BECKHOFF

Beckhoff ER7041-2002 EtherCAT-Box, Schrittmotormodul

SKU ER7041-2002

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  • Hersteller: BECKHOFF

  • Produkt-Nr.: ER7041-2002

  • Herkunftsland:Deutschland

  • Produkttyp: Schrittmotor-Controller-Module

  • Zahlung: T/T, Western Union

  • Gewicht: 500g

  • Versandhafen: Xiamen

  • Garantie: 12 Monate

Beschreibung

Die dezentrale Bewegungssteuerung in anspruchsvollen Umgebungen wird direkt durch die Beckhoff ER7041-2002 EtherCAT Box adressiert – ein robustes, nach IP67 geschütztes Modul für den direkten Anschluss von 2-Phasen-Schrittmotoren. Mit einem großen Spannungsbereich von 8 bis 48 V DC integriert dieses Gerät ein lokales Steuerungssystem mit Rückmeldemöglichkeiten und reduziert den Platzbedarf in Schaltschränken, indem die Leistungselektronik direkt am Maschinenrahmen angebracht wird. Es bietet einen Dauerstromausgang von 2 x 3,5 A und hält kurzzeitigen Spitzenströmen von bis zu 2 x 5 A stand, mit zuverlässigem Überlast- und Kurzschlussschutz. Durch das 64-fache Mikroschrittverfahren und die integrierte 24-V-DC-Encoderschnittstelle ermöglicht das Modul eine Regelung im geschlossenen Kreis, verhindert Schrittverluste und gewährleistet eine präzise Positionierung bei wechselnden Lastbedingungen.

Funktionen

  • Positionierung im geschlossenen Regelkreis: Dedizierte 24-V-DC-Encoderschnittstelle zur Echtzeitüberprüfung der Achse.
  • Modernes Mikroschrittverfahren: Unterstützt bis zu 64-faches Mikroschrittverfahren für vibrationsarmen und leisen Motorbetrieb.
  • Robuste Konstruktion: Gekapseltes Gehäuse nach IP65/66/67, widerstandsfähig gegen Staub, Feuchtigkeit und Hochdruckreinigung.
  • Integrierte digitale I/O: Verfügt über 2 digitale Eingänge (24 V DC) zum direkten Anschluss von Endschaltern oder Referenzsensoren.
  • Hohe Spitzenstromkapazität: Liefert bis zu 5 A Spitzenstrom pro Phase zur Bewältigung von Anlaufmomenten bei Lasten mit hoher Trägheit.
  • Synchronisierter Betrieb: Integrierte Unterstützung für Distributed Clocks (DC) zur mikrosekundengenauen Koordination im gesamten EtherCAT-Netzwerk.

Anwendungen

  • Bewegungssteuerung auf Feldebene: Dezentralisierte Antriebsachsen an Förderstrecken, Sortiertischen und Verarbeitungslinien.
  • Verpackung & Abfüllung: Zuführsysteme, Etikettierstationen und volumetrische Pumpen in Bereichen mit hoher Feuchtigkeit oder bei Hochdruckreinigung.
  • Montage & Materialhandling: Lokalisierte Pick-and-Place-Koordinatenportale und Indexierplatten.

Technische Daten

Hersteller Beckhoff Automation
Modell-/Artikelnummer ER7041-2002
Feldbusprotokoll EtherCAT
Busschnittstelle 2 x M8-Buchse, geschirmt, mit Schraubverriegelung
Motoranschlusstyp M12 x 1, 5-polig, A-kodiert
Unterstützter Lasttyp 2-Phasen-Schrittmotor (unipolar oder bipolar)
Nennversorgungsspannung 8 bis 48 V DC (über einen externen Powerkontakt)
Ausgangsstrom 2 x 3,5 A Dauerstrom; 2 x 5 A Spitzenstrom (überlast- und kurzschlussfest)
Steuerfrequenz Stromreglerfrequenz 30 kHz
Schrittauflösung 64-faches Mikroschrittverfahren (konfigurierbar)
Elektrische Isolierung 500 V (Steuerspannung / Leistungsspannung)
Stromaufnahme (US) 120 mA aus der EtherCAT-Systemspannung
Betriebstemperatur -25 bis +60 °C
Lagertemperatur -40 bis +85 °C
Schutzart IP65/66/67 (entspricht EN 60529)
Konformität und Zulassungen CE, EN 61000-6-2 (Störfestigkeit), EN 61000-6-4 (Störaussendung)
Gewicht 265 g
Versandgewicht (berechnet) 2,0 kg

Anschlüsse und Schnittstellen

Anschlusstyp Anschlussmethode und Pinbelegung
EtherCAT-Eingang M8-Buchse, 4-polig, geschirmt (empfängt den Kommunikationsrahmen)
EtherCAT-Ausgang M8-Buchse, 4-polig, geschirmt (leitet die Kommunikation an den nächsten Knoten weiter)
Motor- und Sensoranschluss M12-Buchse, 5-polig, A-codiert (für Motorphasen A/B und digitale Eingänge)
Stromversorgung M8-Stecker, 4-polig (US-Systemspannung: 24 V DC; UP-Lastspannung: 8 bis 48 V DC)

Empirische technische Erkenntnisse

Alternative Modelle und Kompatibilität

Der ER7041-2002 ist die gemäß IP67 robuste Variante des standardmäßigen Beckhoff EL7041-DIN-Schienenklemmenmoduls. Beide Geräte verwenden dieselben zugrunde liegenden CoE-Strukturen (CAN over EtherCAT) des Objektverzeichnisses, hauptsächlich den Index 0x8010 für die Konfiguration, sodass für den EL7041 geschriebener Steuerungscode direkt auf den ER7041-2002 migriert werden kann. Ingenieure müssen jedoch die unterschiedlichen physischen Pinbelegungen der runden M12-Steckverbinder im Vergleich zum Federzugklemmenblock der EL-Serie berücksichtigen.

Anwendungsfallen und technische Hinweise

Die thermische Leistung hängt stark von der Montagekonfiguration ab. Beim Dauerbetrieb eines Motors nahe der Grenze von 3,5 A muss das Zinkdruckgussgehäuse flach an einem metallischen, wärmeleitfähigen Maschinenrahmen montiert werden, damit es als natürlicher Kühlkörper dient. Bei der Montage auf nicht leitfähigen Oberflächen oder Verbundhalterungen und Umgebungstemperaturen über 45 °C ist das Modul anfällig für interne thermische Abschaltungen aufgrund von Überlastung und gibt CoE-Fehlercodes aus, die mit einer Übertemperatur des Treibers zusammenhängen.

Tipps zu Inbetriebnahme und Verdrahtung

Um zu verhindern, dass induktive Rückschlagspitzen die interne Ausgangsstufe beschädigen, muss die Motorversorgungsleitung (UP) ordnungsgemäß entkoppelt werden. Bei langen Kabelstrecken (über 10 Meter) zwischen dem Modul und dem Schrittmotor müssen geschirmte Twisted-Pair-Kabel verwendet werden, wobei der Schirm direkt am Gehäuse des M12-Steckverbinders aufgelegt wird, um die durch die 30-kHz-PWM-Chopper-Schaltung erzeugten hochfrequenten elektromagnetischen Emissionen zu minimieren.

Installationsrichtlinien

KRITISCHER WARNHINWEIS

Verbinden oder trennen Sie keine M12- oder M8-Kabel, während das System unter Spannung steht. Das Trennen unter Last kann starke transiente Gegen-EMK-Spannungen verursachen, die zu einem dauerhaften dielektrischen Durchschlag der MOSFETs des Motortreibers führen können.

1

Montieren Sie das Modul mit M4-Schrauben an einem flachen, vibrationsbeständigen Maschinenrahmen. Maximieren Sie den Metall-zu-Metall-Kontakt, um die Wärmeableitung zu unterstützen.

2

Verbinden Sie die EtherCAT-Eingangs- und -Ausgangskabel mit geschirmten M8-Schraubverbindern und stellen Sie sicher, dass ein Anzugsdrehmoment von 0,4 Nm angewendet wird, um die Feuchtigkeitsdichtung nach IP67 zu erhalten.

3

Konfigurieren Sie die Phasenströme des Schrittmotors in der CoE-Liste des TwinCAT System Managers, bevor Sie die Achse aktivieren. Eine falsche Einstellung des Halte- und Betriebsstroms kann zu einer sofortigen Überhitzung des Motors führen.

FAQ

Kann der ER7041-2002 ohne angeschlossenen externen Encoder betrieben werden?

Ja. Das Modul unterstützt die Regelung im offenen Regelkreis mit herkömmlichem Mikroschrittbetrieb. Der Betrieb im geschlossenen Regelkreis ist optional und erfordert die Aktivierung des 24-V-DC-Encoder-Eingangs in den TwinCAT-CoE-Konfigurationsparametern.

Wie sollte ich die Motorspannungsversorgung bei einem Betrieb mit 48 V DC handhaben?

Stellen Sie sicher, dass das externe Netzteil für die Aufnahme von Spannungsspitzen ausgelegt ist. Die schnelle Abbremsung von Schrittmotoren erzeugt regenerative Energie. Wenn die Versorgungsspannung (UP) aufgrund von Rückkopplungsspitzen 50 V DC überschreitet, löst das Modul einen Fehler aus. Am DC-Bus kann ein Kondensatorpuffer oder ein Bremschopper-Modul erforderlich sein.

Wie groß ist der maximale Abstand, in dem das Modul vom Schrittmotor platziert werden kann?

Aufgrund möglicher hochfrequenter EMV-Störungen und Spannungsabfälle über lange Leitungen sollte die Länge des Motorkabels 10 Meter nicht überschreiten. Es muss aus geschirmten, verdrillten Adernpaaren bestehen.

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TECHNICAL SPECIFICATIONS

Country of origin
Deutschland

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