Beschreibung
Für präzise Rückmeldungen zur Bewegungssteuerung in rauen Industrieumgebungen entwickelt, dient die Beckhoff ER5101-0002 EtherCAT Box als robuste 1-Kanal-Schnittstelle für Inkrementalgeber. Das feldmontierbare Gerät ist in einem widerstandsfähigen Zinkdruckgussgehäuse untergebracht und ermöglicht die direkte Erfassung digitaler differentieller (RS422) oder Single-Ended-(TTL-)Geber-Signale, ohne dass ein Schaltschrank erforderlich ist. Der integrierte 16-Bit- oder 32-Bit-Zähler erfasst Hochgeschwindigkeitsimpulse mit bis zu 4 Millionen Inkrementen pro Sekunde und stellt sicher, dass Positions- und Geschwindigkeitsdaten mithilfe standardmäßiger Distributed Clocks in Echtzeit im gesamten Steuerungsnetzwerk synchronisiert werden.
Merkmale
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Multi-Protokoll-Kompatibilität: Ermöglicht die nahtlose Verbindung mit differentiellen RS422-Gebern, Single-Ended-TTL-Eingängen und Impulsgebersystemen.
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Industriegehäuse: Das Zinkdruckgussgehäuse bietet Schutzarten nach IP65, IP66 und IP67 und widersteht Öl, Feuchtigkeit und mechanischen Einwirkungen.
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Distributed Clocks (DC): Die hardwarebasierte Taktsynchronisierung gewährleistet eine Synchronisierungsgenauigkeit im Mikrosekundenbereich im gesamten EtherCAT-Netzwerk.
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Konfigurierbare Zähleroptionen: Unterstützt flexible 16-Bit- oder 32-Bit-Binärzählung mit dynamischen Profilen für Lese-, Setz- und Freigabebefehle.
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Integrierte Sensorversorgung: Verfügt über einen dedizierten 5-V-DC-Hilfsausgang mit 150 mA zur direkten Versorgung angeschlossener Geber.
Anwendungen
- Dezentrale Positionierachsen an Förderbändern und Materialtransportnetzwerken.
- Drehzahl- und Winkelrückmeldung an schweren Maschinen ohne Schaltschränke.
- Erfassung der Position von Werkzeugrevolver und Spindel in mehrachsigen Bearbeitungszentren.
- Synchronisierte Geschwindigkeitsanpassung mehrerer Förderbänder in der Lebensmittelverarbeitung und an Verpackungslinien.
Technische Daten
| Parameter |
Spezifikationswert |
| Hersteller |
Beckhoff |
| Modellbezeichnung |
ER5101-0002 |
| Kommunikationsprotokoll |
EtherCAT |
| Feldbusschnittstelle |
2 x M8-Buchse, geschirmt, Schraubverbindung |
| Unterstützte Signaltypen |
Differenzielles RS422, Single-Ended-TTL, Impulsgeber, Zähler |
| Signalkanäle |
1 Inkrementalgeberkanal (A, A-inv, B, B-inv, C, C-inv) |
| System-Nennspannung |
24 V DC (-15 Prozent / +20 Prozent) |
| Sensorversorgung |
5 V DC, maximal 150 mA (VCC) |
| Grenzfrequenz |
4.000.000 Inkremente/Sekunde (mit 4-facher Auswertung) |
| Interner Taktmodus |
Distributed Clocks (DC) werden unterstützt |
| Stromaufnahme |
Typischerweise 130 mA aus US + Sensorlast |
| Elektrische Isolation |
500 V RMS (Prüfspannung) |
| Schutzart |
IP65, IP66, IP67 (entspricht EN 60529) |
| Betriebstemperaturbereich |
0 bis 55 °C |
| Lagertemperaturbereich |
-25 bis 85 °C |
| Vibrations-/Schockfestigkeit |
Entspricht EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Konformitätsstandards |
CE, UL |
| Herkunftsland |
Deutschland |
| Nettogewicht |
265 Gramm |
| Versandgewicht (berechnet) |
2,0 kg (mit Schutzverpackung) |
Anschlüsse und Schnittstellen
| Anschluss-/Verbindungstyp |
Pin-/Kanal-Schnittstellenzuordnung |
| EtherCAT-Eingang |
M8-Buchse, 4-polig, geschirmt, D-codiert oder mit Standard-Schraubverriegelung |
| EtherCAT-Ausgang |
M8-Buchse, 4-polig, geschirmte nachgeschaltete Schraubverbindung |
| Stromversorgungseingang (US/UP) |
M8-Stecker, 4-polige Einspeisung (US: Steuerspannung, UP: Lastspannung) |
| Ausgang der Stromversorgung |
M8-Buchse, 4-poliger Durchschleifanschluss für nachgeschaltete Geräte |
| Gebersignale |
Direkte Zuordnung für die Differenzeingänge A, A (invertiert), B, B (invertiert), C, C (invertiert) |
Empirische technische Erkenntnisse
Alternative Modelle und Kompatibilität
Der metallverkleidete ER5101-0002 ist funktional identisch mit dem kunststoffummantelten EP5101-0002. Beide verwenden dieselbe elektronische Registerarchitektur und identische Prozessabbildzuordnung sowie dieselben Beckhoff-TwinCAT-ESI-(EtherCAT-Slave-Information)-XML-Konfigurationsdateien. Sie können dieses Zinkdruckgussgerät direkt in für die EP-Variante ausgelegte Netzwerke integrieren, ohne Änderungen an Ihrem SPS-Code oder den TwinCAT-Baumkonfigurationen vornehmen zu müssen.
Anwendungsfallen und technische Hinweise
Da der ER5101-0002 ein leitfähiges Metallgehäuse besitzt, muss er ordnungsgemäß mit dem Maschinenrahmen verbunden werden, um eine zuverlässige EMV-Leistung sicherzustellen. Die Montage des Moduls an lackierten oder isolierten Rahmenschienen ohne ein separates Erdungsband kann Signalrauschen auf hochfrequenten RS422-Geberleitungen verursachen, was zu falschen Zählerinkrementen führt. Beachten Sie die Stromaufnahmegrenzen: Wenn der Geber mehr als 150 mA über den VCC-Pin aufnimmt, löst die interne rückstellende PTC-Sicherung aus und deaktiviert vorübergehend die Geberrückmeldung.
Tipps zu Inbetriebnahme und Verdrahtung
Aktivieren Sie bei der Konfiguration dieses Moduls in TwinCAT den Parameter „4-fache Auswertung“ im Online-Registerfenster von CoE (CANopen over EtherCAT), um die volle Kapazität von 4 Millionen Inkrementen/s zu nutzen. Bei langen Geberkabellängen empfehlen wir hochwertige geschirmte Twisted-Pair-Kabel und eine direkte Führung des Schirms durch das metallische M8-Steckergehäuse.
Installationsrichtlinien
WICHTIGER WARNHINWEIS
Stellen Sie vor der Installation, Demontage oder Verdrahtung eines EtherCAT-Box-Systems sicher, dass die gesamte zentrale 24-V-DC-Versorgung der Steuerungsarchitektur spannungsfrei ist. Stecken Sie M8-Feldbus- oder Geberanschlüsse nicht bei eingeschaltetem System ein oder aus, da elektrische Lichtbögen interne Kommunikationschips beschädigen oder Slave-Konfigurationen verfälschen können.
1
Montieren Sie das Zinkdruckgussgehäuse mit M3- oder M4-Schrauben direkt auf einer ebenen, geerdeten Maschinenfläche. Stellen Sie sicher, dass die Rückseite des Metallgehäuses einen festen elektrischen Kontakt mit dem Funktionserdeanschluss des Systems hat.
2
Schließen Sie das eingehende EtherCAT-Netzwerkkabel an den M8-Anschluss „EtherCAT In“ an. Ziehen Sie die M8-Überwurfmutter von Hand fest, um die IP67-Feuchtigkeitsabdichtung aufrechtzuerhalten.
3
Schließen Sie die nachgeschalteten EtherCAT-Geräte an den Anschluss „EtherCAT Out“ an oder terminieren Sie die Leitung mit einem M8-Busabschluss, wenn dies der letzte Knoten ist.
4
Verdrahten Sie die Inkrementalgeber-Schnittstelle über geschirmte M8-Kabel mit den Sensoranschlüssen. Stellen Sie sicher, dass die Pinbelegung den A/B/C-Kanalzuweisungen entspricht.
5
Schließen Sie die 24-V-DC-Versorgung an die männliche M8-Strombuchse an. Schalten Sie die Versorgung ein und scannen Sie das EtherCAT-Netzwerk in TwinCAT, um die Betriebsparameter zu konfigurieren.