Opis
Zaprojektowany do bezpośredniego zastosowania w terenie, bez szafy elektrycznej, Beckhoff EP3174-0002 zapewnia bardzo precyzyjne pozyskiwanie analogowych sygnałów przemysłowych przez EtherCAT. Ten wytrzymały moduł o stopniu ochrony IP67 ma cztery indywidualnie parametryzowane wejścia różnicowe, umożliwiające płynne programowe przełączanie między trybami pomiaru napięcia (od -10 do +10 V) i prądu (0/4 do 20 mA) dla każdego kanału. Połączenie szybkiej, 16-bitowej konwersji analogowo-cyfrowej z obsługą zegarów rozproszonych gwarantuje zsynchronizowane pozyskiwanie danych z niskimi opóźnieniami w zdecentralizowanych architekturach sieciowych.
Cechy produktu
-
Cztery kanały z parametryzacją: Każdy kanał można indywidualnie skonfigurować za pomocą oprogramowania TwinCAT dla sygnałów -10/0...+10 V lub 0/4...20 mA.
-
Wytrzymała ochrona IP67: Całkowicie szczelna obudowa umożliwia bezpośredni montaż na maszynie w trudnych warunkach środowiskowych.
-
Wysokorozdzielcza digitalizacja: 16-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy (łącznie z bitem znaku) zapewnia precyzyjne wartości procesowe.
-
Zegary rozproszone (DC): Obsługa synchronizacji z dokładnością do mikrosekund z innymi komponentami sieci EtherCAT.
-
Informacje diagnostyczne: Zintegrowane diody LED sygnalizujące stan sieci EtherCAT, stan kanałów i zasilanie pomocnicze.
Zastosowania
- Linie montażowe branży motoryzacyjnej i zdecentralizowane gniazda produkcyjne.
- Instalacje automatyki procesowej wymagające czujników montowanych w terenie.
- Synchronizacja sterowania ruchem wieloosiowym z wykorzystaniem zegarów rozproszonych.
- Monitorowanie elektrowni wiatrowych i ciężkich maszyn w strefach o wysokim poziomie wibracji.
Specyfikacja techniczna
| Parametr |
Wartość specyfikacji |
| Producent |
Beckhoff Automation |
| Numer modelu |
EP3174-0002 |
| Protokół |
EtherCAT |
| Liczba wejść |
4 wejścia różnicowe |
| Typ sygnału |
Od -10 V do +10 V | Od 0 mA do 20 mA | Od 4 mA do 20 mA (konfigurowane dla każdego kanału) |
| Rozdzielczość |
16-bitowa (łącznie z bitem znaku) |
| Rezystancja wewnętrzna |
> 200 kiloomów (napięcie) | typ. 85 omów + napięcie diody (prąd) |
| Napięcie wspólne (U_CM) |
Maks. 35 V |
| Błąd pomiaru |
< +-0,3% (w odniesieniu do wartości pełnej skali) |
| Czas konwersji |
ok. 100 mikrosekund |
| Częstotliwość graniczna filtra wejściowego |
5 kHz (filtr konfigurowalny) |
| Znamionowe napięcie zasilania |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Pobór prądu z U_S |
120 mA |
| Izolacja elektryczna |
500 V (izolacja funkcjonalna) |
| Temperatura pracy |
-25°C do +60°C |
| Temperatura przechowywania |
-40°C do +85°C |
| Stopień ochrony |
IP65 / IP66 / IP67 (zgodnie z EN 60529) |
| Oznaczenie Ex |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (strefa ATEX 2) |
| Odporność na wibracje i udary |
Zgodność z EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Odporność na zakłócenia/Emisja EMC |
Zgodność z EN 61000-6-2 / EN 61000-6-4 |
| Masa netto |
około 165 g |
| Masa przesyłki (obliczona) |
2,0 kg (wraz z opakowaniem ochronnym) |
Połączenia i interfejsy
| Port przyłączeniowy |
Typ złącza |
Przyporządkowanie sygnałów |
| Magistrala EtherCAT (wejście/wyjście) |
2 x gniazdo M8, ekranowane, skręcane |
Pary nadawcze i odbiorcze EtherCAT |
| Wejścia analogowe (kanały 1–4) |
4 x złącze żeńskie M12, 5-stykowe, kodowanie A |
Wejście różnicowe +, wejście różnicowe -, zasilanie czujnika (+24 V U_P), masa (GND), ekran |
| Zasilanie doprowadzane |
1 x gniazdo męskie M8, 4-stykowe |
Napięcie sterujące U_S (24 V DC), napięcie obciążenia U_P (24 V DC) |
| Zasilanie modułów downstream |
1 x gniazdo żeńskie M8, 4-stykowe |
Przelotowe przekazanie U_S i U_P do kolejnych modułów |
Wnioski inżynierskie oparte na doświadczeniu
Modele alternatywne i kompatybilność
EP3174-0002 jest montowanym w obiekcie odpowiednikiem zacisku EtherCAT Beckhoff EL3174 o stopniu ochrony IP67. Oba urządzenia mają identyczne struktury obrazu procesowego TwinCAT oraz obiekty parametryzacji (indeks CoE 0x8000), należy jednak pamiętać, że fizyczne prowadzenie magistrali obiektowej jest inne: moduł EP wymaga okablowania M8 zamiast listew zaciskowych. Aby w pełni wykorzystać zaawansowane indeksy diagnostyczne, należy wdrożyć TwinCAT 3 w wersji 3.1.4024 lub nowszej.
Pułapki aplikacyjne i uwagi inżynierskie
Napięcie wspólne (U_CM) ma znamionową wartość maksymalną 35 V. Jeśli sygnały różnicowe są odniesione do potencjału masy, który względem masy zasilania modułu wykracza poza ten limit, może dojść do nasycenia pomiaru lub uszkodzenia analogowego toru wejściowego. Zawsze należy sprawdzić, czy między odseparowanymi domenami zasilania utrzymywane jest połączenie masy o niskiej impedancji. W trybie prądowym moduł ma rezystancję wewnętrzną wynoszącą około 85 omów oraz spadek napięcia na diodzie; należy upewnić się, że przetworniki obiektowe mają wystarczające napięcie zgodności, aby wysterować to łączne obciążenie.
Wskazówki dotyczące uruchamiania i okablowania
Domyślnie kanały mogą uruchamiać się w trybie napięciowym. Aby skonfigurować kanał do pracy w trybie prądowym (np. od 4 do 20 mA), przejdź do TwinCAT System Manager, wybierz moduł EP3174-0002, otwórz kartę CoE - Online i zmodyfikuj indeksy „Presentation” oraz „Range” w katalogu obiektów 0x80n0 (gdzie n odpowiada indeksowi kanału od 0 do 3). Aby uzyskać maksymalną odporność na zakłócenia wysokoczęstotliwościowe, wykonaj ekranowanie dookólne 360° na tylnej części obudowy złącza M12 i podłącz je do uziemienia, aby odprowadzać zakłócenia elektromagnetyczne bezpośrednio do zintegrowanej płyty montażowej modułu.
Wytyczne dotyczące instalacji
OSTRZEŻENIE KRYTYCZNE: ZAGROŻENIE ELEKTRYCZNE
Przed rozpoczęciem montażu, okablowania lub konserwacji tego urządzenia EtherCAT Box upewnij się, że wszystkie zasilacze (U_S i U_P) są fizycznie odłączone i zabezpieczone przed ponownym włączeniem. Brak odłączenia zasilania linii magistrali obiektowej może prowadzić do nagłego powstania łuku elektrycznego, uszkodzenia wrażliwych wewnętrznych elementów przetwarzających lub nieoczekiwanego działania maszyny.
1
Zamontuj moduł na płaskiej, uziemionej powierzchni metalowej za pomocą dwóch śrub M3 przeprowadzonych przez otwory montażowe. Upewnij się, że metalowa płyta jest połączona z uziemieniem obudowy maszyny za pomocą połączenia o niskiej impedancji.
2
Podłącz doprowadzający przewód sieci EtherCAT do górnego lewego gniazda M8 (oznaczonego jako IN), a przewód do kolejnego urządzenia — do gniazda OUT. Mocno dokręć ręcznie gwintowane nakrętki złączy M8, aby zapewnić stopień ochrony IP67.
3
Podłącz analogowe czujniki obiektowe do odpowiednich gniazd M12 (kanały od 1 do 4), używając ekranowanych przewodów skręcanych parami. Do uszczelnienia połączenia użyj kluczy dynamometrycznych kalibrowanych do złączy M12 (zwykle 0,6 Nm).
4
Podłącz zasilanie pomocnicze 24 V DC do gniazda zasilania M8. Przed rozpoczęciem skanowania sieci przez urządzenie nadrzędne EtherCAT sprawdź, czy wskaźniki LED „Us” (zasilanie logiki) i „Up” (zasilanie urządzeń peryferyjnych) świecą światłem ciągłym na zielono.