Opis
Bezpośrednią instalację analogowych sygnałów sterujących w terenie umożliwia moduł EtherCAT Box Beckhoff ER4174-0002, który przetwarza bardzo precyzyjne sygnały wyjściowe bez konieczności stosowania szafy elektrycznej. Ten moduł o stopniu ochrony IP67 jest wyposażony w 4 wyjścia analogowe, które można indywidualnie parametryzować, konfigurując każdy kanał do generowania sygnałów napięciowych -10 do +10 V lub pętli prądowych 0/4 do 20 mA. Urządzenie pracuje z 16-bitową rozdzielczością i zapewnia szybką konwersję o niskim poziomie szumów bezpośrednio przy maszynie, dostarczając siłownikom czyste sygnały za pośrednictwem złączy M12 na poziomie polowym.
Funkcje
-
Parametryzowane tryby wyjściowe: indywidualna konfiguracja programowa każdego kanału umożliwia pracę z napięciem (-10 V do +10 V) lub pętlą prądową (0 do 20 mA, 4 do 20 mA).
-
Ochrona w środowisku przemysłowym: w pełni zalana obudowa z odlewanego ciśnieniowo cynku, przeznaczona do bezpośredniego montażu w terenie w środowiskach o stopniu ochrony IP65, IP66 i IP67.
-
Ultraszybka konwersja: czas konwersji wynoszący około 40 mikrosekund zapewnia wysoką zgodność z wymaganiami pętli sterowania ruchem w czasie rzeczywistym.
-
Lokalne zasilanie siłowników: napięcie zasilające podłączone siłowniki jest pobierane bezpośrednio z linii napięcia pomocniczego (UP), co upraszcza okablowanie.
-
Bezpośredni interfejs EtherCAT: bezpośrednia obsługa protokołu EtherCAT z integracją za pośrednictwem oprogramowania TwinCAT.
Zastosowania
-
Zdecentralizowane sterowanie zaworami i siłownikami: bezpośrednia regulacja zaworów proporcjonalnych, regulatorów prędkości i przemienników częstotliwości na ramach maszyn.
-
Robotyka i oprzyrządowanie na końcu ramienia: lekkie, montowane bezpośrednio analogowe sterowanie pozycjonowaniem narzędzi i systemami czujnikowymi.
-
Strefy intensywnego mycia: linie montażowe w branży motoryzacyjnej, zakłady pakujące oraz systemy transportu materiałów narażone na wilgoć i obciążenia mechaniczne.
Dane techniczne
| Producent |
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG |
| Model |
ER4174-0002 |
| Protokół |
EtherCAT |
| Interfejs magistrali |
2 x gniazdo M8, ekranowane, przyłącze śrubowe |
| Liczba kanałów |
4 wyjścia analogowe |
| Typ sygnału |
-10/0 do +10 V | 0/4 do 20 mA (parametryzowane dla każdego kanału) |
| Rozdzielczość |
16-bitowa |
| Czas konwersji |
ok. 40 µs |
| Błąd pomiaru |
< 0,1% (w odniesieniu do wartości pełnej skali) |
| Impedancja obciążenia (napięcie) |
> 5 kΩ |
| Impedancja obciążenia (prąd) |
< 500 omów |
| Nominalne napięcie zasilania |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Pobór prądu (z US) |
120 mA |
| Zasilanie / przyłącze |
Zasilanie: 1 x M8 męskie (4-stykowe); wyjście: 1 x M8 żeńskie (4-stykowe) |
| Izolacja elektryczna |
500 V |
| Stopień ochrony |
IP65/IP66/IP67 (zgodność z EN 60529) |
| Temperatura pracy |
-25 do +60°C |
| Temperatura przechowywania |
-40 do +85°C |
| Kraj pochodzenia |
Niemcy |
| Masa wysyłkowa (obliczona) |
0,65 kg (masa netto modułu: 265 g) |
| Wymiary opakowania (obliczone) |
180 mm x 50 mm x 45 mm |
Połączenia i interfejsy
| Złącze / styk |
Przyporządkowanie sygnałów |
Opis funkcji |
| Wyjście M12 – styk 1 |
+24 V DC (UP) |
Zasilanie siłownika (napięcie pomocnicze) |
| Wyjście M12 – styk 2 |
Wyjście analogowe + |
Dodatnia ścieżka sygnału napięciowego/prądowego |
| Wyjście M12 – styk 3 |
GND (UP) |
Potencjał masy zasilania siłownika |
| Wyjście M12 – styk 4 |
Wyjście analogowe – |
Ścieżka odniesienia sygnału napięciowego/prądowego |
| Wyjście M12 – styk 5 |
Ekran |
Połączenie uziemienia funkcjonalnego / ekranu przewodu |
Wnioski inżynierskie oparte na doświadczeniu
Modele alternatywne i zgodność
ER4174-0002 wykorzystuje wyjątkowo trwałą obudowę z odlewanego ciśnieniowo cynku, przeznaczoną do pracy w środowiskach narażonych na silne oddziaływania mechaniczne. W zastosowaniach o identycznych właściwościach elektrycznych, lecz wymagających mniejszej masy, plastikowa obudowa EP4174-0002 stanowi bezpośredni zamiennik sieciowy. Oba moduły mają identyczne profile opisu urządzenia EtherCAT XML (ESI) i są w pełni wymienne w konfiguracji menedżera systemu TwinCAT bez konieczności ponownego programowania.
Typowe problemy aplikacyjne i uwagi inżynierskie
Podczas kaskadowego doprowadzania napięcia pomocniczego (UP) i napięcia systemowego (US) do sąsiednich modułów EtherCAT znajdujących się dalej w szeregu inżynierowie muszą monitorować całkowity prąd skumulowany. Złącza zasilania M8 są ściśle ograniczone do maksymalnego prądu ciągłego 4 A. Przekroczenie tego limitu spowoduje naprężenia termiczne wewnątrz modułu i utlenianie styków. Jeśli podłączone są siłowniki o dużym poborze prądu, takie jak proporcjonalne zawory elektromagnetyczne, zasilanie pomocnicze (UP) należy doprowadzić z zewnętrznego źródła lub odizolować za pomocą specjalistycznych modułów zasilających.
Wskazówki dotyczące uruchamiania i okablowania
Aby zagwarantować wysoką precyzję zapewnianą przez 16-bitowy przetwornik DAC, należy stosować w pełni ekranowane przewody typu skrętka do analogowych połączeń M12. Uziemienie odlewanej ciśnieniowo obudowy cynkowej przez zintegrowane zaczepy montażowe bezpośrednio do ramy maszyny o niskiej impedancji ma kluczowe znaczenie dla odprowadzania zakłóceń przemysłowych o wysokiej częstotliwości. Jeśli między siłownikami obiektowymi a sterownikiem spodziewane jest wysokie napięcie wspólne, izolacja elektryczna 500 V zapewnia bezpieczeństwo, ale ekranowanie jest wymagane do tłumienia tętnień sygnału analogowego.
Wytyczne dotyczące instalacji
OSTRZEŻENIE KRYTYCZNE:
Przed instalacją mechaniczną, montażem lub podłączaniem przewodów odłącz całe zasilanie systemu (US i UP). Podłączanie przewodów przystosowanych do wymiany podczas pracy do nieuziemionych modułów obiektowych może spowodować trwałe uszkodzenie wrażliwych wewnętrznych przetworników cyfrowo-analogowych.
1
Przymocuj obudowę mechanicznie za pomocą dwóch śrub M3 przeprowadzonych przez zintegrowane otwory montażowe. Uziemij obudowę bezpośrednio do czystej metalowej płyty.
2
Podłącz przewody interfejsu EtherCAT za pomocą ekranowanych przewodów M8 z połączeniem śrubowym do „EtherCAT IN”, a następnie do „EtherCAT OUT”.
3
Podłącz siłowniki do złączy wyjściowych M12 za pomocą wysokiej jakości ekranowanych przewodów, aby zapobiec zakłóceniom elektromagnetycznym.
4
Podłącz napięcie zasilające 24 V DC do złącza zasilania M8. Przed uruchomieniem sprawdź prawidłowy stan wskaźników LED.