Zur Verarbeitung analoger Differenzsignale innerhalb des Beckhoff-I/O-Systems liefert die Beckhoff KS3001 Busklemme hochpräzise Spannungsmessungen über einen Bereich von -10 bis +10 V. Dieses einkanalige Modul verfügt über ein steckbares Verdrahtungskonzept, das einen schnellen Austausch vor Ort ermöglicht, ohne den Klemmenkabelbaum zu beeinträchtigen. Es arbeitet direkt am K-Bus und überträgt digitalisierte Messwerte mit elektrischer Trennung an die übergeordnete Steuerung. Damit eignet es sich ideal für anspruchsvolle Industrieumgebungen, in denen eine zuverlässige Signalerfassung erforderlich ist.
Merkmale
- Einkanalige Differenzeingangsarchitektur für hohe Störfestigkeit.
- Steckbare Verdrahtungsebene (KS-Serie) für den werkzeuglosen Austausch von Klemmen.
- 12-Bit-Auflösung der Analog-Digital-Wandlung (11 Bit für den Bereich 0 bis 10 V).
- Vollständige elektrische Trennung mit 500 V zwischen K-Bus und Signalkreis.
- Direkte Stromversorgung über den K-Bus, wodurch seitliche Stromkontakte überflüssig werden.
- Kompakte Gehäusebreite von 12 mm für die hochdichte Montage auf DIN-Schienen.
Anwendungen
- Differenzspannungsüberwachung in der industriellen Prozesssteuerung.
- Sensorintegration in Prüfständen und Laborautomatisierung.
- Erfassung analoger Signale in elektrischen Umgebungen mit hohem Störpegel.
- Verteilte, auf TwinCAT basierende Steuerungsarchitekturen.
Technische Daten
| Parameter |
Spezifikation |
| Hersteller |
Beckhoff |
| Modell-/Artikelnummer |
KS3001 |
| Anzahl der Eingänge |
1 |
| Signalspannungsbereich |
-10 bis +10 V |
| Eingangstechnologie |
Differenzeingang |
| Innenwiderstand |
typ. > 200 kOhm |
| Gleichtaktspannung (Ucm) |
max. 35 V |
| Auflösung |
12 Bit (11 Bit für den Bereich 0 bis 10 V) |
| Wandlungszeit |
typ. 1 ms |
| Messfehler |
< ±0,3 % (bezogen auf den Endwert) |
| Elektrische Isolierung |
500 V (K-Bus / Signalspannung) |
| Stromaufnahme (K-Bus) |
typ. 65 mA |
| Bitbreite des Prozessabbilds |
Eingang: 1 x 16-Bit-Daten (optional 1 x 8-Bit-Steuerung/Status) |
| Anschlussquerschnitt |
Starr/flexibel: 0,08 bis 1,5 mm², feindrähtig: 0,14 bis 1,5 mm² |
| Anschlussquerschnitt AWG |
Starr/flexibel: AWG 28 bis 16, feindrähtig: AWG 26 bis 16 |
| Abisolierlänge |
9 bis 10 mm |
| Betriebstemperatur |
0 bis +55 Grad Celsius |
| Lagertemperatur |
-25 bis +85 Grad Celsius |
| Relative Luftfeuchtigkeit |
95 %, nicht kondensierend |
| Schutzart |
IP20 |
| Ex-Kennzeichnung |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc |
| Abmessungen (B x H x T) |
12 mm x 100 mm x 68 mm |
| Gewicht |
70 g |
| Versandgewicht (berechnet) |
0,15 kg |
Erkenntnisse aus der Praxis
Alternative Modelle und Kompatibilität
Der KS3001 ist das steckbare Verdrahtungsäquivalent der Standard-Busklemme KL3001. Beide haben identische elektrische Spezifikationen, Registerzuordnungen und TwinCAT-Konfigurationen, der KS3001 verfügt jedoch über einen abnehmbaren Klemmenblock. Dadurch können Wartungsteams im Feld ein fehlerhaftes Modul ersetzen, ohne die Feldverdrahtung zu trennen, wodurch sich die Ausfallzeit in kritischen Prozessregelkreisen erheblich reduziert.
Anwendungsfehler und technische Hinweise
Überprüfen Sie stets, dass die Gleichtaktspannung (Ucm) zwischen den Differenzeingängen und der internen K-Bus-Masse den absoluten Maximalwert von 35 V nicht überschreitet. Bei Überschreitung dieses Schwellenwerts wird die Differenzeingangsstufe in die Sättigung getrieben, was zu abgeschnittenen oder stark ungenauen Messwerten führen kann und schließlich eine dauerhafte Schädigung der Eingangsvorverstärker verursachen kann.
Tipps zur Inbetriebnahme und Verdrahtung
Für Anwendungen mit hoher Genauigkeit verwenden Sie abgeschirmte Twisted-Pair-Kabel (STP) für die analogen Signalleitungen. Verbinden Sie den Kabelschirm möglichst nahe an der Klemme mit einer niederohmigen Funktionserde- (FE-)Erdungsschiene. In TwinCAT kann das Prozessabbild so konfiguriert werden, dass Steuer- und Statusbytes (1x8 Bit) enthalten sind, um Diagnoseflags wie Über- oder Unterbereichszustände zu überwachen.
Installationsrichtlinien
KRITISCHE WARNUNG
Schalten Sie das gesamte Busklemmen-System spannungsfrei (sowohl die K-Bus-Stromversorgung als auch alle feldseitigen Spannungen), bevor Sie das KS3001-Modul einsetzen, entfernen oder verdrahten. Andernfalls kann es zu Lichtbogenbildung, zur Beschädigung der internen K-Bus-Kontakte oder zur Verfälschung des Prozessabbilds benachbarter Klemmen kommen.
1
Montieren Sie die Klemme auf einer standardmäßigen 35-mm-DIN-Schiene (gemäß EN 60715), indem Sie sie auf die Schiene schieben, bis der Verriegelungsmechanismus sicher einrastet.
2
Schieben Sie das Modul seitlich, um es mit den benachbarten Busklemmen zu verbinden. Stellen Sie sicher, dass die Nut-und-Feder-Verbindung sowie die seitlichen K-Bus-Kontakte vollständig verbunden sind.
3
Stecken Sie den steckbaren Verdrahtungsblock von vorne in das Klemmengehäuse, bis er einrastet.
4
Verdrahten Sie die Differenzsignalleitungen mit einem Schraubendreher zur Betätigung der Federklemmen. Isolieren Sie die Leitungsenden vor dem Einführen auf 9–10 mm ab.