Descripción
La adquisición de señales analógicas de alta precisión en entornos de automatización sincronizados se gestiona directamente mediante el Beckhoff EL3114, un terminal EtherCAT que ofrece cuatro canales de medición de corriente diferenciales y aislados de forma independiente, con un rango de 0 a 20 mA. Con una resolución de 16 bits de alta fidelidad, este terminal industrial convierte los valores de los lazos de corriente en datos de proceso limpios para el controlador EtherCAT. Equipado con capacidades de hardware de alta velocidad, admite relojes distribuidos (DC) con una precisión de sincronización inferior a 1 microsegundo, lo que lo hace ideal para mediciones rápidas y sincronizadas de lazos en arquitecturas de automatización con múltiples nodos.
Características
- Cuatro entradas analógicas diferenciales independientes diseñadas para minimizar las interferencias de los bucles de tierra.
- Proceso preciso de conversión analógica-digital de 16 bits (incluida la representación del signo).
- Sincronización de hardware integrada mediante los relojes distribuidos (DC) de EtherCAT, con una desviación de sincronización inferior a 1 microsegundo.
- Filtro de entrada de hardware integrado de 5 kHz para rechazar el ruido mecánico y electromagnético de alta frecuencia.
- Robusto aislamiento eléctrico de 500 V (RMS) entre la lógica de control interna del E-bus y las señales de campo.
- Carcasa compacta de 12 mm de ancho que maximiza la densidad en el interior de paneles de control estándar.
Aplicaciones
- Redes industriales de control de procesos que supervisan lazos de corriente estándar de 0 a 20 mA.
- Sistemas distribuidos de adquisición de datos que requieren sincronización a nivel de microsegundos.
- Sistemas de realimentación de lazo cerrado en ensamblaje, embalaje y manipulación de materiales a alta velocidad.
- Instalaciones de seguimiento de potencia y corriente en cuadros de subdistribución.
Especificaciones técnicas
| Parámetro de especificación |
Valor / clasificación |
| Fabricante |
Beckhoff Automation |
| Número de modelo |
EL3114 |
| Tecnología |
Entrada diferencial |
| Número de entradas |
4 |
| Rango de señal de entrada |
0 a 20 mA |
| Resolución A/D |
16 bits (incluido el signo) |
| Relojes distribuidos (DC) |
Sí, precisión < 1 microsegundo |
| Frecuencia límite del filtro de entrada |
5 kHz |
| Resistencia de entrada interna |
típ. 85 ohmios + tensión del diodo |
| Error de medición |
< ±0.3 % (con respecto al valor de escala completa) |
| Tiempo de conversión |
típ. 100 microsegundos |
| Consumo de corriente del E-bus |
típ. 130 mA |
| Aislamiento eléctrico |
500 V (E-bus / tensión de señal) |
| Ancho de bits de la imagen de proceso |
Entradas: 16 bytes |
| Tecnología de conexión |
Abrazadera de jaula (accionada por resorte) |
| Secciones de conductor |
Macizo/trenzado: 0.08 a 2.5 mm²; puntera: 0.14 a 1.5 mm² |
| Dimensiones de la carcasa |
12 mm x 100 mm x 68 mm |
| Temperatura de funcionamiento |
-25 °C a +60 °C |
| Humedad relativa |
95 %, sin condensación |
| Grado de protección |
IP20 |
| Homologaciones |
CE, UL, ATEX (II 3 G Ex nA IIC T4 Gc) |
| Peso de envío (calculado) |
0.055 kg |
Conexiones e interfaces
| Punto de contacto del terminal |
Asignación de señales |
Descripción |
| 1 |
Entrada + (canal 1) |
Entrada de corriente diferencial positiva, canal 1 |
| 5 |
Entrada - (canal 1) |
Entrada de corriente diferencial negativa, canal 1 |
| 2 |
Entrada + (canal 2) |
Entrada de corriente diferencial positiva, canal 2 |
| 6 |
Entrada - (canal 2) |
Entrada de corriente diferencial negativa, canal 2 |
| 3 |
Entrada + (canal 3) |
Entrada de corriente diferencial positiva, canal 3 |
| 7 |
Entrada - (canal 3) |
Entrada de corriente diferencial negativa, canal 3 |
| 4 |
Entrada + (canal 4) |
Entrada de corriente diferencial positiva, canal 4 |
| 8 |
Entrada - (canal 4) |
Entrada de corriente diferencial negativa, canal 4 |
Observaciones de ingeniería empíricas
Modelos alternativos y compatibilidad
El EL3114 puede sustituir directamente a los modelos EL311x antiguos si se verifican las asignaciones del software de proceso. Los sistemas que cambien de terminales sin CC al EL3114 deben asegurarse de que la sincronización Distributed Clock esté habilitada en la configuración activa de TwinCAT para evitar la deriva de la base de tiempo. Seleccione la variante ES3114 si se prefieren módulos de conectores de terminales enchufables para realizar sustituciones in situ.
Problemas de aplicación y notas de ingeniería
La ruta de entrada diferencial interna utiliza amplificadores operacionales estándar con un límite de tensión de modo común máximo absoluto de 10 V. Superar este límite entre canales provocará una saturación intensa de la medición y no linealidades. Además, dado que este terminal consume continuamente 130 mA de la conexión interna del E-bus, los responsables de la integración del sistema deben verificar el perfil de corriente de salida total del acoplador de bus anterior (como un EK1100) e insertar terminales de alimentación intermedios (EK1110 / EL9400) si se supera el presupuesto acumulado del E-bus.
Consejos de puesta en servicio y cableado
Para proteger las transmisiones de señales sensibles de baja amplitud, utilice siempre cables de par trenzado apantallados para los bucles de corriente. Conecte el apantallamiento a tierra en la entrada del armario o en el soporte del terminal. Los parámetros de filtrado, como el comportamiento de paso bajo IIR/FIR, se pueden ajustar completamente en el software TwinCAT mediante los objetos de parámetros CoE (CAN over EtherCAT) 0x80n0, lo que permite ajustar con precisión el filtro de hardware de 5 kHz para aislar patrones de ruido producidos por vibraciones mecánicas.
Directrices de instalación
ADVERTENCIA CRÍTICA:
Desconecte todas las líneas de alimentación eléctrica que suministran energía al conjunto del riel DIN, al controlador y a cualquier interfaz de bucle externa antes de montar o extraer módulos de terminales. Está estrictamente prohibido conectar o cablear en caliente bajo tensión, ya que puede dañar los contactos internos del bus y provocar la destrucción del módulo.
1
Monte el EL3114 en un riel DIN estándar de 35 mm (conforme a EN 60715) deslizándolo hasta que la ranura doble y las guías de enclavamiento encajen firmemente en la carcasa de terminal adyacente.
2
Asegure las conexiones de tierra y del bus comprobando que las láminas de contacto de cobre del E-bus lateral encajen suavemente, sin espacios, en el conjunto de segmentos.
3
Pele los extremos de los conductores terminales a una longitud de 8 a 9 mm. Inserte un destornillador plano en la ranura de liberación del resorte, inserte el cable (rígido o trenzado de hasta 2,5 mm²) y suelte el mecanismo de resorte para completar la sujeción del cable.