Beschreibung
Die direkte Bereitstellung analoger Steuersignale im Feld ermöglicht die Beckhoff ER4174-0002 EtherCAT-Box. Sie verarbeitet hochpräzise Ausgangssignale, ohne dass ein Schaltschrank erforderlich ist. Dieses Modul mit Schutzart IP67 verfügt über 4 Analogausgänge, die individuell parametrierbar sind. Jeder Kanal lässt sich so konfigurieren, dass er entweder -10 bis +10 V Spannungssignale oder 0/4 bis 20 mA Stromschleifen ausgibt. Das Gerät arbeitet mit einer 16-Bit-Auflösung und ermöglicht eine schnelle, rauscharme Wandlung direkt an der Maschine. Über Feldschnittstellen auf M12-Basis versorgt es Aktoren mit störungsarmen Signalen.
Merkmale
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Parametrierbare Ausgabemodi: Individuelle Softwarekonfiguration pro Kanal für den Betrieb mit Spannung (-10 V bis +10 V) oder Stromschleife (0 bis 20 mA, 4 bis 20 mA).
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Industrieller Umweltschutz: Vollständig gekapseltes Gehäuse aus Zinkdruckguss, ausgelegt für die direkte Feldmontage in Umgebungen der Schutzarten IP65, IP66 und IP67.
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Ultraschnelle Wandlung: Wandlungszeiten von etwa 40 Mikrosekunden gewährleisten eine hohe Kompatibilität mit den Anforderungen von Echtzeit-Bewegungssteuerungsregelkreisen.
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Lokale Aktorversorgung: Die Versorgungsspannung der angeschlossenen Aktoren wird direkt über die Hilfsspannungsleitung (UP) bezogen, was die Verkabelung vereinfacht.
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Direkte EtherCAT-Schnittstelle: Direkte Verarbeitung des EtherCAT-Protokolls mit nahtloser Integration über die TwinCAT-Software.
Anwendungen
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Dezentrale Steuerung von Ventilen und Aktoren: Direkte Regelung von Proportionalventilen, Drehzahlreglern und Frequenzumrichtern an Maschinenrahmen.
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Robotik und End-of-Arm-Werkzeuge: Leichte, direkt montierbare Analogsteuerung für Werkzeugpositionierung und Sensorsysteme.
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Anspruchsvolle Nassreinigungsbereiche: Montagelinien in der Automobilindustrie, Verpackungsanlagen und Materialtransportsysteme, die Feuchtigkeit und mechanischer Belastung ausgesetzt sind.
Technische Daten
| Hersteller |
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG |
| Modell |
ER4174-0002 |
| Protokoll |
EtherCAT |
| Busschnittstelle |
2 x M8-Buchse, geschirmt, Schraubanschluss |
| Anzahl der Kanäle |
4 Analogausgänge |
| Signaltyp |
-10/0 bis +10 V | 0/4 bis 20 mA (pro Kanal parametrierbar) |
| Auflösung |
16 Bit |
| Wandlungszeit |
ca. 40 us |
| Messfehler |
< 0,1% (bezogen auf den Endwert) |
| Lastimpedanz (Spannung) |
> 5 kOhm |
| Lastimpedanz (Strom) |
< 500 Ohm |
| Nennversorgungsspannung |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Stromaufnahme (aus US) |
120 mA |
| Spannungsversorgung / Anschluss |
Einspeisung: 1 x M8-Stecker (4-polig); Weiterleitung: 1 x M8-Buchse (4-polig) |
| Elektrische Isolation |
500 V |
| Schutzart |
IP65/IP66/IP67 (entspricht EN 60529) |
| Betriebstemperatur |
-25 bis +60 °C |
| Lagertemperatur |
-40 bis +85 °C |
| Herkunftsland |
Deutschland |
| Versandgewicht (berechnet) |
0,65 kg (Nettogewicht des Moduls: 265 g) |
| Abmessungen der Verpackung (berechnet) |
180 mm x 50 mm x 45 mm |
Anschlüsse und Schnittstellen
| Anschluss / Pin |
Signalzuordnung |
Funktionsbeschreibung |
| M12-Ausgang - Pin 1 |
+24 V DC (UP) |
Aktor-Stromversorgung (Hilfsspannung) |
| M12-Ausgang - Pin 2 |
Analogausgang + |
Positiver Pfad für Spannungs-/Stromsignal |
| M12-Ausgang - Pin 3 |
GND (UP) |
Massepotenzial für die Aktorversorgung |
| M12-Ausgang - Pin 4 |
Analogausgang - |
Referenzpfad für Spannungs-/Stromsignal |
| M12-Ausgang - Pin 5 |
Schirm |
Funktionserdungs- / Kabelschirmanschluss |
Erfahrungsbasierte technische Erkenntnisse
Alternative Modelle & Kompatibilität
Das ER4174-0002 verfügt über ein besonders robustes Zinkdruckgussgehäuse für den Einsatz in Umgebungen mit hoher mechanischer Belastung. Für Anwendungen mit identischen elektrischen Eigenschaften, aber geringerem Gewicht ist das kunststoffummantelte EP4174-0002 eine direkte Netzwerkalternative. Beide Module haben identische EtherCAT-XML-Gerätebeschreibungsprofile (ESI) und sind im TwinCAT System Manager ohne Neuprogrammierung vollständig austauschbar.
Anwendungshinweise & technische Hinweise
Beim Weiterschleifen der Hilfsspannung (UP) und der Systemspannung (US) zu nachgeschalteten EtherCAT-Boxen müssen Ingenieure den kumulierten Gesamtstrom überwachen. Die M8-Stromversorgungsanschlüsse sind auf einen maximalen Dauerstrom von 4 A begrenzt. Bei Überschreitung dieses Grenzwerts entstehen interne thermische Belastungen und Kontaktkorrosion. Werden Aktoren mit hohem Strombedarf (wie Proportional-Magnetventile) angeschlossen, sollte die Hilfsversorgung (UP) extern bereitgestellt oder mithilfe spezieller Einspeisemodule isoliert werden.
Tipps zu Inbetriebnahme & Verdrahtung
Um die hohe Präzision des 16-Bit-DAC zu gewährleisten, müssen vollständig geschirmte Twisted-Pair-Kabel für die analogen M12-Anschlüsse verwendet werden. Die Erdung des Zinkdruckgussgehäuses über die integrierten Montageösen direkt an einem Maschinenrahmen mit niedriger Impedanz ist entscheidend, um hochfrequente industrielle Störungen abzuleiten. Wenn zwischen Feldaktoren und Steuerung eine hohe Gleichtaktspannung zu erwarten ist, bietet die elektrische Isolationsgrenze von 500 V Sicherheit. Zur Unterdrückung analoger Signalwelligkeit ist jedoch eine Abschirmung erforderlich.
Installationsrichtlinien
KRITISCHE WARNUNG:
Schalten Sie vor der Installation, Montage oder dem Anschließen von Kabeln die gesamte Systemversorgung (US und UP) aus. Das Anschließen unter Spannung steckbarer Kabel an nicht geerdete Feldboxen kann empfindliche interne Digital-Analog-Wandlerchips dauerhaft beschädigen.
1
Befestigen Sie die Box mit zwei M3-Schrauben durch die integrierten Gehäusebohrungen. Erden Sie das Gehäuse direkt an einer sauberen Metallplatte.
2
Schließen Sie die EtherCAT-Schnittstellenleitungen mit geschirmten M8-Schraubkabeln an „EtherCAT IN“ und nachgeschaltet an „EtherCAT OUT“ an.
3
Schließen Sie die Aktoren über hochwertige, geschirmte Kabel an die M12-Ausgangsanschlüsse an, um EMV-Störungen zu vermeiden.
4
Legen Sie die 24-V-DC-Versorgungsspannung an den M8-Stromversorgungsanschluss an. Überprüfen Sie vor dem Start die korrekte Anzeige der LED-Statusanzeigen.