Description
Faisant office d’interface de capteur ultraprécise, le Beckhoff ELM3104-0000 fournit des mesures de courant analogiques à 4 canaux directement dans les environnements de contrôle industriels compatibles EtherCAT. Cette borne de mesure à grande vitesse fonctionne dans la plage +/-20 mA avec une résolution exceptionnelle de 24 bits, répondant aux exigences rigoureuses des processus dynamiques et des bancs d’essai de laboratoire de haute précision. Logé dans un boîtier robuste en zinc moulé sous pression, cet appareil intègre des fonctions avancées de traitement numérique, notamment un suréchantillonnage jusqu’à 10 kéch/s par canal, des calculs TrueRMS et des filtres numériques personnalisables pour éliminer le bruit haute fréquence du terrain.
Caractéristiques
- 4 canaux de mesure de courant différentiels simultanés prenant en charge les signaux +/-20 mA.
- Convertisseurs A/N delta-sigma à grande vitesse offrant des fréquences d’échantillonnage allant jusqu’à 100 microsecondes (10 kéch/s) par canal.
- Fonction de suréchantillonnage flexible (facteur n = 1 à 100) pour l’acquisition de formes d’onde à haute résolution.
- Outils intégrés de conditionnement du signal : calcul TrueRMS, intégrateur/dérivateur, PeakHold et mise à l’échelle non linéaire.
- Synchronisation par horloges distribuées de précision (DC), offrant une précision de gigue largement inférieure à 1 microseconde.
- Boîtier robuste en zinc moulé sous pression, conçu pour une dissipation thermique optimale et une protection mécanique supérieure.
- Connecteurs de service enfichables pour un câblage de terrain pratique sans outil et un remplacement rapide des modules.
Applications
- Bancs d’essai industriels à grande vitesse et dynamomètres.
- Surveillance des vibrations et suivi de l’intégrité structurelle.
- Surveillance de précision des boucles dans les usines de traitement chimique.
- Analyse acoustique et enregistrement rapide des signaux transitoires.
Spécifications techniques
| Paramètre |
Spécification |
| Fabricant |
Beckhoff |
| Numéro de modèle |
ELM3104-0000 |
| Type de produit |
Borne de mesure EtherCAT |
| Nombre de canaux |
4 (différentiels) |
| Plage de signaux |
+/-20 mA |
| Résolution |
24 bits (signe compris) |
| Fréquence d’échantillonnage |
100 microsecondes max. / 10 kéch/s par canal, simultanément |
| Facteur de suréchantillonnage |
n = 1 à 100, sélectionnable |
| Résistance d’entrée interne |
150 ohms |
| Erreur de mesure |
< +/-100 ppm (+/-0,01 pour cent) typ. par rapport à la pleine échelle |
| Coefficient de température |
< 10 ppm/K typ. |
| Consommation de courant du bus E |
490 mA typ. |
| Isolation électrique |
Canal/bus 707 V CC, canal/SGND 707 V CC |
| Dissipation thermique |
3 W typ. |
| Section de raccordement |
Rigide/flexible : 0,2 à 1,5 mm2 (AWG 24 à 14) |
| Matériau du boîtier |
Zinc moulé sous pression |
| Dimensions (L x H x P) |
30 mm x 100 mm x 95 mm |
| Température de fonctionnement |
-25 à +60 °C |
| Poids d’expédition |
2,0 kg |
Connexions et interfaces
| Borne / broche |
Fonction / affectation du circuit |
| Canal 1 (broche 1 / broche 2) |
Entrée de courant Ch1 (+) / Masse du signal Ch1 (-) |
| Canal 2 (Broche 1 / Broche 2) |
Entrée de courant Ch2 (+) / Masse du signal Ch2 (-) |
| Canal 3 (Broche 1 / Broche 2) |
Entrée de courant Ch3 (+) / Masse du signal Ch3 (-) |
| Canal 4 (Broche 1 / Broche 2) |
Entrée de courant Ch4 (+) / Masse du signal Ch4 (-) |
Modèles alternatifs et compatibilité
Alors que les modules standard de la série EL3xxx assurent le suivi général des courants, le module de mesure haute précision ELM3104-0000 nécessite une intégration au runtime TwinCAT 3 pour prendre en charge les algorithmes avancés de suréchantillonnage et le traitement complet en résolution 24 bits. Ce module est entièrement rétrocompatible avec les réseaux EtherCAT standard, mais nécessite une architecture dédiée du bus système capable de fournir sa consommation typique de 490 mA sur l’E-bus.
Pièges liés à l’application et notes d’ingénierie
Pour respecter la précision spécifiée de 100 ppm, assurez-vous que toutes les boucles de courant utilisent un câblage blindé à paires torsadées (STP). Les interférences électromagnétiques à proximité de variateurs de fréquence puissants peuvent induire du bruit et réduire le nombre effectif de bits (ENOB) du module. Le châssis en zinc moulé sous pression doit être monté sur un rail DIN en acier de 35 mm correctement mis à la terre et exempt d’oxydation, afin de maintenir un chemin de blindage optimal et une dissipation thermique efficace sous une charge maximale de 3 W.
Conseils de mise en service et de câblage
Utilisez les connecteurs de service intégrés à 2 broches à insertion directe pour les applications soumises à de fortes vibrations. Cette fonctionnalité permet de remplacer rapidement le module sans extraire chaque fil, réduisant ainsi les erreurs de câblage. Lors de la mise en service dans TwinCAT, vérifiez que les Distributed Clocks (DC) sont activées pour le bornier afin d’aligner les entrées de processus historiques avec une précision inférieure à la microseconde sur plusieurs nœuds.
Directives d’installation
AVERTISSEMENT CRITIQUE : Mettez hors tension tous les blocs de distribution électrique, armoires de commande et circuits d’alimentation auxiliaire avant de monter ou de démonter le bornier. Une isolation insuffisante de l’alimentation peut entraîner des dommages imprévus du bus système, des décharges électriques ou une dégradation critique des circuits analogiques delta-sigma internes.
1
Montez directement l’ELM3104-0000 sur un rail DIN de 35 mm propre et mis à la terre, conforme à la norme EN 60715.
2
Engagez la double rainure et la connexion à détrompeur situées sur le côté du bornier afin de le verrouiller solidement sur les modules EtherCAT adjacents.
3
Dénudez les fils de signal analogique sur une longueur précise de 8 à 9 mm. Insérez directement les conducteurs rigides ou les fils souples munis d’embouts dans le bornier enfichable à insertion directe.
4
Mettez le système sous tension et analysez la topologie du réseau EtherCAT dans TwinCAT System Manager afin de configurer les filtres et les fréquences d’échantillonnage.