Descrição
Processando sinais diferenciais precisos de 1 VPP para realimentação de movimento de alto desempenho, o Beckhoff EL5021-0090 EtherCAT Terminal incorpora a tecnologia integrada TwinSAFE SC (Single Channel) para permitir a transmissão de dados relacionados à segurança em ambientes de controle padrão. Este terminal conecta-se perfeitamente a encoders SinCos de alta resolução, utilizando um sistema de varredura interna de 70 MHz para processar frequências de entrada de até 250 kHz com resolução máxima de 13 bits por período. Os sinalizadores integrados de detecção de erros indicam degradação do sinal, falhas de amplitude e limites de frequência, permitindo visibilidade do diagnóstico em tempo real diretamente na arquitetura TwinCAT.
Recursos
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Suporte ao TwinSAFE SC: permite o uso de fontes de sinal analógico padrão em tarefas direcionadas à segurança até PL d/Categoria 3 ou SIL 2.
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Rastreamento de alta resolução: resolução máxima de 13 bits, fornecendo até 8192 etapas por período do sinal.
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Diagnóstico avançado: detecção de hardware integrada para erros de amplitude e frequência, funções de latch e redefinição do contador.
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Execução sincronizada: o suporte a Distributed Clocks (DC) garante uma sincronização altamente precisa, na ordem de microssegundos, em toda a rede EtherCAT.
-
Condicionamento de sinal integrado: gera uma alimentação estável de 5 V CC para o encoder (até 0,5 A) diretamente dos contatos de alimentação de 24 V CC.
Aplicações
- Realimentação de posição de eixos servo de alta velocidade em máquinas com múltiplos eixos.
- Monitoramento relacionado à segurança da velocidade e da direção (arquiteturas TwinSAFE SC).
- Sistemas de posicionamento de precisão em tornos CNC, fresadoras e pórticos.
- Equipamentos de teste dinâmico de materiais que exigem malhas de realimentação na ordem de microssegundos.
Especificações técnicas
| Parâmetro |
Especificação |
| Fabricante |
Beckhoff Automation |
| Modelo / número do artigo |
EL5021-0090 |
| Tecnologia |
Interface de encoder SinCos para sinal diferencial de 1 VPP |
| Número de canais |
1 |
| Entradas da interface do encoder |
1 x A, B, C: entradas diferenciais de 1 VPP: A, A (inv.), B, B (inv.), C, C (inv.) |
| Tensão de operação do encoder |
5 V CC / máx. 0,5 A (derivada dos contatos de alimentação de 24 V CC) |
| Faixa do contador |
Máx. 24 bits (ajustável) |
| Frequência de entrada |
250 kHz (varredura interna dos sinais de entrada a 70 MHz) |
| Tensão nominal do sistema |
24 V CC (-15% / +20%) |
| Resolução |
Máx. 13 bits, 8192 etapas por período |
| Consumo de corrente (E-Bus) |
Normalmente 120 mA |
| Consumo de corrente (contatos de alimentação) |
Normalmente 50 mA + carga do encoder |
| Relógios distribuídos (DC) |
Sim, compatível |
| Isolamento elétrico |
500 V (E-Bus / potencial de campo) |
| Temperatura de operação |
0 a +55 °C |
| Temperatura de armazenamento |
-25 a +85 °C |
| Resistência a vibrações/choques |
Em conformidade com EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Imunidade/emissão eletromagnética |
Em conformidade com EN 61000-6-2 / EN 61000-6-4 |
| Aprovações e marcações |
CE, UL, ATEX (II 3 G Ex nA IIC T4 Gc) |
| Dimensões (L x A x P) |
12 mm x 100 mm x 68 mm |
| Seção transversal da conexão (AWG) |
Sólido/encordoado: AWG 28...14; terminal tubular: AWG 26...16 |
| Peso líquido |
Aproximadamente 55 g |
| Peso de envio (calculado) |
2,0 kg (com embalagem protetora para exportação) |
| País de origem |
Alemanha |
Conexões e interfaces
| Ponto de conexão |
Nome do sinal |
Função / Descrição |
| 1 |
A + |
Entrada diferencial positiva do canal A (1 VPP) |
| 2 |
B + |
Entrada diferencial positiva do canal B (1 VPP) |
| 3 |
C + |
Entrada diferencial positiva do canal C / pulso de zero (1 VPP) |
| 4 |
Saída de +5 V |
Saída da fonte de alimentação do encoder (+5 V CC, máx. 0,5 A) |
| 5 |
A - |
Entrada diferencial negativa do canal A (1 VPP) |
| 6 |
B - |
Entrada diferencial negativa do canal B (1 VPP) |
| 7 |
C - |
Entrada diferencial negativa do canal C / pulso de zero (1 VPP) |
| 8 |
Saída de 0 V |
Aterramento da fonte de alimentação do encoder (0 V CC) |
Informações práticas de engenharia
Modelos alternativos e compatibilidade
O EL5021-0090 funciona como a alternativa com segurança aprimorada ao EL5021-0000 padrão. Embora compartilhem dimensões físicas e atribuições de fiação de sinal idênticas, o -0090 contém lógica TwinSAFE SC. A integração do EL5021-0090 a um sistema existente exige o mapeamento dos objetos de dados de processo de segurança (PDOs) no TwinCAT 3 (usando o protocolo auxiliar TwinSAFE SC). Se for realizada uma substituição direta em um sistema no qual os parâmetros padrão do TwinSAFE SC não estejam declarados no projeto, o PLC não conseguirá inicializar a máquina de estados EtherCAT além de Pre-OP devido a incompatibilidades na descrição XML do dispositivo.
Armadilhas da aplicação e observações de engenharia
Alocação de corrente do E-Bus: O EL5021-0090 tem um consumo elevado de corrente do E-Bus de 120 mA. Ao agrupar várias interfaces de encoder de alta velocidade em um único acoplador EK1100, é necessário calcular a corrente total do E-Bus. Se a carga cumulativa exceder 2 A, deve ser adicionado imediatamente antes dos módulos de encoder um terminal de alimentação secundária, como o EL9410, para evitar quedas de tensão no E-Bus e consequentes falhas de interrupção do barramento.
Atenuação do sinal: Os sinais diferenciais de 1 VPP são altamente suscetíveis a ruídos em longas distâncias. Operações de alta frequência (>150 kHz) exigem cabos de par trançado com baixa capacitância e blindagem dupla. Mantenha as distâncias entre o encoder e o terminal abaixo de 20 metros; comprimentos maiores podem acionar os diagnósticos de "Erro de amplitude" na palavra de status do TwinCAT.
Dicas de comissionamento e conexão
Para evitar erros de comissionamento induzidos por ruído, verifique se a blindagem do cabo do encoder está conectada a uma barra de aterramento imediatamente antes de entrar no bloco de terminais. Evite passar os cabos do encoder de 1 VPP em paralelo aos cabos de alimentação de motores de alta potência dentro das canaletas. Ao fazer o comissionamento no TwinCAT, ative os PDOs de diagnóstico para monitorar os sinalizadores Erro de amplitude e Erro de frequência. Isso permite que os técnicos no local diagnostiquem desalinhamentos mecânicos do encoder ou terminações de cabos inadequadas antes de colocar o eixo em operação.
Diretrizes de instalação
AVISO CRÍTICO
Desenergize todos os contatos de alimentação de 24 V CC e a alimentação principal do E-bus antes de instalar, remover ou conectar o terminal. Inserir ou remover o EL5021-0090 sob carga pode danificar os chips internos do transceptor E-bus e corromper o estado de validação de segurança do TwinSAFE SC no grupo de segurança.
1
Montagem em trilho DIN: Posicione o terminal em um trilho DIN padrão de 35 mm (em conformidade com a EN 60715) e pressione-o firmemente para baixo até que a trava deslize e se encaixe no trilho. Certifique-se de que a conexão lateral de chave e ranhura se encaixe firmemente nos terminais adjacentes.
2
Conexão da blindagem: Conecte a blindagem do encoder diretamente a um terminal de grampo de blindagem EL9195 adjacente ou padrão, conectado ao trilho DIN, para garantir o desvio de ruídos de alta frequência com baixa impedância.
3
Conexão dos grampos de mola: Insira uma chave de fenda comum de ponta chata na ranhura quadrada superior de liberação do grampo, insira o fio desencapado (comprimento desencapado de 8 a 9 mm) na entrada circular e solte a chave de fenda para travar.