Description
Conçu pour un déploiement direct sur le terrain sans armoire électrique, le Beckhoff EP3174-0002 permet l’acquisition très précise de signaux industriels analogiques via EtherCAT. Ce module robuste, classé IP67, dispose de quatre entrées différentielles paramétrables individuellement, permettant de configurer facilement par logiciel, pour chaque canal, les modes de mesure de tension (-10 à +10 V) et de courant (0/4 à 20 mA). En combinant une conversion analogique-numérique 16 bits à haute vitesse avec la fonctionnalité Distributed Clocks, il garantit une acquisition de données synchronisée et à faible latence dans les architectures réseau décentralisées.
Caractéristiques du produit
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Quatre canaux paramétrables : configuration individuelle via le logiciel TwinCAT pour les signaux -10/0...+10 V ou 0/4...20 mA.
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Protection IP67 robuste : le boîtier entièrement étanche permet un montage direct sur machine dans des conditions environnementales difficiles.
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Numérisation haute résolution : le convertisseur analogique-numérique 16 bits (signe inclus) fournit des valeurs de processus précises.
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Distributed Clocks (DC) : prend en charge une synchronisation à la précision de la microseconde avec les autres composants du réseau EtherCAT.
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Retour de diagnostic : LED d’état intégrées indiquant l’état du réseau EtherCAT, l’état des canaux et l’alimentation auxiliaire.
Applications
- Lignes d’assemblage automobile et cellules de fabrication décentralisées.
- Installations d’automatisation des processus nécessitant des capteurs montés sur le terrain.
- Synchronisation du contrôle des mouvements multi-axes à l’aide des Distributed Clocks.
- Suivi des éoliennes et des machines lourdes dans des zones soumises à de fortes vibrations.
Spécifications techniques
| Paramètre |
Valeur de spécification |
| Fabricant |
Beckhoff Automation |
| Référence du modèle |
EP3174-0002 |
| Protocole |
EtherCAT |
| Nombre d’entrées |
4 entrées différentielles |
| Type de signal |
-10 V à +10 V | 0 mA à 20 mA | 4 mA à 20 mA (configurable par canal) |
| Résolution |
16 bits (signe inclus) |
| Résistance interne |
> 200 kOhm (tension) | typ. 85 Ohm + tension de diode (courant) |
| Tension de mode commun (U_CM) |
Max. 35 V |
| Erreur de mesure |
< +-0,3 % (par rapport à la valeur pleine échelle) |
| Temps de conversion |
env. 100 microsecondes |
| Fréquence limite du filtre d’entrée |
5 kHz (filtre configurable) |
| Alimentation nominale |
24 V CC (-15 % / +20 %) |
| Consommation de courant sur U_S |
120 mA |
| Isolation électrique |
500 V (isolation fonctionnelle) |
| Température de fonctionnement |
-25 °C à +60 °C |
| Température de stockage |
-40 °C à +85 °C |
| Indice de protection |
IP65 / IP66 / IP67 (conforme à la norme EN 60529) |
| Marquage Ex |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (ATEX zone 2) |
| Résistance aux vibrations/chocs |
Conforme aux normes EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Immunité/émissions CEM |
Conforme aux normes EN 61000-6-2 / EN 61000-6-4 |
| Poids net |
env. 165 g |
| Poids d’expédition (calculé) |
2,0 kg (emballage de protection inclus) |
Connexions et interfaces
| Port de connexion |
Type de connecteur |
Affectation des signaux |
| Bus EtherCAT (entrée/sortie) |
2 x prise M8, blindée, à vis |
Paires d’émission et de réception EtherCAT |
| Entrées analogiques (canaux 1 à 4) |
4 x connecteur femelle M12, 5 broches, codage A |
Entrée différentielle +, entrée différentielle -, alimentation du capteur (+24 V U_P), masse (GND), blindage |
| Alimentation |
1 x prise mâle M8, 4 broches |
Tension de commande U_S (24 V CC), tension de charge U_P (24 V CC) |
| Alimentation en aval |
1 x prise femelle M8, 4 broches |
Repiquage de U_S et U_P vers les modules en aval |
Observations techniques empiriques
Modèles alternatifs et compatibilité
L’EP3174-0002 constitue l’équivalent IP67 monté sur le terrain du terminal EtherCAT Beckhoff EL3174. Bien qu’ils partagent des structures identiques d’image de processus TwinCAT et des objets de paramétrage identiques (indice CoE 0x8000), notez que le câblage physique du bus de terrain diffère : le module EP nécessite un câblage M8 plutôt que des borniers. Assurez-vous que TwinCAT 3, version 3.1.4024 ou ultérieure, est déployé afin de tirer pleinement parti des indices de diagnostic avancés.
Pièges d’application et notes d’ingénierie
La tension en mode commun (U_CM) est spécifiée à un maximum de 35 V. Si vos signaux différentiels sont référencés à un potentiel de masse qui dépasse cette limite par rapport à la masse d’alimentation du module, une saturation de la mesure ou des dommages de l’étage d’entrée analogique peuvent survenir. Vérifiez toujours qu’une connexion de masse à faible impédance est maintenue entre les domaines d’alimentation découplés. En mode courant, le module présente une résistance interne d’environ 85 ohms, à laquelle s’ajoute une chute de tension dans la diode ; assurez-vous que vos transmetteurs de terrain disposent d’une tension de conformité suffisante pour piloter cette charge totale.
Conseils de mise en service et de câblage
Par défaut, les canaux peuvent s’initialiser en mode tension. Pour paramétrer un canal en mode courant (par exemple, de 4 à 20 mA), accédez au TwinCAT System Manager, sélectionnez le module EP3174-0002, ouvrez l’onglet CoE - Online et modifiez les indices « Presentation » et « Range » dans le répertoire d’objets 0x80n0 (où n correspond à l’indice du canal, de 0 à 3). Pour une immunité maximale au bruit haute fréquence, réalisez une terminaison du blindage à 360 degrés sur la coque arrière du connecteur M12 correspondant afin de mettre directement à la terre les interférences électromagnétiques au niveau de la plaque de montage intégrée au module.
Consignes d’installation
AVERTISSEMENT CRITIQUE : RISQUE ÉLECTRIQUE
Assurez-vous que toutes les alimentations (U_S et U_P) sont physiquement isolées et consignées avant de commencer le montage, le câblage ou la maintenance de cet EtherCAT Box. Le fait de ne pas mettre la ligne de bus de terrain hors tension peut provoquer des arcs électriques soudains, endommager des composants internes de conversion très sensibles ou entraîner un comportement inattendu de la machine.
1
Montez le module sur une surface métallique plane et mise à la terre à l’aide de deux vis M3 passant par les trous de fixation. Assurez-vous que la plaque métallique présente une connexion à faible impédance à la terre du châssis de la machine.
2
Raccordez le câble réseau EtherCAT entrant à la prise M8 située en haut à gauche (marquée IN) et la ligne sortante à la prise OUT. Serrez fermement à la main les collerettes filetées M8 afin d’assurer une protection IP67.
3
Raccordez les capteurs de terrain analogiques aux prises M12 correspondantes (canaux 1 à 4) à l’aide de câbles blindés à paires torsadées. Utilisez des clés dynamométriques étalonnées pour les connecteurs M12 (généralement 0,6 Nm) afin d’assurer l’étanchéité de l’interface.
4
Appliquez une alimentation auxiliaire de 24 V CC à la prise d’alimentation M8. Vérifiez que les voyants LED « Us » (alimentation logique) et « Up » (alimentation des périphériques) restent allumés en vert fixe avant de lancer l’analyse du réseau maître EtherCAT.