Описание
Аналоговые сигналы управления можно подавать непосредственно на месте эксплуатации с помощью блока EtherCAT Beckhoff ER4174-0002, который обрабатывает высокоточные выходные сигналы без необходимости в электрическом шкафу. Этот модуль со степенью защиты IP67 оснащён 4 аналоговыми выходами с индивидуальной настройкой: каждый канал можно настроить на выдачу сигналов напряжения от -10 до +10 В или сигналов токовой петли от 0/4 до 20 мА. Устройство с разрешением 16 бит обеспечивает быстрое преобразование сигналов с низким уровнем шума непосредственно у станка и подаёт на исполнительные механизмы чистые сигналы через полевые интерфейсы M12.
Особенности
-
Настраиваемые режимы выхода: индивидуальная программная настройка каждого канала для работы с напряжением (от -10 до +10 В) или токовой петлёй (от 0 до 20 мА, от 4 до 20 мА).
-
Защита от воздействия промышленных условий: полностью герметизированный корпус из литого цинка предназначен для непосредственного монтажа на месте эксплуатации в условиях IP65, IP66 и IP67.
-
Сверхбыстрое преобразование: время преобразования около 40 микросекунд обеспечивает высокую совместимость с требованиями контуров управления движением в реальном времени.
-
Локальное питание исполнительных механизмов: подключённые исполнительные механизмы питаются непосредственно от линии вспомогательного напряжения (UP), что упрощает прокладку кабелей.
-
Прямой интерфейс EtherCAT: непосредственная обработка протокола EtherCAT с прямой интеграцией через программное обеспечение TwinCAT.
Применение
-
Децентрализованное управление клапанами и исполнительными механизмами: прямое регулирование пропорциональных клапанов, регуляторов скорости и частотно-регулируемых приводов на станинах машин.
-
Робототехника и концевые инструменты: лёгкое аналоговое управление с прямым монтажом для позиционирования инструментов и сенсорных систем.
-
Зоны мойки с высокой нагрузкой: автомобильные сборочные линии, упаковочные предприятия и системы обработки материалов, подверженные воздействию влаги и механическим нагрузкам.
Технические характеристики
| Производитель |
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG |
| Модель |
ER4174-0002 |
| Протокол |
EtherCAT |
| Интерфейс шины |
2 гнезда M8, экранированные, резьбовое соединение |
| Количество каналов |
4 аналоговых выхода |
| Тип сигнала |
от -10/0 до +10 В | от 0/4 до 20 мА (настраивается для каждого канала) |
| Разрешение |
16 бит |
| Время преобразования |
около 40 мкс |
| Погрешность измерения |
< 0,1% (относительно полного диапазона измерений) |
| Импеданс нагрузки (напряжение) |
> 5 кОм |
| Импеданс нагрузки (ток) |
< 500 Ом |
| Номинальное напряжение питания |
24 В пост. тока (-15% / +20%) |
| Потребляемый ток (от US) |
120 мА |
| Питание / подключение |
Питание: 1 разъём M8, штекерный (4 контакта); подключение к последующему устройству: 1 разъём M8, гнездовой (4 контакта) |
| Электрическая изоляция |
500 В |
| Степень защиты |
IP65/IP66/IP67 (соответствует EN 60529) |
| Рабочая температура |
от -25 до +60 °C |
| Температура хранения |
от -40 до +85 °C |
| Страна происхождения |
Германия |
| Вес при доставке (расчётный) |
0,65 кг (масса модуля нетто: 265 г) |
| Габариты упаковки (расчётные) |
180 мм x 50 мм x 45 мм |
Подключения и интерфейсы
| Разъём / контакт |
Назначение сигналов |
Описание функции |
| Выход M12 - контакт 1 |
+24 В постоянного тока (UP) |
Питание исполнительного механизма (вспомогательное напряжение) |
| Выход M12 - контакт 2 |
Аналоговый выход + |
Положительная цепь сигнала напряжения/тока |
| Выход M12 - контакт 3 |
GND (UP) |
Общий провод питания исполнительного механизма |
| Выход M12 - контакт 4 |
Аналоговый выход - |
Опорная цепь сигнала напряжения/тока |
| Выход M12 - контакт 5 |
Экран |
Соединение функционального заземления / экрана кабеля |
Практический инженерный опыт
Альтернативные модели и совместимость
ER4174-0002 оснащён прочным корпусом из цинкового сплава, рассчитанным на работу в условиях сильных физических воздействий. Для применений с такими же электрическими характеристиками, но с требованиями к меньшему весу, пластиковой модификацией EP4174-0002 можно напрямую заменить устройство в сети. Оба модуля имеют одинаковые профили описания устройства EtherCAT XML (ESI) и полностью взаимозаменяемы в конфигурации диспетчера систем TwinCAT без перепрограммирования.
Ошибки при применении и инженерные примечания
При последовательной передаче вспомогательного напряжения (UP) и напряжения системы (US) на соседние модули EtherCAT инженерам необходимо контролировать суммарный ток. Максимальный длительный ток разъёмов питания M8 строго ограничен 4 А. Превышение этого предела приведёт к внутреннему перегреву и окислению контактов. При подключении исполнительных механизмов с высоким энергопотреблением (например, пропорциональных электромагнитных клапанов) вспомогательное питание (UP) следует подвести отдельно или изолировать с помощью специализированных модулей подачи питания.
Советы по вводу в эксплуатацию и подключению
Чтобы обеспечить высокую точность 16-разрядного ЦАП, используйте для аналоговых соединений M12 только полностью экранированные кабели типа «витая пара». Для отвода высокочастотных промышленных помех необходимо заземлить корпус из цинкового сплава, прикрепив его встроенными монтажными выступами непосредственно к низкоимпедансной раме станка. Если ожидается высокое напряжение синфазной помехи между полевыми исполнительными механизмами и контроллером, гальваническая изоляция на 500 В обеспечивает безопасность, но для подавления пульсаций аналогового сигнала необходимо экранирование.
Рекомендации по установке
КРИТИЧЕСКОЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ:
Перед монтажом, установкой или подключением кабелей отключите питание всей системы (US и UP). Подключение кабелей с возможностью горячей замены к незаземлённым полевым модулям может привести к необратимому повреждению чувствительных внутренних микросхем цифро-аналогового преобразователя.
1
Закрепите модуль двумя винтами M3, вставив их в предусмотренные отверстия корпуса. Подсоедините корпус напрямую к чистой металлической монтажной пластине.
2
Подключите линии интерфейса EtherCAT экранированными кабелями M8 с резьбовыми разъёмами: к «EtherCAT IN», а затем к «EtherCAT OUT» следующего устройства.
3
Подключите исполнительные механизмы к выходным разъёмам M12 высококачественными экранированными кабелями, чтобы предотвратить электромагнитные помехи.
4
Подайте напряжение питания 24 В постоянного тока на разъём питания M8. Перед запуском убедитесь, что светодиодные индикаторы показывают правильный статус.