Beschreibung
Für die direkte Integration im Feld ohne Schaltschrank konzipiert, bietet der Beckhoff ER5101-1002 eine leistungsstarke 1-Kanal-Inkrementalgeber-Schnittstelle in einer robusten, feldbusunabhängigen EtherCAT Box-Architektur. Dieses robuste Modul ermöglicht das direkte Auslesen von RS422-Differenzsignalen, TTL-Single-Ended-Eingängen oder Impulszuggebern zur präzisen Echtzeit-Positions- und Geschwindigkeitsüberwachung. Eingebettet in ein widerstandsfähiges Zinkdruckgussgehäuse bietet das Gerät vollständigen IP67-Schutz und ist ideal für raue Industrieumgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, Nässe und Staubbelastung.
Eigenschaften
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Vielseitige Encoder-Schnittstelle: Unterstützt Standard-RS422-Differenzsignale (A, A_inv, B, B_inv, C, C_inv) und Single-Ended-TTL-Signale.
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Hochgeschwindigkeitsverarbeitung: Bis zu 4 Millionen Inkremente pro Sekunde (4 MHz Grenzfrequenz) durch integrierte 4-fache Quadraturauswertung.
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Flexible Zählertiefe: Konfigurierbarer 16-Bit- oder 32-Bit-Binärzähler mit Nullimpuls-Sperrfunktion.
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Verteilte Uhren: Hochsynchronisierte Zeitstempelung durch integrierte EtherCAT Distributed Clocks (DC) Unterstützung.
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Integrierte Sensorspannung: Onboard 24 V DC Sensorspannungsversorgung bis 500 mA, kurzschlusssicher.
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Schutz für raue Umgebungen: Gehäuse aus Zinkdruckguss mit Schutzarten IP65, IP66 und IP67.
Anwendungen
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Dezentrale Bewegungsverfolgung: Präzise Positionierung an dynamischen Maschinenachsen ohne Schaltschrankverbindung.
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Förder- und Sortierlinien: Direkte Motorwellen- oder Fördergeschwindigkeitsrückmeldung mittels rotierender Inkrementalgeber.
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Wasch- & Nassbereiche: Einsetzbar an Maschinen für Lebensmittelverarbeitung, Verpackung und chemische Produktion.
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Materialhandling im Außenbereich: Zuverlässiger Betrieb in Kransteuerungen, Windenergie-Gier-Systemen und Versorgungsanlagen.
Technische Daten
| Spezifikationsparameter |
Wert / Bewertung |
| Hersteller |
Beckhoff Automatisierung |
| Modellnummer |
ER5101-1002 |
| Signal-Schnittstelle |
1-Kanal Inkrementalgeber (A, B, C / RS422, TTL) |
| Max. Eingangsfrequenz |
4.000.000 Inkremente/s (mit 4-facher Auswertung) |
| Nennsystemspannung |
24 V DC (-15 % / +20 %) |
| Encoder- / Sensorspannung |
24 V DC, max. 500 mA (VCC) |
| Interner Zähler |
16-Bit oder 32-Bit binär |
| Übertragungsrate |
100 MBit/s (EtherCAT) |
| Busanschluss-Schnittstellen |
2 x M8 Buchse, geschirmt, Schraubtyp |
| Stromversorgungsanschlüsse |
Zuleitung: 1 x M8 Stecker (4-polig); Abgang: 1 x M8 Buchse (4-polig) |
| Stromaufnahme (US) |
Typ. 130 mA + Sensorlast |
| Elektrische Isolation |
500 V |
| Gehäuseschutz |
IP65 / IP66 / IP67 (entspricht EN 60529) |
| Betriebstemperatur |
0 bis +55 °C |
| Lagertemperatur |
-25 bis +85 °C |
| Zulassungen & Kennzeichnungen |
CE, UL |
| Herkunftsland |
Deutschland |
| Versandgewicht (berechnet) |
0,45 kg |
| Gehäuseabmessungen (berechnet) |
150 mm x 50 mm x 45 mm |
Anschlüsse und Schnittstellen
| Anschluss / M8 Stecker |
Signalbezeichnung |
Funktionale Zuordnung |
| Stromversorgung Pin 1 |
US (+24 V DC) |
Steuerspannungsversorgung für interne Elektronik und Sensorstrom |
| Stromversorgung Pin 2 |
UP (+24 V DC) |
Lastspannung für nachgeschaltete Aktuatoren/Peripherieausgänge |
| Stromversorgung Pin 3 |
GNDS |
Massebezug für Steuerungsspannung (US) |
| Stromversorgung Pin 4 |
GNDP |
Massebezug für Lastspannung (UP) |
Empirische technische Erkenntnisse
Alternative Modelle & Kompatibilität
Die ER5101-1002 ist funktional äquivalent zum Kunststoffgehäuse-Modul EP5101-0002. In Anwendungen mit hoher Vibration oder Umgebungen mit aggressiven Maschinenkühlern wird der Umstieg von der EP-Serie auf die Zink-Druckguss-Variante ER5101-1002 dringend empfohlen, um die physische Robustheit zu erhöhen. Vergewissern Sie sich stets, dass die TwinCAT EtherCAT System Manager-Konfiguration die passende XML-Gerätebeschreibung (ESI) importiert, die speziell die auf dem Modulaufkleber angegebene Hardwarerevision repräsentiert, um Konfigurationsabweichungen und Initialisierungsfehler zu vermeiden.
Anwendungsfallen & technische Hinweise
Bei Verwendung von Encodern mit hohem Stromverbrauch überwachen Sie die kumulative Sensorstromaufnahme auf der 24 V DC (VCC)-Leitung. Die ER5101-1002 liefert maximal 500 mA. Wenn ein optischer Encoder mit hohem Strombedarf oder Heizungen integriert sind, sollte eine externe Stromversorgung verwendet werden, um eine Überlastung des internen Reglers des Moduls zu vermeiden. Achten Sie außerdem beim Durchschleifen der Stromversorgung über mehrere EtherCAT-Boxen darauf, dass der Gesamtstrom durch die M8-Stromanschlüsse den absoluten Grenzwert von 4 A pro Stromkreis nicht überschreitet.
Inbetriebnahme- & Verdrahtungstipps
Um elektrische Störungen zu minimieren und zuverlässige Impulszählungen bis zu 4 MHz zu gewährleisten, verwenden Sie vollständig geschirmte verdrillte Leitungen für die Encoder-Leitungen. Stellen Sie sicher, dass die Kabelabschirmung sauber mit dem M12-Steckergehäuse verbunden ist. Für Single-Ended-TTL-Encoder konfigurieren Sie die ungenutzten negativen Kanaleingänge (A inv, B inv und C inv) über TwinCAT CoE (CoE-Register 0x8000), um interne Schwellenwerte anzupassen und Störimpulse durch schwebende Eingänge zu verhindern.
Installationsrichtlinien
KRITISCHE WARNUNG: Schalten Sie alle Systemstromversorgungen (US und UP) aus, bevor Sie M8- oder M12-Schnittstellen anschließen oder trennen. Das Ausführen von Hot-Plugs an diesen Industrieanschlüssen birgt das Risiko von Lichtbögen, Kontaktoxidation und dauerhafter Zerstörung des internen EtherCAT-Kommunikations-ASICs.
1
Montieren Sie die ER5101-1002 Box auf einer flachen, vibrationsgedämpften Oberfläche mit zwei M3-Schrauben durch die integrierten oberen und unteren Befestigungslöcher. Ziehen Sie die Befestigungsschrauben mit einem Drehmoment von 0,8 Nm an.
2
Stellen Sie die EtherCAT-Verbindungen mit geschirmten M8-Kabeln her. Ziehen Sie die Schraubkragen handfest an, um die IP67-Umweltabdichtung zu sichern.
3
Verdrahten Sie den Encoder mit der Sensorport-Schnittstelle unter Verwendung von M12-Industrielkabeln und stellen Sie sicher, dass die Kabelabschirmung sauber am Steckergehäuse endet.
4
Schließen Sie die 24 V DC Systemversorgung (US) an und führen Sie einen Diagnosescan über den Beckhoff TwinCAT System Manager durch, um die Geräteparameterkonfiguration zu starten.