Descrição
Projetado para implantação direta em campo, sem um painel elétrico, o Beckhoff EP3174-0002 fornece aquisição altamente precisa de sinais industriais analógicos via EtherCAT. Este módulo robusto, com classificação IP67, conta com quatro entradas diferenciais parametrizáveis individualmente, permitindo a configuração por software entre os modos de medição de tensão (-10 a +10 V) e corrente (0/4 a 20 mA) para cada canal. Ao combinar a conversão analógico-digital de 16 bits em alta velocidade com a capacidade de Relógios Distribuídos, ele garante aquisição de dados sincronizada e de baixa latência em arquiteturas de rede descentralizadas.
Recursos do produto
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Quatro canais parametrizáveis: Configuráveis individualmente para sinais de -10/0...+10 V ou 0/4...20 mA por meio do software TwinCAT.
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Proteção robusta IP67: O invólucro totalmente vedado permite a montagem direta na máquina em condições ambientais adversas.
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Digitalização de alta resolução: O conversor analógico-digital de 16 bits (incluindo o sinal) fornece valores de processo precisos.
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Relógios Distribuídos (DC): Suporta sincronização com precisão de microssegundos com outros componentes da rede EtherCAT.
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Feedback de diagnóstico: LEDs de status integrados para o estado da rede EtherCAT, a condição dos canais e a alimentação auxiliar.
Aplicações
- Linhas de montagem automotiva e células de manufatura descentralizadas.
- Instalações de automação de processos que exigem sensores montados em campo.
- Sincronização do controle de movimento multieixos usando Relógios Distribuídos.
- Monitoramento de usinas de energia eólica e máquinas pesadas em zonas de alta vibração.
Especificações técnicas
| Parâmetro |
Valor da especificação |
| Fabricante |
Beckhoff Automation |
| Número do modelo |
EP3174-0002 |
| Protocolo |
EtherCAT |
| Número de entradas |
4 entradas diferenciais |
| Tipo de sinal |
-10 V a +10 V | 0 mA a 20 mA | 4 mA a 20 mA (configurável por canal) |
| Resolução |
16 bits (incluindo o sinal) |
| Resistência interna |
> 200 kOhm (tensão) | tip. 85 Ohm + tensão do diodo (corrente) |
| Tensão de modo comum (U_CM) |
Máx. 35 V |
| Erro de medição |
< +-0,3% (em relação ao valor de fundo de escala) |
| Tempo de conversão |
aprox. 100 microssegundos |
| Frequência limite do filtro de entrada |
5 kHz (filtro configurável) |
| Alimentação elétrica nominal |
24 V CC (-15% / +20%) |
| Consumo de Corrente de U_S |
120 mA |
| Isolação Elétrica |
500 V (isolação funcional) |
| Temperatura de Operação |
-25 °C a +60 °C |
| Temperatura de Armazenamento |
-40 °C a +85 °C |
| Grau de Proteção |
IP65 / IP66 / IP67 (em conformidade com EN 60529) |
| Marcação Ex |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (ATEX Zona 2) |
| Resistência a Vibração/Choque |
Em conformidade com EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Imunidade/Emissão EMC |
Em conformidade com EN 61000-6-2 / EN 61000-6-4 |
| Peso Líquido |
aprox. 165 g |
| Peso de Envio (Calculado) |
2,0 kg (incluindo embalagem protetora) |
Conexões e Interfaces
| Porta de Conexão |
Tipo de Conector |
Atribuição de Sinais |
| Barramento EtherCAT (Entrada/Saída) |
2 x soquete M8, blindado, tipo parafuso |
Pares de transmissão e recepção EtherCAT |
| Entradas analógicas (canais 1–4) |
4 x conector M12 fêmea, 5 pinos, codificação A |
Entrada diferencial +, entrada diferencial -, alimentação do sensor (+24 V UP), terra (GND), blindagem |
| Alimentação |
1 x soquete M8 macho, 4 pinos |
Tensão de controle U_S (24 V CC), tensão de carga U_P (24 V CC) |
| Alimentação a Jusante |
1 x soquete M8 fêmea, 4 pinos |
Encaminhamento de U_S e U_P para os módulos a jusante |
Insights de Engenharia Empírica
Modelos Alternativos e Compatibilidade
O EP3174-0002 é o equivalente instalado em campo com grau de proteção IP67 do terminal EtherCAT Beckhoff EL3174. Embora compartilhem estruturas idênticas de imagem de processo do TwinCAT e objetos de parametrização (índice CoE 0x8000), observe que o roteamento físico do fieldbus é diferente: o módulo EP requer cabeamento M8 em vez de blocos de terminais. Certifique-se de que o TwinCAT 3 versão 3.1.4024 ou superior esteja instalado para aproveitar totalmente os índices avançados de diagnóstico.
Armadilhas de Aplicação e Observações de Engenharia
O limite de tensão de modo comum (U_CM) é especificado em no máximo 35 V. Se seus sinais diferenciais forem referenciados a um potencial de terra que ultrapasse esse limite em relação ao terra de alimentação do módulo, poderá ocorrer saturação da medição ou danos ao front-end analógico. Verifique sempre se uma conexão de terra de baixa impedância é mantida entre os domínios de alimentação desacoplados. Ao operar no modo de corrente, o módulo apresenta uma resistência interna de aproximadamente 85 Ohms, além de uma queda de tensão no diodo; certifique-se de que seus transmissores de campo tenham tensão de conformidade suficiente para acionar essa carga combinada.
Dicas de comissionamento e fiação
Por padrão, os canais podem ser inicializados no modo de tensão. Para parametrizar um canal para o modo de corrente (por exemplo, de 4 a 20 mA), acesse o TwinCAT System Manager, selecione o módulo EP3174-0002, abra a guia CoE - Online e modifique os índices “Presentation” e “Range” dentro do diretório de objetos 0x80n0 (em que n corresponde ao índice do canal, de 0 a 3). Para obter máxima imunidade a ruídos de alta frequência, faça uma terminação da blindagem em 360 graus no invólucro traseiro do conector M12 correspondente, aterrando diretamente a interferência eletromagnética na placa de montagem integrada do módulo.
Diretrizes de instalação
AVISO CRÍTICO: PERIGO ELÉTRICO
Certifique-se de que todas as fontes de alimentação (U_S e U_P) estejam fisicamente isoladas e bloqueadas antes de iniciar a montagem, a fiação ou a manutenção deste EtherCAT Box. A falha em desenergizar a linha do fieldbus pode causar arcos elétricos repentinos, danos aos componentes internos de conversão de alta sensibilidade ou comportamento inesperado da máquina.
1
Monte o módulo em uma superfície metálica plana e aterrada usando dois parafusos M3 nos orifícios de montagem. Certifique-se de que a placa metálica tenha uma conexão de baixa impedância com o aterramento do chassi da máquina.
2
Conecte o cabo de rede EtherCAT de entrada ao conector M8 superior esquerdo (marcado como IN) e a linha de saída ao conector OUT. Aperte firmemente, à mão, os anéis roscados M8 para obter proteção IP67.
3
Conecte os sensores de campo analógicos aos respectivos conectores M12 (canais 1 a 4) usando cabos blindados de par trançado. Use torquímetros calibrados para conectores M12 (normalmente 0,6 Nm) para vedar a interface.
4
Aplique alimentação auxiliar de 24 V CC ao conector de alimentação M8. Verifique se os indicadores LED “Us” (alimentação lógica) e “Up” (alimentação dos periféricos) estão acesos em verde contínuo antes de iniciar a varredura da rede pelo mestre EtherCAT.