Opis
Zaprojektowany do precyzyjnego sprzężenia zwrotnego sterowania ruchem w trudnych warunkach przemysłowych, moduł EtherCAT Box Beckhoff ER5101-0002 działa jako wytrzymały, 1-kanałowy interfejs enkodera inkrementalnego. Umieszczone w wytrzymałej obudowie z odlewanego ciśnieniowo cynku urządzenie do montażu w terenie umożliwia bezpośredni odbiór cyfrowych, różnicowych sygnałów enkodera (RS422) lub sygnałów single-ended (TTL) bez konieczności stosowania elektrycznej szafy ochronnej. Zintegrowany licznik 16- lub 32-bitowy śledzi impulsy o wysokiej częstotliwości do 4 milionów przyrostów na sekundę, zapewniając synchronizację danych o położeniu i prędkości w czasie rzeczywistym w całej sieci sterowania za pomocą standardowych zegarów rozproszonych.
Funkcje
-
Kompatybilność z wieloma protokołami: Bezproblemowe połączenie z różnicowymi enkoderami RS422, wejściami TTL single-ended i systemami generatorów impulsów.
-
Obudowa klasy przemysłowej: Obudowa z odlewanego cynku zapewnia stopień ochrony IP65, IP66 i IP67 oraz odporność na olej, wilgoć i uderzenia mechaniczne.
-
Zegary rozproszone (DC): Sprzętowa synchronizacja zegara zapewnia dokładność synchronizacji na poziomie mikrosekund w całej sieci EtherCAT.
-
Konfigurowalne opcje licznika: Obsługa elastycznego zliczania binarnego 16- lub 32-bitowego z dynamicznymi profilami poleceń odczytu, ustawiania i włączania.
-
Zintegrowane zasilanie czujnika: Dedykowane wyjście pomocnicze 5 V DC, 150 mA umożliwia bezpośrednie zasilanie podłączonych enkoderów.
Zastosowania
- Zdecentralizowane osie pozycjonujące na przenośnikach taśmowych i w sieciach transportu materiałów.
- Pomiar prędkości obrotowej i sprzężenie zwrotne kąta w ciężkich maszynach bez szaf sterowniczych.
- Rejestrowanie położenia głowicy narzędziowej i wrzeciona w wieloosiowych centrach obróbczych.
- Zsynchronizowane dopasowanie prędkości wielu przenośników w liniach przetwarzania i pakowania żywności.
Specyfikacja techniczna
| Parametr |
Wartość specyfikacji |
| Producent |
Beckhoff |
| Oznaczenie modelu |
ER5101-0002 |
| Protokół komunikacyjny |
EtherCAT |
| Interfejs magistrali obiektowej |
2 x gniazdo M8, ekranowane, połączenie z blokadą śrubową |
| Obsługiwane typy sygnałów |
Różnicowy RS422, TTL single-ended, generator impulsów, licznik |
| Kanały sygnałowe |
1 kanał enkodera inkrementalnego (A, A-inv, B, B-inv, C, C-inv) |
| Napięcie nominalne systemu |
24 V DC (-15 procent / +20 procent) |
| Zasilanie czujnika |
5 V DC, maksymalnie 150 mA (VCC) |
| Częstotliwość graniczna |
4 000 000 przyrostów/sekundę (przy analizie 4-krotnej) |
| Tryb zegara wewnętrznego |
Obsługa zegarów rozproszonych (DC) |
| Pobór prądu |
Typowo 130 mA z US + obciążenie czujnika |
| Izolacja elektryczna |
500 V RMS (napięcie testowe) |
| Klasa ochrony przed wnikaniem |
IP65, IP66, IP67 (zgodność z EN 60529) |
| Zakres temperatury pracy |
Od 0 do 55°C |
| Zakres temperatury przechowywania |
-25 do 85°C |
| Odporność na wibracje / wstrząsy |
Zgodność z EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Normy zgodności |
CE, UL |
| Kraj pochodzenia |
Niemcy |
| Masa netto |
265 gramów |
| Masa wysyłkowa (obliczona) |
2,0 kg (z opakowaniem ochronnym) |
Połączenia i interfejsy
| Typ portu / połączenia |
Mapowanie interfejsu pinów / kanałów |
| EtherCAT In |
Gniazdo M8, 4-stykowe, ekranowane, kodowanie D lub standardowa blokada śrubowa |
| EtherCAT Out |
Gniazdo M8, 4-stykowe, ekranowane, z przykręcanym złączem do podłączenia kolejnego urządzenia |
| Wejście zasilania (US/UP) |
Męska wtyczka M8, 4-stykowa, zasilanie doprowadzające (US: zasilanie sterowania, UP: zasilanie obciążenia) |
| Wyjście zasilania |
Żeńskie gniazdo M8, 4-stykowe, z przelotowym podłączeniem do kolejnego urządzenia |
| Sygnały enkodera |
Bezpośrednie przypisania dla wejść różnicowych A, A (odwr.), B, B (odwr.), C, C (odwr.) |
Wnioski z praktyki inżynierskiej
Modele alternatywne i zgodność
Metalowa obudowa ER5101-0002 jest funkcjonalnie identyczna z obudową z tworzywa sztucznego EP5101-0002. Oba modele mają tę samą architekturę rejestrów elektronicznych, identyczne odwzorowanie obrazu procesu i korzystają z tych samych plików konfiguracyjnych XML Beckhoff TwinCAT ESI (EtherCAT Slave Information). Ten cynkowy moduł odlewany ciśnieniowo można bezpośrednio zastosować w sieciach zaprojektowanych dla wariantu EP bez konieczności modyfikowania kodu PLC ani konfiguracji drzewa TwinCAT.
Typowe problemy w zastosowaniach i uwagi inżynierskie
Ponieważ ER5101-0002 ma przewodzącą metalową obudowę, należy ją prawidłowo połączyć z ramą maszyny, aby zapewnić niezawodną kompatybilność EMC. Zamontowanie modułu na malowanych lub izolowanych szynach ramy bez dedykowanego przewodu uziemiającego może powodować zakłócenia sygnału w szybkich torach enkodera RS422, prowadząc do fałszywych zliczeń. Zwróć szczególną uwagę na limity poboru prądu: jeśli enkoder pobiera z pinu VCC więcej niż 150 mA, wewnętrzny bezpiecznik PTC z funkcją automatycznego resetu zadziała, tymczasowo wyłączając sprzężenie zwrotne enkodera.
Wskazówki dotyczące uruchamiania i okablowania
Podczas konfigurowania tego modułu w TwinCAT pamiętaj o włączeniu parametru 4-krotnego zliczania w oknie rejestrów online CoE (CANopen over EtherCAT), aby wykorzystać pełną wydajność 4 mln przyrostów/s. W przypadku długich przewodów enkodera zalecamy stosowanie wysokiej jakości ekranowanych kabli skrętkowych oraz prowadzenie ekranu bezpośrednio przez metalową obudowę złącza M8.
Wytyczne dotyczące instalacji
OSTRZEŻENIE KRYTYCZNE
Przed instalacją, demontażem lub podłączaniem przewodów dowolnego systemu EtherCAT Box upewnij się, że główne źródło zasilania 24 V DC całej architektury sterowania jest odłączone. Nie podłączaj ani nie odłączaj złączy magistrali polowej M8 lub enkodera, gdy system jest zasilany, ponieważ łuk elektryczny może uszkodzić wewnętrzne układy komunikacyjne lub uszkodzić konfiguracje urządzeń podrzędnych.
1
Zamontuj odlewaną ciśnieniowo obudowę cynkową bezpośrednio na płaskiej, uziemionej powierzchni maszyny za pomocą śrub M3 lub M4. Upewnij się, że tylna część metalowego korpusu ma solidny kontakt elektryczny z uziemieniem funkcjonalnym systemu.
2
Podłącz przewód sieci EtherCAT doprowadzający sygnał do portu M8 „EtherCAT In”. Dokręć ręcznie pierścień blokujący M8, aby zachować uszczelnienie chroniące przed wilgocią zgodne z IP67.
3
Podłącz kolejne urządzenia EtherCAT do portu „EtherCAT Out” lub zakończ linię terminatorem magistrali M8, jeśli jest to ostatni węzeł.
4
Podłącz interfejs enkodera przyrostowego do portów czujników za pomocą ekranowanych kabli M8. Upewnij się, że rozkład wyprowadzeń odpowiada przypisaniom kanałów A/B/C.
5
Podłącz zasilanie 24 V DC do męskiego gniazda zasilania M8. Włącz zasilanie i przeskanuj sieć EtherCAT w TwinCAT, aby skonfigurować parametry robocze.