Około 50 g
Działając jako specjalizowany interfejs w systemie wejść/wyjść Beckhoff, terminal EtherCAT Beckhoff ES2521 dostarcza precyzyjne sygnały w postaci ciągu impulsów do zastosowań związanych ze sterowaniem ruchem. Ten wysokowydajny moduł przekształca 16-bitowe wartości prędkości ze sterownika automatyki w niezwykle dokładne różnicowe wyjście częstotliwości RS422. Umożliwia generowanie podstawowych częstotliwości od 0 do 500 kHz i został zaprojektowany do bezpośredniej współpracy ze sterownikami silników krokowych, napędami serwo oraz przetwornicami częstotliwości przyjmującymi polecenia sterowania częstotliwością/kierunkiem lub ciągiem impulsów. Urządzenie obsługuje wbudowane zegary rozproszone, zapewniające precyzyjną, zsynchronizowaną pracę w sieciach wieloosiowych, oraz wykorzystuje wtykową konstrukcję okablowania, która upraszcza instalację w terenie i konserwację szaf sterowniczych.
Funkcje
-
Sterowanie ciągiem impulsów, 1 kanał: Wyposażony w dwa różnicowe wyjścia RS422 (sygnały A i B) do generowania szybkich impulsów i sygnałów kierunku.
-
Elastyczne tryby pracy: Można je konfigurować za pomocą sterownika do obsługi wyjścia impuls/kierunek, zliczania impulsów z ograniczeniami częstotliwości lub bezpośredniego wyboru częstotliwości.
-
Wysoka rozdzielczość częstotliwości: Oferuje podstawowy zakres częstotliwości od 0 do 500 kHz oraz dokładny krok o rozdzielczości 10 mHz, zapewniając płynne rampy przyspieszania.
-
Zintegrowane funkcje sterownika: Obsługuje autonomiczne wykonywanie ramp oraz precyzyjne sterowanie przebytą odległością bezpośrednio w profilu sprzętowym.
-
Wtykowy interfejs okablowania: Wykorzystuje system złączy wtykowych ESxxxx, umożliwiając montaż bez użycia narzędzi, szybką wymianę modułów i bezpieczne podłączanie przewodów do zacisków.
-
Zegary rozproszone (DC): Zapewniają synchronizację z innymi urządzeniami EtherCAT w segmencie z dokładnością poniżej jednej mikrosekundy, umożliwiając precyzyjnie skoordynowane profile ruchu.
-
Kompleksowa diagnostyka: Wskaźniki LED zapewniają informacje o stanie w czasie rzeczywistym, w tym o zmianach stanu, aktywności komunikacyjnej i błędach poszczególnych kanałów.
Zastosowania
- Bezpośrednie sterowanie prędkością stopni mocy silników krokowych przyjmujących polecenia w postaci ciągu impulsów RS422.
- Interfejsowanie z napędami serwo skonfigurowanymi do pracy w trybie pozycjonowania za pomocą impulsów i kierunku.
- Sterowanie przemiennikami częstotliwości (VFD) wymagającymi wysokorozdzielczych wartości zadanych częstotliwości.
- Precision positioning tasks in packaging machinery, pick-and-place systems, and material handling systems.
Technical Specifications
| Parameter |
Specification Value |
| Manufacturer |
Beckhoff |
| Precyzyjne pozycjonowanie w maszynach pakujących, systemach pick-and-place oraz systemach transportu materiałów. |
Dane techniczne |
| Parametr |
Wartość specyfikacji |
| Producent |
Beckhoff |
| Numer modelu |
ES2521 |
| Technologia przyłączeniowa |
Ciąg impulsów (wyjście częstotliwościowe) z wtykową wiązką przewodów |
| Liczba kanałów |
1 kanał (składający się z 2 różnicowych wyjść: A, B) |
| Wejścia cyfrowe |
2 wejścia (zatrzask +T, bramka +Z) |
| Napięcie sygnału wejściowego |
24 V DC |
| Specyfikacja sygnału wyjściowego |
Poziomy RS422, sygnał różnicowy |
| Limit prądu wyjściowego |
Maksymalnie 50 mA na kanał (zabezpieczenie przeciwzwarciowe) |
| Zakres częstotliwości bazowej |
0 do 500 kHz (konfiguracja domyślna: 50 kHz) |
| Rozdzielczość wyjścia |
Maks. 15 bitów |
| Rozdzielczość kroku częstotliwości |
10 mHz |
| Szerokość obrazu procesu |
14-bajtowe wyjście, 8-bajtowe wejście |
| Pobór prądu z magistrali E-bus |
Typowo 280 mA (zależnie od obciążenia) |
| Pobór prądu ze styków zasilania |
Brak poboru prądu ze styków zasilania zewnętrznego |
| Izolacja galwaniczna |
500 V RMS (magistrala E-bus względem potencjału obiektowego) |
| Temperatura pracy |
0 do +55°C |
| Temperatura przechowywania |
-25 do +85°C |
| Wilgotność względna |
95%, bez kondensacji |
| Stopień ochrony |
IP20 |
Dopuszczenia do pracy w strefach zagrożonych
| ATEX: II 3 G Ex ec IIC T4 Gc, IECEx: Ex ec IIC T4 Gc |
Masa netto |
Około 50 g |
| Masa wysyłkowa (obliczona) |
2,0 kg |
Przyłącza i interfejsy |
| Punkt przyłączeniowy zacisku |
Przyporządkowanie sygnałów |
Opis |
| Pin 1 |
Wyjście A |
Nieodwrócony różnicowy kanał wyjściowy A (impuls / częstotliwość) |
| Wyjście /A |
Odwrócony różnicowy kanał wyjściowy A |
Wyjście B |
| Nieodwrócony różnicowy kanał wyjściowy B (kierunek) |
Wyjście /B |
Odwrócony różnicowy kanał wyjściowy B |
| Wejście +T |
Wejście zatrzasku (24 V DC) do szybkiego sprzętowego przechwytywania pozycji |
Wejście +Z |
| Wejście bramki / zera (24 V DC) do kalibracji punktu odniesienia osi |
+24 V DC |
Wejście zasilania sterującego dla logiki cyfrowej |
| Pin 8 |
0 V DC (GND) |
Potencjał odniesienia dla wejść i zewnętrznych obwodów napędów |
Modele alternatywne i kompatybilność
ES2521 i EL2521 mają identyczne obrazy procesu, konfiguracje rejestrów i opisy urządzeń TwinCAT. Jedyna różnica dotyczy fizycznego typu złącza: ES2521 ma wtykowy blok zaciskowy, umożliwiający wykonywanie zakończeń przewodów poza zaciskiem oraz szybką fizyczną wymianę komponentu, podczas gdy EL2521 wykorzystuje standardowe bezpośrednie zaciski sprężynowe typu push-in. Integratorzy systemów mogą bezproblemowo zamieniać te moduły w TwinCAT bez konieczności modyfikacji konfiguracji, pod warunkiem zastosowania wiązki przewodów ze złączem wtykowym.
Typowe problemy aplikacyjne i uwagi techniczne
Istotną kwestią przy projektowaniu układu jest wysokie wewnętrzne zużycie prądu magistrali E-bus przez moduł. Pobierając zwykle 280 mA z komunikacyjnej magistrali bazowej, ES2521 charakteryzuje się wysokim zapotrzebowaniem na energię. Podczas tworzenia segmentu EtherCAT zawierającego wiele interfejsów o dużym poborze należy dopilnować, aby łączny prąd nie przekraczał maksymalnej wydajności zasilania sprzęgacza (często ograniczonej do 2000 mA). Przekroczenie budżetu zasilania E-bus może powodować sporadyczne przerwy w komunikacji lub miejscowe awarie terminali. Aby rozwiązać problemy z obciążeniem magistrali bazowej, należy bezpośrednio przed modułem wstawić dedykowany terminal zasilający, taki jak EL9400 lub EL9410.
Wskazówki dotyczące uruchamiania i okablowania
Aby zachować integralność sygnału aż do pełnej częstotliwości przełączania 500 kHz, należy zawsze stosować ekranowane przewody dwużyłowe ze skręconą parą dla różnicowych linii A/A i B/B. W celu zapewnienia optymalnej kompatybilności elektromagnetycznej ekrany przewodów należy podłączać jak najbliżej punktu wejścia terminala wewnątrz obudowy, używając zacisków uziemienia funkcjonalnego. Przewody nieekranowane lub prowadzenie linii sygnałowych równolegle do wyjść zasilania silnika będą powodować zakłócenia elektryczne, skutkujące niedokładnością pozycjonowania lub narastającym gubieniem zliczanych impulsów podczas dłuższych cykli pracy.
Wytyczne dotyczące instalacji
OSTRZEŻENIE KRYTYCZNE
Przed rozpoczęciem instalacji lub demontażu terminala odłączyć wszystkie źródła zasilania elektrycznego doprowadzające energię do zespołu szyny DIN i urządzeń obiektowych. Praca pod napięciem stwarza ryzyko zwarcia, które może zniszczyć precyzyjne karty logiczne magistrali E-bus i trwale uszkodzić podłączone wejścia sterowania silnikami.
1
Sprawdzić, czy wybrany segment terminali zapewnia wystarczającą wydajność prądową magistrali E-bus, uwzględniając znamionowy prąd bazowy modułu wynoszący 280 mA.
2
Solidnie zatrzasnąć obudowę terminala na szynie DIN 35 mm (EN 60715), upewniając się, że boczne styki ślizgowe magistrali E-bus przylegają dokładnie do sąsiedniego urządzenia.
3
Przed zatrzaśnięciem wtyczki złącza w gnieździe modułu należy wstępnie podłączyć wyjmowany blok zacisków, używając przewodów o odpowiednich przekrojach żył (od 0,08 do 2,5 mm2).
4
Zasilić zasilanie magistrali bazowej i aktywować TwinCAT, aby wyszukać nowy terminal, stosując niezbędne parametry sterowania osiami za pośrednictwem drzewa konfiguracji.