Bezpośrednia integracja zdecentralizowanych sygnałów na poziomie obiektowym jest realizowana za pomocą modułu EtherCAT Box Beckhoff ER2338-1001, wyposażonego w osiem dwukierunkowych, dowolnie konfigurowalnych kanałów cyfrowych umieszczonych w solidnej, odpornej na wilgoć obudowie IP67. Moduł ten łączy się bezpośrednio z czujnikami i elementami wykonawczymi na poziomie maszyny, eliminując potrzebę stosowania zabezpieczających szaf sterowniczych i ograniczając ilość okablowania obiektowego.
Najważniejsze cechy
-
Dowolnie konfigurowalne wejścia/wyjścia: Każdy z 8 kanałów można niezależnie skonfigurować jako wejście cyfrowe lub wyjście cyfrowe za pomocą oprogramowania sterującego TwinCAT.
-
Szybkie przełączanie: Krótkie czasy przełączania — typowy czas włączania wynosi 50 mikrosekund, a wyłączania 100 mikrosekund.
-
Wytrzymałe złącza M8: Wyposażony w bezpieczne, ekranowane złącza M8 z przyłączem śrubowym, zarówno do komunikacji EtherCAT, jak i fizycznych kanałów wejścia/wyjścia.
-
Kompleksowa ochrona: Wbudowane zabezpieczenie przeciwzwarciowe zasilania czujników i wyjść oraz stopień ochrony IP65/66/67.
-
Izolacja elektryczna: Zapewnia izolację elektryczną 500 V, chroniąc wrażliwą elektronikę sterującą po stronie nadrzędnej przed zakłóceniami elektrycznymi po stronie obiektowej.
Zastosowania przemysłowe
-
Linie montażowe w branży motoryzacyjnej: Bezpośredni montaż na ramionach robotów i systemach przenośnikowych, gdzie przestrzeń jest ograniczona, a kontakt z cieczami częsty.
-
Maszyny pakujące: Szybkie sortowanie, zliczanie i sterowanie zaworami pneumatycznymi bez lokalnych szaf przyłączeniowych.
-
Systemy transportu materiałów: Rozproszone sieci czujników wzdłuż rozległych linii przenośnikowych wykorzystujące topologię EtherCAT z połączeniem łańcuchowym.
-
Przetwórstwo żywności i napojów: Instalacje w strefach mokrych wymagające modułów magistrali obiektowej IP67, kompatybilnych z myciem.
Specyfikacja techniczna
| Parametr |
Wartość / specyfikacja |
| Producent |
Beckhoff Automation |
| Model / numer artykułu |
ER2338-1001 |
| Protokół |
EtherCAT |
| Interfejs magistrali |
2 × gniazdo M8, ekranowane, z przyłączem śrubowym |
| Liczba kanałów |
8 wejść lub wyjść cyfrowych (z możliwością dowolnej konfiguracji) |
| Przyłącza wejść/wyjść |
M8 × 1, 3-stykowe, kodowanie A |
| Czas filtrowania wejścia |
3,0 ms |
| Napięcie sygnału „0” |
Od -3 do +5 V |
| Napięcie sygnału „1” |
Od 11 do 30 V (prąd wejściowy 6 mA, EN 61131-2, typ 3) |
| Zasilanie czujników |
Pochodzące z napięcia zasilania obciążenia, maks. 0,5 A łącznie, odporne na zwarcia |
| Obsługiwane typy obciążenia |
Obciążenie rezystancyjne, indukcyjne, lampowe |
| Znamionowe napięcie obciążenia |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Maks. prąd wyjściowy |
0,5 A na kanał |
| Pobór prądu z US |
120 mA |
| Przyłącze zasilania |
Doprowadzenie: 1 × M8 męskie, 4-stykowe; odprowadzenie: 1 × M8 żeńskie, 4-stykowe |
| Izolacja elektryczna |
500 V |
| Temperatura pracy |
Od -25 do +60°C |
| Temperatura przechowywania |
Od -40 do +85°C |
| Stopień ochrony |
IP65/66/67 (zgodność z EN 60529) |
| Atesty |
CE, UL |
| Kraj pochodzenia |
Niemcy |
| Masa wysyłkowa (obliczona) |
2,0 kg |
| Wymiary opakowania (obliczone) |
150 × 50 × 40 mm |
Połączenia i interfejsy
| Typ złącza |
Numer pinu |
Przyporządkowanie funkcji |
| Gniazda I/O M8 (3-pinowe) |
Pin 1 |
+24 V DC — zasilanie czujników (US) |
| Pin 3 |
GND (US) |
| Pin 4 |
Sygnał wejścia/wyjścia (konfigurowalny) |
| Zasilające złącze M8 (4-pinowe) |
Pin 1 |
+24 V DC — napięcie sterowania (US) |
| Pin 2 |
+24 V DC — napięcie urządzeń peryferyjnych (UP) |
| Pin 3 |
GND (US) |
| Pin 4 |
GND (UP) |
Wnioski inżynierskie z praktyki
Modele alternatywne i zgodność
ER2338-1001 ma plastikową obudowę przeznaczoną do standardowych środowisk przemysłowych. W zastosowaniach wymagających wyjątkowej odporności mechanicznej lub odporności na agresywne rozpuszczalniki chemiczne bezpośrednim funkcjonalnym odpowiednikiem jest EP2338-1001 (obudowa z odlewanego ciśnieniowo cynku). Oba moduły korzystają w TwinCAT z identycznych plików opisu urządzenia XML (ESI), co umożliwia bezpośrednią wymianę bez modyfikacji oprogramowania.
Typowe problemy aplikacyjne i uwagi inżynierskie
W przypadku używania kanałów jako wyjść upewnij się, że całkowity pobór prądu wszystkich podłączonych elementów wykonawczych nie przekracza limitów rozpraszania ciepła modułu. Pojedyncze kanały mogą przełączać prąd do 0,5 A, jednak jednoczesna praca wszystkich wyjść z wysokim współczynnikiem wypełnienia przy maksymalnym obciążeniu i wysokiej temperaturze otoczenia (powyżej 50°C) może wyzwolić wewnętrzne wyłączenie termiczne. Zawsze obliczaj łączne obciążenie torów zasilania US i UP.
Wskazówki dotyczące uruchamiania i okablowania
Aby zagwarantować stopień ochrony IP67, nieużywane porty M8 należy zabezpieczyć przemysłowymi zaślepkami ochronnymi. Do prowadzenia komunikacji EtherCAT używaj wyłącznie podwójnie ekranowanych przewodów M8 ze skręconą parą. Pętli uziemienia można uniknąć, łącząc metalowe uchwyty montażowe modułu bezpośrednio z czystą płaszczyzną uziemienia maszyny o niskiej impedancji, zamiast polegać wyłącznie na ekranowaniu przewodu.
Wytyczne dotyczące instalacji
OSTRZEŻENIE KRYTYCZNE: Przed rozpoczęciem instalacji, prowadzenia przewodów lub wymiany modułu odłącz wszystkie źródła zasilania systemu (zarówno zasilanie sterowania/czujników US, jak i zasilanie elementów wykonawczych UP). Podłączanie złączy M8 I/O lub zasilania podczas pracy może powodować przejściowe łuki elektryczne, prowadzące do trwałego uszkodzenia wewnętrznego układu ASIC nadajnika-odbiornika EtherCAT.
1
Zamontuj moduł na płaskiej, odpornej na wibracje powierzchni za pomocą dwóch śrub M3. Upewnij się, że powierzchnia montażowa jest czysta i pozbawiona farby, aby zapewnić solidne połączenie uziemiające przez ucha montażowe.
2
Podłącz doprowadzający kabel sieci EtherCAT do lewego gniazda M8 (IN), a kabel prowadzący dalej do prawego gniazda M8 (OUT). Dokręć nakrętki blokujące M8 momentem 0,4 Nm.
3
Podłącz złącze zasilania M8, zapewniając właściwe rozdzielenie obwodów zasilania US (systemowego/czujników) i UP (elementów wykonawczych/obciążenia) w celu zachowania izolacji elektrycznej.
4
Przeskanuj sieć EtherCAT w TwinCAT System Manager, aby automatycznie wykryć moduł, a następnie skonfiguruj tryb pracy każdego kanału (wejście lub wyjście) w ustawieniach danych procesowych.