Descrição
Projetada para fornecer feedback preciso de controle de movimento em ambientes industriais adversos, a Beckhoff ER5101-0002 EtherCAT Box funciona como uma interface robusta de encoder incremental de 1 canal. Alojada em um invólucro de zinco fundido de alta resistência, esta unidade para montagem em campo permite a aquisição direta de sinais digitais de encoder diferenciais (RS422) ou de terminação única (TTL), sem exigir um painel elétrico de proteção. Seu contador integrado de 16 ou 32 bits acompanha pulsos de alta velocidade de até 4 milhões de incrementos por segundo, garantindo que os dados de posição e velocidade em tempo real sejam sincronizados em toda a rede de controle por meio de relógios distribuídos padrão.
Recursos
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Compatibilidade multiprotocolo: Conecta-se perfeitamente a encoders diferenciais RS422, entradas TTL de terminação única e sistemas de gerador de pulsos.
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Invólucro de nível industrial: A carcaça de zinco fundido oferece graus de proteção IP65, IP66 e IP67, resistindo a óleo, umidade e impactos mecânicos.
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Distributed Clocks (DC): A sincronização de relógio baseada em hardware garante precisão de sincronização em nível de microssegundos em toda a rede EtherCAT.
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Opções de contador configuráveis: Permite contagem binária flexível de 16 ou 32 bits, com perfis dinâmicos de comandos de leitura, configuração e ativação.
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Alimentação integrada do sensor: Conta com uma saída auxiliar dedicada de 5 V CC e 150 mA para alimentar diretamente os encoders conectados.
Aplicações
- Eixos de posicionamento descentralizados em esteiras transportadoras e redes de movimentação de materiais.
- Velocidade de rotação e feedback angular em máquinas pesadas sem painéis de controle.
- Registro da posição da torre de ferramentas e do spindle em centros de usinagem de múltiplos eixos.
- Sincronização da velocidade de múltiplos transportadores em linhas de processamento e embalagem de alimentos.
Especificações técnicas
| Parâmetro |
Valor da especificação |
| Fabricante |
Beckhoff |
| Identificador do modelo |
ER5101-0002 |
| Protocolo de comunicação |
EtherCAT |
| Interface de fieldbus |
2 conectores M8, blindados, conexão com trava de rosca |
| Tipos de sinal compatíveis |
RS422 diferencial, TTL de terminação única, gerador de pulsos, contador |
| Canais de sinal |
1 canal de encoder incremental (A, A-inv, B, B-inv, C, C-inv) |
| Tensão nominal do sistema |
24 V CC (-15% / +20%) |
| Alimentação do sensor |
5 V CC, máximo de 150 mA (VCC) |
| Frequência limite |
4.000.000 incrementos/segundo (com avaliação quádrupla) |
| Modo de relógio interno |
Suporte a Distributed Clocks (DC) |
| Consumo de corrente |
Normalmente 130 mA de US + carga do sensor |
| Isolação elétrica |
500 V RMS (tensão de teste) |
| Classe de proteção contra ingresso |
IP65, IP66, IP67 (em conformidade com EN 60529) |
| Faixa de temperatura de operação |
0 a 55 °C |
| Faixa de temperatura de armazenamento |
-25 a 85 °C |
| Resistência à vibração/choque |
Em conformidade com EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Normas de conformidade |
CE, UL |
| País de origem |
Alemanha |
| Peso líquido |
265 gramas |
| Peso de envio (calculado) |
2,0 kg (com embalagem protetora) |
Conexões e interfaces
| Tipo de porta/conexão |
Mapeamento de interface de pinos/canais |
| Entrada EtherCAT |
Conector M8, 4 pinos, blindado, codificado em D ou com trava de rosca padrão |
| Saída EtherCAT |
Conector M8, 4 pinos, acoplamento blindado de passagem com trava por parafuso. |
| Entrada da fonte de alimentação (US/UP) |
Plugue M8 macho, alimentação de 4 pinos (US: alimentação de controle, UP: alimentação de carga) |
| Saída da fonte de alimentação |
Conector M8 fêmea, passagem para o dispositivo subsequente de 4 pinos |
| Sinais do encoder |
Atribuições diretas para entradas diferenciais A, A (invertido), B, B (invertido), C, C (invertido) |
Informações práticas de engenharia
Modelos alternativos e compatibilidade
O ER5101-0002 com revestimento metálico é funcionalmente idêntico ao EP5101-0002 com carcaça plástica. Ambos compartilham a mesma arquitetura de registros eletrônicos, o mesmo mapeamento da imagem de processo e utilizam os mesmos arquivos XML de configuração ESI (EtherCAT Slave Information) do Beckhoff TwinCAT. Esta unidade de zinco fundido pode ser instalada diretamente em redes projetadas para a variante EP, sem necessidade de modificações no código do PLC ou nas configurações da árvore do TwinCAT.
Armadilhas de aplicação e observações de engenharia
Como o ER5101-0002 possui uma carcaça metálica condutiva, ele deve ser devidamente conectado ao chassi da máquina para garantir um desempenho confiável de EMC. Montar o módulo em trilhos de estrutura pintados ou isolados sem uma cinta de aterramento dedicada pode introduzir ruído de sinal nas linhas de encoder RS422 de alta frequência, causando incrementos falsos no contador. Preste muita atenção aos limites de consumo de corrente: se o encoder consumir mais de 150 mA pelo pino VCC, o fusível PTC interno de rearme automático irá desarmar, desativando temporariamente o feedback do encoder.
Dicas de comissionamento e cabeamento
Ao configurar este módulo no TwinCAT, habilite o parâmetro de avaliação quádrupla na janela de registros online CoE (CANopen over EtherCAT) para utilizar a capacidade total de 4 milhões de incrementos/s. Ao usar cabos longos para o encoder, recomendamos cabos de par trançado blindado de alta qualidade, conduzindo a blindagem diretamente pela carcaça metálica do conector M8.
Diretrizes de instalação
AVISO CRÍTICO
Antes de instalar, remover ou conectar qualquer sistema EtherCAT Box, certifique-se de que toda a fonte de alimentação principal de 24 Vcc da arquitetura de controle esteja desenergizada. Não conecte nem desconecte as conexões M8 de fieldbus ou do encoder enquanto o sistema estiver energizado, pois arcos elétricos podem danificar os chips internos de comunicação ou corromper as configurações dos escravos.
1
Monte a caixa de zinco fundido diretamente em uma superfície plana e aterrada da máquina usando parafusos M3 ou M4. Certifique-se de que a parte traseira do corpo metálico faça contato elétrico firme com o terra funcional do sistema.
2
Conecte o cabo de rede EtherCAT de entrada à porta M8 “EtherCAT In”. Aperte manualmente o anel de travamento M8 para manter a vedação contra umidade IP67.
3
Conecte os dispositivos EtherCAT subsequentes à porta “EtherCAT Out” ou termine a linha usando um terminador de barramento M8 se este for o nó final.
4
Conecte a interface do encoder incremental às portas dos sensores usando cabos M8 blindados. Certifique-se de que a pinagem corresponda às atribuições dos canais A/B/C.
5
Conecte a alimentação de 24 Vcc ao conector de alimentação M8 macho. Energize o sistema e faça uma varredura da rede EtherCAT no TwinCAT para configurar os parâmetros operacionais.