Description
Conçu pour fournir un retour de commande de mouvement précis dans les environnements industriels difficiles, le boîtier EtherCAT Beckhoff ER5101-0002 fonctionne comme une interface robuste à 1 canal pour encodeur incrémental. Installé dans un boîtier en zinc moulé sous pression très résistant, cet appareil montable sur site permet d’acquérir directement les signaux numériques d’encodeurs différentiels (RS422) ou asymétriques (TTL), sans nécessiter d’armoire électrique de protection. Son compteur intégré de 16 ou 32 bits suit les impulsions haute vitesse jusqu’à 4 millions d’incréments par seconde, garantissant la synchronisation en temps réel des données de position et de vitesse sur le réseau de commande grâce aux horloges distribuées standard.
Fonctionnalités
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Compatibilité multiprotocole : se connecte aisément aux encodeurs différentiels RS422, aux entrées TTL asymétriques et aux systèmes à générateur d’impulsions.
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Boîtier de qualité industrielle : le boîtier en zinc moulé sous pression offre les indices de protection IP65, IP66 et IP67 et résiste à l’huile, à l’humidité et aux chocs mécaniques.
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Horloges distribuées (DC) : la synchronisation matérielle des horloges garantit une précision de synchronisation à l’échelle de la microseconde sur l’ensemble du réseau EtherCAT.
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Options de comptage configurables : prend en charge un comptage binaire flexible sur 16 ou 32 bits, avec des profils de commande dynamiques pour la lecture, la définition et l’activation.
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Alimentation intégrée des capteurs : dispose d’une sortie auxiliaire dédiée de 5 V CC, 150 mA, pour alimenter directement les encodeurs connectés.
Applications
- Axes de positionnement décentralisés sur les convoyeurs et les réseaux de manutention des matériaux.
- Mesure de la vitesse de rotation et retour angulaire sur les machines lourdes sans armoires de commande.
- Enregistrement de la position de la tourelle porte-outils et de la broche dans les centres d’usinage multiaxes.
- Synchronisation et adaptation de la vitesse de plusieurs convoyeurs dans les lignes de transformation et de conditionnement des aliments.
Spécifications techniques
| Paramètre |
Valeur de la spécification |
| Fabricant |
Beckhoff |
| Identifiant du modèle |
ER5101-0002 |
| Protocole de communication |
EtherCAT |
| Interface de bus de terrain |
2 connecteurs M8, blindés, raccordement à verrouillage à vis |
| Types de signaux pris en charge |
RS422 différentiel, TTL asymétrique, générateur d’impulsions, compteur |
| Canaux de signal |
1 canal d’encodeur incrémental (A, A-inv, B, B-inv, C, C-inv) |
| Tension nominale du système |
24 V CC (-15 % / +20 %) |
| Alimentation du capteur |
5 V CC, 150 mA maximum (VCC) |
| Fréquence limite |
4 000 000 incréments/seconde (avec évaluation quadruple) |
| Mode horloge interne |
Prise en charge des horloges distribuées (DC) |
| Consommation de courant |
Typiquement 130 mA depuis US + charge du capteur |
| Isolation électrique |
500 V RMS (tension d’essai) |
| Indice de protection contre les infiltrations |
IP65, IP66, IP67 (conforme à la norme EN 60529) |
| Plage de températures de fonctionnement |
0 à 55 °C |
| Plage de températures de stockage |
-25 à 85 °C |
| Résistance aux vibrations / aux chocs |
Conforme aux normes EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Normes de conformité |
CE, UL |
| Pays d’origine |
Allemagne |
| Poids net |
265 grammes |
| Poids d’expédition (calculé) |
2,0 kg (avec emballage de protection) |
Connexions et interfaces
| Type de port / connexion |
Correspondance des broches / canaux d’interface |
| Entrée EtherCAT |
Connecteur M8, 4 broches, blindé, codage D ou verrouillage à vis standard |
| Sortie EtherCAT |
Prise M8, 4 broches, blindée, raccordement en aval à verrouillage vissé |
| Entrée d’alimentation (US/UP) |
Connecteur M8 mâle, alimentation à 4 broches (US : alimentation de commande, UP : alimentation de charge) |
| Sortie d’alimentation |
Prise M8 femelle, bouclage en aval à 4 broches |
| Signaux du codeur |
Affectations directes pour les entrées différentielles A, A (inversé), B, B (inversé), C, C (inversé) |
Observations techniques empiriques
Modèles alternatifs et compatibilité
L’ER5101-0002 à habillage métallique est fonctionnellement identique à l’EP5101-0002 à boîtier plastique. Ils partagent la même architecture de registres électroniques, un mappage identique de l’image de processus et utilisent les mêmes fichiers de configuration XML Beckhoff TwinCAT ESI (EtherCAT Slave Information). Vous pouvez intégrer directement cette unité en zinc moulé sous pression dans des réseaux conçus pour la variante EP sans modifier le code de votre API ni l’arborescence de configuration TwinCAT.
Pièges d’application et remarques techniques
Comme l’ER5101-0002 possède un boîtier métallique conducteur, il doit être correctement relié au châssis de la machine afin de garantir de bonnes performances CEM. Le montage du module sur des rails de châssis peints ou isolés sans tresse de mise à la terre dédiée peut introduire du bruit sur les liaisons de codeur RS422 haute fréquence, ce qui peut entraîner de faux incréments du compteur. Faites particulièrement attention aux limites de courant : si le codeur consomme plus de 150 mA sur la broche VCC, le fusible PTC interne à réarmement automatique se déclenchera et désactivera temporairement le retour du codeur.
Conseils de mise en service et de câblage
Lors de la configuration de ce module dans TwinCAT, veillez à activer le paramètre d’évaluation quadruple dans la fenêtre des registres CoE (CANopen over EtherCAT) en ligne afin d’exploiter la capacité maximale de 4 millions d’incréments/s. Pour les câbles de codeur de grande longueur, nous recommandons d’utiliser des câbles blindés à paires torsadées de haute qualité, en faisant passer le blindage directement par le corps métallique du connecteur M8.
Directives d’installation
AVERTISSEMENT CRITIQUE
Avant d’installer, de retirer ou de câbler un système EtherCAT Box, vérifiez que l’ensemble de l’alimentation principale 24 V CC de l’architecture de commande est hors tension. Ne branchez ni ne débranchez les connexions M8 de bus de terrain ou de codeur lorsque le système est sous tension, car un arc électrique pourrait endommager les circuits intégrés de communication internes ou corrompre la configuration des esclaves.
1
Montez le boîtier en zinc moulé sous pression directement sur une surface plane et mise à la terre de la machine à l’aide de vis M3 ou M4. Vérifiez que l’arrière du corps métallique établit un contact électrique ferme avec la terre fonctionnelle du système.
2
Raccordez le câble réseau EtherCAT entrant au port M8 « EtherCAT In ». Serrez à la main la bague de verrouillage M8 afin de préserver l’étanchéité IP67.
3
Raccordez les appareils EtherCAT en aval au port « EtherCAT Out » ou terminez la ligne à l’aide d’un terminateur de bus M8 s’il s’agit du dernier nœud.
4
Raccordez l’interface du codeur incrémental aux ports de capteur à l’aide de câbles M8 blindés. Vérifiez que le brochage correspond aux affectations des canaux A/B/C.
5
Branchez l’alimentation 24 V CC sur la prise d’alimentation M8 mâle. Mettez sous tension et analysez le réseau EtherCAT dans TwinCAT pour configurer les paramètres de fonctionnement.