Descripción
Diseñado para ampliar las topologías de red EtherCAT a largas distancias, el Beckhoff EK1521-0010 permite el acoplamiento directo de nodos EtherCAT mediante fibra de vidrio de alto rendimiento. Este acoplador EtherCAT de fibra óptica de 1 puerto convierte las tramas Ethernet entrantes de las señales E-bus estándar basadas en cobre en señales ópticas, proporcionando un aislamiento galvánico absoluto y una inmunidad total a las interferencias electromagnéticas (EMI) en redes industriales extensas. Equipado con una interfaz óptica estándar SC Dúplex, facilita la conexión perfecta con nodos ópticos o acopladores posteriores, manteniendo una sincronización precisa y una latencia mínima en arquitecturas de sistemas de control altamente distribuidas.
Características
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Comunicación de largo alcance: Admite una transmisión de datos fiable de hasta 20.000 metros (20 km) entre estaciones EtherCAT activas.
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Optimización para fibra monomodo: Diseñado para fibras ópticas monomodo estándar de 9/125 micrómetros, para garantizar una baja atenuación.
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Alto rendimiento: Proporciona una velocidad de transmisión bidireccional constante de 100 Mbit/s mediante el protocolo de capa física 100BASE-FX.
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Latencia ultrabaja: Ofrece un retardo de propagación de aproximadamente 1 microsegundo, conservando la sincronización de alta precisión de los relojes distribuidos.
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Integración plug-and-play: No requiere configuración de software ni direccionamiento manual; se integra automáticamente mediante configuraciones estándar de TwinCAT.
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Alimentación mediante E-bus: Elimina el cableado auxiliar de campo al obtener la alimentación de funcionamiento directamente del E-bus de la placa posterior.
Aplicaciones
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Energía eólica y control de turbinas: Conexión de sistemas de control de la góndola con la torre de tierra a través de largas distancias verticales.
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Tratamiento de aguas residuales y agua: Conexión de estaciones de bombeo geográficamente separadas con salas de control PLC centralizadas.
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Áreas peligrosas (ATEX Zona 2): Despliegue seguro en atmósferas explosivas donde es fundamental el aislamiento de chispas eléctricas.
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Subestaciones de alta tensión: Eliminación de corrientes de bucle de tierra y ruido eléctrico en entornos de generación de energía de alta potencia.
Especificaciones técnicas
| Parámetro |
Valor de la especificación |
| Fabricante |
Beckhoff Automation |
| Número de modelo |
EK1521-0010 |
| Tipo de producto |
Acoplador EtherCAT de fibra óptica de 1 puerto |
| Medio de transferencia de datos |
Fibra de vidrio monomodo (SM) (9/125 micrómetros) |
| Distancia máxima entre estaciones |
20.000 m (20 km) mediante 100BASE-FX |
| Interfaz de bus |
1 puerto óptico SC Dúplex |
| Velocidad de transferencia de datos |
100 Mbit/s |
| Compatibilidad con protocolos |
EtherCAT |
| Fuente de alimentación |
E-bus (conexión de placa posterior) |
| Consumo de corriente del E-bus |
350 mA típicos |
| Retardo de propagación interno |
Aproximadamente 1 microsegundo |
| Dimensiones (W x alto x profundidad) |
24 mm x 100 mm x 52 mm |
| Material de la carcasa |
Policarbonato |
| Grado de protección contra la penetración |
IP20 |
| Rango de temperatura de funcionamiento |
-25 a +60 °C |
| Rango de temperatura de almacenamiento |
-40 a +85 °C |
| Humedad relativa |
95 %, sin condensación |
| Homologaciones y marcados |
CE, UL, ATEX (II 3 G Ex nA IIC T4 Gc) |
| Peso neto |
65 g |
| Peso de envío (calculado) |
2,0 kg (con embalaje de protección industrial) |
| País de origen |
Alemania |
Conexiones e interfaces
| Referencia del puerto |
Tipo de conexión |
Función / compatibilidad del cable |
| Puerto óptico |
Conector SC Dúplex |
Transmite y recibe tramas de datos ópticos a través de cableado de fibra óptica monomodo de 9/125 micrómetros. |
| Interfaz del bus posterior |
Contactos de cuchilla del E-bus |
Se conecta directamente con los terminales EtherCAT Beckhoff adyacentes para la alimentación y la comunicación lógica. |
Conclusiones empíricas de ingeniería
Modelos alternativos y compatibilidad: Es fundamental diferenciar el EK1521-0010 del EK1521 estándar. El EK1521 básico está optimizado exclusivamente para fibra multimodo (50/125 o 62,5/125 micrómetros), con un límite de transmisión de 2 km. En cambio, el EK1521-0010 está diseñado para fibra monomodo (9/125 micrómetros) y permite cubrir hasta 20 km. No es posible interconectar directamente un EK1521 con un EK1521-0010 a través del mismo tramo óptico; la diferencia en los diámetros de los núcleos de fibra provocará una atenuación óptica grave y un fallo inmediato de comunicación.
Problemas de aplicación y notas de ingeniería: Respete siempre el radio de curvatura mínimo especificado por el fabricante de la fibra óptica. Las curvaturas pronunciadas en el conducto de tendido dentro del armario de control pueden inducir pérdidas por microcurvaturas, lo que provoca pérdidas de paquetes y errores CRC inexplicables en TwinCAT. Además, al instalar este terminal en aplicaciones con muchas vibraciones, asegúrese de que los terminales adyacentes estén correctamente bloqueados entre sí mediante la conexión integrada de doble ranura y lengüeta para evitar contactos intermitentes del E-bus.
Consejos de puesta en servicio y cableado: Los puertos SC Dúplex sin utilizar deben permanecer sellados con sus tapas protectoras antipolvo en todo momento. Las partículas microscópicas de polvo en la interfaz del transceptor láser afectarán al rendimiento óptico. Durante la puesta en servicio, utilice TwinCAT System Manager para supervisar los atributos «Calidad del enlace» o «Potencia Rx» en el registro de diagnóstico del terminal y verificar rápidamente el estado de la señal óptica antes de iniciar la producción completa.
Directrices de instalación
ADVERTENCIA CRÍTICA: Desenergice todas las fuentes de alimentación (tanto la alimentación principal del sistema como los distribuidores locales de potencial de campo) antes de montar, retirar o cablear cualquier terminal EtherCAT. De no hacerlo, pueden producirse daños en el E-bus del bus posterior o activarse paradas inesperadas del proceso en los módulos de E/S adyacentes.
1
Alinee el EK1521-0010 en un carril DIN estándar de 35 mm conforme a EN 60715 y presione firmemente hasta que el mecanismo de bloqueo trasero haga clic y quede fijado.
2
Deslice el terminal lateralmente para garantizar que la conexión integrada de doble ranura y lengüeta en el lateral de la carcasa encaje perfectamente con el terminal EtherCAT anterior.
3
Retire la tapa protectora antipolvo del puerto óptico SC Dúplex e inserte el cable de conexión de fibra óptica monomodo de 9/125 micrómetros hasta que la pestaña de bloqueo del conector encaje en su posición.
4
Aplique la alimentación de operación del E-bus y verifique que los LED verdes de enlace/actividad se enciendan, lo que indica una negociación activa de tramas de red.