwendeten M12- und M8-Anschlüsse mit Original-Schutzkappen von Beckhoff verschlossen werden. Erden Sie das Zinkgehäuse direkt über ein dafür vorgesehenes Erdungsband mit niedriger Impedanz an der Maschinenbettung. Dadurch werden Erdschleifen verhindert und hochfrequente Störungen zuverlässig von den empfindlichen 16-Bit-A/D-Wandlern abgeleitet.
Installationsrichtlinien
WICHTIGER WARNHINWEIS: Schalten Sie alle primären Feldversorgungen (US und UP) spannungsfrei, bevor Sie die EtherCAT Box montieren oder anschließen. Potenzialunterschiede zwischen den physisch verbundenen Knoten können zur sofortigen Zerstörung der Logikschnittstelle oder zur Beschädigung der Sensoreingänge führen, wenn Verbindungen unter Spannung gesteckt werden.
1
Montieren Sie den ER3184-0002 mit zwei M3-Schrauben durch die integrierten Montagebohrungen auf einer ebenen Metallfläche, um eine robuste mechanische und thermische Verbindung herzustellen.
2
Schließen Sie die M8-EtherCAT-Kommunikationskabel (IN- und OUT-Anschlüsse) mit einem auf 0,4 Nm kalibrierten Drehmomentschlüssel an, um die Dichtheit gemäß Schutzart zu gewährleisten.
3
Schließen Sie die Kabel der Analogsensoren an die entsprechenden M12-Kanäle an. Stellen Sie sicher, dass die richtige Pinbelegung für die Anforderungen aktiver beziehungsweise passiver Stromschleifen angewendet wird.
4
Führen Sie 24 V DC an den M8-Versorgungseingang (US und UP). Öffnen Sie TwinCAT, scannen Sie den EtherCAT-Ring und konfigurieren Sie die CoE-Variablen (CAN over EtherCAT) entsprechend den Spannungs- oder Stromprofilen der Sensoren.