Descripción
Diseñada para ofrecer una retroalimentación precisa del control de movimiento en entornos industriales exigentes, la caja EtherCAT Beckhoff ER5101-0002 funciona como una robusta interfaz de encoder incremental de 1 canal. Esta unidad, instalable en campo y alojada en una carcasa de zinc fundido de alta resistencia, permite adquirir directamente señales digitales de encoder diferenciales (RS422) o de extremo único (TTL) sin necesidad de un armario eléctrico protector. Su contador integrado de 16 o 32 bits registra pulsos de alta velocidad de hasta 4 millones de incrementos por segundo, garantizando que los datos de posición y velocidad en tiempo real se sincronicen en toda la red de control mediante relojes distribuidos estándar.
Características
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Compatibilidad multiprotocolo: Se conecta perfectamente con encoders diferenciales RS422, entradas TTL de extremo único y sistemas de generadores de pulsos.
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Carcasa de grado industrial: La carcasa de zinc fundido ofrece grados de protección IP65, IP66 e IP67, y resiste el aceite, la humedad y los impactos mecánicos.
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Relojes distribuidos (DC): La sincronización del reloj basada en hardware garantiza una precisión de sincronización de nivel de microsegundos en toda la red EtherCAT.
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Opciones de contador configurables: Admite conteo binario flexible de 16 o 32 bits con perfiles dinámicos de lectura, configuración y habilitación.
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Alimentación integrada del sensor: Incluye una salida auxiliar dedicada de 5 V CC y 150 mA para alimentar directamente los encoders conectados.
Aplicaciones
- Ejes de posicionamiento descentralizados en cintas transportadoras y redes de manipulación de materiales.
- Retroalimentación de velocidad de giro y ángulo en maquinaria pesada sin armarios de control.
- Registro de la posición de torretas de herramientas y husillos en centros de mecanizado multieje.
- Sincronización de la velocidad de múltiples transportadores en líneas de procesamiento y envasado de alimentos.
Especificaciones técnicas
| Parámetro |
Valor de la especificación |
| Fabricante |
Beckhoff |
| Identificador del modelo |
ER5101-0002 |
| Protocolo de comunicación |
EtherCAT |
| Interfaz de bus de campo |
2 conectores M8, blindados, conexión con bloqueo mediante tornillo |
| Tipos de señal compatibles |
RS422 diferencial, TTL de extremo único, generador de pulsos, contador |
| Canales de señal |
1 canal de encoder incremental (A, A-inv, B, B-inv, C, C-inv) |
| Tensión nominal del sistema |
24 V CC (-15 por ciento / +20 por ciento) |
| Alimentación del sensor |
5 V CC, máximo 150 mA (VCC) |
| Frecuencia límite |
4.000.000 incrementos/segundo (con evaluación cuádruple) |
| Modo de reloj interno |
Admite relojes distribuidos (DC) |
| Consumo de corriente |
Típicamente 130 mA de US + carga del sensor |
| Aislamiento eléctrico |
500 V RMS (tensión de prueba) |
| Clase de protección contra la penetración |
IP65, IP66, IP67 (conforme con EN 60529) |
| Rango de temperatura de funcionamiento |
De 0 a 55 °C |
| Rango de temperatura de almacenamiento |
-25 a 85 °C |
| Resistencia a vibraciones / impactos |
Conforme con EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Normas de conformidad |
CE, UL |
| País de origen |
Alemania |
| Peso neto |
265 gramos |
| Peso de envío (calculado) |
2,0 kg (con embalaje protector) |
Conexiones e interfaces
| Tipo de puerto / conexión |
Asignación de pines / canales de la interfaz |
| Entrada EtherCAT |
Conector M8, de 4 pines, blindado, codificado D o con bloqueo estándar mediante tornillo |
| Salida EtherCAT |
Toma M8, 4 pines, apantallada, acoplamiento descendente con bloqueo por tornillo |
| Entrada de alimentación (US/UP) |
Conector M8 macho, alimentación de 4 pines (US: alimentación de control, UP: alimentación de carga) |
| Salida de alimentación |
Toma M8 hembra, conexión en bucle descendente de 4 pines |
| Señales del codificador |
Asignaciones directas para las entradas diferenciales A, A (invertida), B, B (invertida), C, C (invertida) |
Perspectivas de ingeniería empíricas
Modelos alternativos y compatibilidad
El ER5101-0002 con revestimiento metálico es funcionalmente idéntico al EP5101-0002 con carcasa de plástico. Ambos comparten la misma arquitectura de registros electrónicos, un mapeo idéntico de la imagen de proceso y utilizan los mismos archivos XML de configuración ESI (EtherCAT Slave Information) de Beckhoff TwinCAT. Puede incorporar esta unidad de fundición de cinc directamente a redes diseñadas para la variante EP sin modificar el código del PLC ni las configuraciones del árbol de TwinCAT.
Errores de aplicación y notas de ingeniería
Dado que el ER5101-0002 tiene una carcasa metálica conductora, debe conectarse correctamente al bastidor de la máquina para garantizar un rendimiento fiable en materia de compatibilidad electromagnética (EMC). Montar el módulo en perfiles del bastidor pintados o aislados sin una correa de puesta a tierra específica puede introducir ruido en las señales de los codificadores RS422 de alta frecuencia, lo que provocaría incrementos falsos del contador. Preste mucha atención a los límites de consumo de corriente: si el codificador consume más de 150 mA del pin VCC, el fusible PTC interno de restablecimiento automático se disparará y desactivará temporalmente la realimentación del codificador.
Consejos de puesta en servicio y cableado
Al configurar este módulo en TwinCAT, asegúrese de habilitar el parámetro de evaluación cuádruple en la ventana de registros en línea CoE (CANopen sobre EtherCAT) para utilizar toda la capacidad de 4 millones de incrementos/s. Al utilizar cables de codificador de gran longitud, recomendamos emplear cables de par trenzado apantallados de alta calidad, conectando el apantallamiento directamente a través de la carcasa metálica del conector M8.
Directrices de instalación
ADVERTENCIA CRÍTICA
Antes de instalar, retirar o cablear cualquier sistema EtherCAT Box, asegúrese de que la alimentación principal de 24 V CC de toda la arquitectura de control esté desenergizada. No conecte ni desconecte las conexiones de bus de campo M8 ni del codificador mientras el sistema esté energizado, ya que los arcos eléctricos podrían dañar los chips de comunicación internos o corromper las configuraciones de los esclavos.
1
Monte la caja de fundición de cinc directamente sobre una superficie plana y conectada a tierra de la máquina utilizando tornillos M3 o M4. Asegúrese de que la parte posterior del cuerpo metálico mantenga un contacto eléctrico firme con la tierra funcional del sistema.
2
Conecte el cable de red EtherCAT entrante al puerto M8 «EtherCAT In». Apriete a mano el collarín de bloqueo M8 para mantener el sellado contra la humedad IP67.
3
Conecte los dispositivos EtherCAT posteriores al puerto «EtherCAT Out» o termine la línea con un terminador de bus M8 si este es el nodo final.
4
Conecte la interfaz del codificador incremental a los puertos del sensor mediante cables M8 apantallados. Asegúrese de que la asignación de pines coincida con las asignaciones de canales A/B/C.
5
Conecte la alimentación de 24 V CC a la toma M8 macho de alimentación. Aplique tensión y escanee la red EtherCAT en TwinCAT para configurar los parámetros operativos.