Descripción
Diseñado para su implementación directa en campo sin un armario eléctrico, el Beckhoff EP3174-0002 proporciona una adquisición de alta precisión de señales industriales analógicas mediante EtherCAT. Este robusto módulo con clasificación IP67 cuenta con cuatro entradas diferenciales parametrizables individualmente, lo que permite configurar fácilmente por software los modos de medición de tensión (-10 a +10 V) y corriente (0/4 a 20 mA) para cada canal. Al combinar una conversión analógico-digital de 16 bits de alta velocidad con la capacidad de relojes distribuidos, garantiza una adquisición de datos sincronizada y de baja latencia en arquitecturas de red descentralizadas.
Características del producto
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Cuatro canales parametrizables: Configurables individualmente para señales de -10/0...+10 V o 0/4...20 mA mediante el software TwinCAT.
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Protección IP67 robusta: La carcasa completamente sellada permite el montaje directo en la máquina en condiciones ambientales adversas.
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Digitalización de alta resolución: El convertidor analógico-digital de 16 bits (incluido el signo) proporciona valores de proceso precisos.
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Relojes distribuidos (DC): Admite una sincronización con precisión de microsegundos con otros componentes de la red EtherCAT.
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Retroalimentación de diagnóstico: LED de estado integrados para indicar el estado de la red EtherCAT, el estado de los canales y la alimentación auxiliar.
Aplicaciones
- Líneas de ensamblaje automotriz y celdas de fabricación descentralizadas.
- Instalaciones de automatización de procesos que requieren sensores montados en campo.
- Sincronización del control de movimiento multieje mediante relojes distribuidos.
- Seguimiento de plantas de energía eólica y maquinaria pesada en zonas con alta vibración.
Especificaciones técnicas
| Parámetro |
Valor de especificación |
| Fabricante |
Beckhoff Automation |
| Número de modelo |
EP3174-0002 |
| Protocolo |
EtherCAT |
| Número de entradas |
4 entradas diferenciales |
| Tipo de señal |
De -10 V a +10 V | De 0 mA a 20 mA | De 4 mA a 20 mA (configurable por canal) |
| Resolución |
16 bits (incluido el signo) |
| Resistencia interna |
> 200 kOhm (tensión) | típ. 85 ohmios + tensión del diodo (corriente) |
| Tensión de modo común (U_CM) |
Máx. 35 V |
| Error de medición |
< +-0.3% (con respecto al valor de escala completa) |
| Tiempo de conversión |
aprox. 100 microsegundos |
| Frecuencia límite del filtro de entrada |
5 kHz (filtro configurable) |
| Alimentación nominal |
24 V CC (-15 % / +20 %) |
| Consumo de corriente desde U_S |
120 mA |
| Aislamiento eléctrico |
500 V (aislamiento funcional) |
| Temperatura de funcionamiento |
-25 °C a +60 °C |
| Temperatura de almacenamiento |
-40 °C a +85 °C |
| Grado de protección |
IP65 / IP66 / IP67 (conforme con EN 60529) |
| Marcado Ex |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (ATEX zona 2) |
| Resistencia a vibraciones y golpes |
Conforme con EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Inmunidad/emisión electromagnética |
Conforme con EN 61000-6-2 / EN 61000-6-4 |
| Peso neto |
aprox. 165 g |
| Peso de envío (calculado) |
2,0 kg (incluido el embalaje protector) |
Conexiones e interfaces
| Puerto de conexión |
Tipo de conector |
Asignación de señales |
| Bus EtherCAT (entrada/salida) |
2 tomas M8 apantalladas, de tipo roscado |
Pares de transmisión y recepción EtherCAT |
| Entradas analógicas (canales 1-4) |
4 conectores M12 hembra, de 5 pines, codificación A |
Entrada diferencial +, entrada diferencial -, alimentación del sensor (+24 V U_P), tierra (GND), pantalla |
| Alimentación de entrada |
1 toma M8 macho, de 4 pines |
Tensión de control U_S (24 V CC), tensión de carga U_P (24 V CC) |
| Alimentación de salida |
1 toma M8 hembra, de 4 pines |
Bucle de U_S y U_P hacia los módulos posteriores |
Observaciones de ingeniería empíricas
Modelos alternativos y compatibilidad
El EP3174-0002 es el equivalente para montaje en campo IP67 del terminal EtherCAT Beckhoff EL3174. Aunque comparten estructuras idénticas de imagen de proceso de TwinCAT y objetos de parametrización (índice CoE 0x8000), tenga en cuenta que el encaminamiento físico del bus de campo es diferente: el módulo EP requiere cableado M8 en lugar de bloques de terminales. Asegúrese de implementar TwinCAT 3, versión 3.1.4024 o posterior, para aprovechar plenamente los índices de diagnóstico avanzados.
Errores comunes de aplicación y notas de ingeniería
El límite de tensión de modo común (U_CM) está especificado en un máximo de 35 V. Si las señales diferenciales están referenciadas a un potencial de tierra que flota más allá de este límite con respecto a la tierra de alimentación del módulo, puede producirse saturación de la medición o daños en el frontal analógico. Verifique siempre que se mantenga una conexión a tierra de baja impedancia entre los dominios de alimentación desacoplados. Al funcionar en modo de corriente, el módulo presenta una resistencia interna de aproximadamente 85 ohmios más una caída de tensión en el diodo; asegúrese de que los transmisores de campo tengan suficiente tensión de cumplimiento para accionar esta carga combinada.
Consejos de puesta en marcha y cableado
De forma predeterminada, los canales pueden inicializarse en modo de tensión. Para parametrizar un canal en modo de corriente (por ejemplo, de 4 a 20 mA), vaya a TwinCAT System Manager, seleccione el módulo EP3174-0002, abra la pestaña CoE - Online y modifique los índices «Presentation» y «Range» dentro del directorio de objetos 0x80n0 (donde n corresponde al índice del canal, de 0 a 3). Para obtener la máxima inmunidad al ruido de alta frecuencia, realice una terminación del apantallamiento de 360 grados en la carcasa posterior del conector M12 acoplado, conectándola a tierra para derivar directamente la interferencia electromagnética a la placa de montaje integrada del módulo.
Directrices de instalación
ADVERTENCIA CRÍTICA: PELIGRO ELÉCTRICO
Asegúrese de que todas las fuentes de alimentación (U_S y U_P) estén físicamente aisladas y bloqueadas antes de iniciar el montaje, el cableado o el mantenimiento de esta EtherCAT Box. No desenergizar la línea de bus de campo puede provocar arcos eléctricos repentinos, daños en componentes internos de conversión de alta sensibilidad o un comportamiento inesperado de la maquinaria.
1
Monte el módulo sobre una superficie metálica plana y conectada a tierra utilizando dos tornillos M3 a través de los orificios de montaje. Asegúrese de que la placa metálica tenga una conexión de baja impedancia a la puesta a tierra del chasis de la máquina.
2
Conecte el cable de red EtherCAT entrante al conector M8 superior izquierdo (marcado como IN) y la línea descendente al conector OUT. Apriete firmemente a mano los anillos roscados M8 para lograr la protección IP67.
3
Conecte los sensores de campo analógicos a los conectores M12 correspondientes (canales 1 a 4) utilizando cables de par trenzado apantallados. Utilice llaves dinamométricas calibradas para conectores M12 (normalmente, 0,6 Nm) para sellar la interfaz.
4
Aplique alimentación auxiliar de 24 V CC al conector de alimentación M8. Verifique que los indicadores LED «Us» (alimentación lógica) y «Up» (alimentación de periféricos) permanezcan encendidos en verde fijo antes de iniciar el escaneo de la red maestra EtherCAT.