Mô tả
Xử lý các tín hiệu vi sai 1 VPP chính xác để phản hồi chuyển động hiệu suất cao, EtherCAT Terminal Beckhoff EL5021-0090 tích hợp công nghệ TwinSAFE SC (Single Channel) để truyền dữ liệu liên quan đến an toàn trong các môi trường điều khiển tiêu chuẩn. Terminal này kết nối liền mạch với các encoder SinCos độ phân giải cao, sử dụng hệ thống quét nội bộ 70 MHz để xử lý tần số đầu vào lên đến 250 kHz với độ phân giải tối đa 13 bit trên mỗi chu kỳ. Các cờ phát hiện lỗi tích hợp sẽ báo hiệu sự suy giảm tín hiệu, lỗi biên độ và các giới hạn tần số, cho phép theo dõi chẩn đoán theo thời gian thực trực tiếp trong kiến trúc TwinCAT.
Tính năng
-
Hỗ trợ TwinSAFE SC: Cho phép sử dụng các nguồn tín hiệu analog tiêu chuẩn cho các tác vụ định hướng an toàn lên đến PL d/Category 3 hoặc SIL 2.
-
Theo dõi độ phân giải cao: Độ phân giải tối đa 13 bit, cung cấp tới 8192 bước trên mỗi chu kỳ tín hiệu.
-
Chẩn đoán nâng cao: Tích hợp khả năng phát hiện bằng phần cứng đối với lỗi biên độ và tần số, cùng các chức năng chốt và đặt lại bộ đếm.
-
Thực thi đồng bộ: Hỗ trợ Distributed Clocks (DC) đảm bảo đồng bộ hóa ở cấp micro giây với độ chính xác cao trên toàn mạng EtherCAT.
-
Điều hòa tín hiệu tích hợp: Tạo nguồn cấp encoder 5 V DC ổn định (lên đến 0,5 A) trực tiếp từ các tiếp điểm nguồn 24 V DC.
Ứng dụng
- Phản hồi vị trí trục servo tốc độ cao trong máy móc đa trục.
- Giám sát tốc độ và hướng liên quan đến an toàn (kiến trúc TwinSAFE SC).
- Hệ thống định vị chính xác trên máy tiện CNC, máy phay và máy cổng trục.
- Thiết bị kiểm tra vật liệu động yêu cầu vòng phản hồi ở cấp micro giây.
Thông số kỹ thuật
| Tham số |
Thông số kỹ thuật |
| Nhà sản xuất |
Beckhoff Automation |
| Mã kiểu máy / mã sản phẩm |
EL5021-0090 |
| Công nghệ |
Giao diện encoder SinCos cho tín hiệu vi sai 1 VPP |
| Số kênh |
1 |
| Đầu vào giao diện encoder |
1 x A, B, C: đầu vào vi sai 1 VPP: A, A (đảo), B, B (đảo), C, C (đảo) |
| Điện áp hoạt động của encoder |
5 V DC / tối đa 0,5 A (lấy từ các tiếp điểm nguồn 24 V DC) |
| Phạm vi bộ đếm |
Tối đa 24 bit (có thể điều chỉnh) |
| Tần số đầu vào |
250 kHz (quét nội bộ tín hiệu đầu vào ở tần số 70 MHz) |
| Điện áp hệ thống danh định |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Độ phân giải |
Tối đa 13 bit, 8192 bước mỗi chu kỳ |
| Dòng điện tiêu thụ (E-Bus) |
Thông thường 120 mA |
| Dòng điện tiêu thụ (tiếp điểm nguồn) |
Thông thường 50 mA + tải encoder |
| Distributed Clocks (DC) |
Có, được hỗ trợ |
| Cách ly điện |
500 V (E-bus / điện thế trường) |
| Nhiệt độ vận hành |
0 đến +55 degC |
| Nhiệt độ bảo quản |
-25 đến +85 degC |
| Khả năng chịu rung/chấn động |
Phù hợp với EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Khả năng miễn nhiễm/phát xạ EMC |
Phù hợp với EN 61000-6-2 / EN 61000-6-4 |
| Phê duyệt & Dấu chứng nhận |
CE, UL, ATEX (II 3 G Ex nA IIC T4 Gc) |
| Kích thước (W x H x D) |
12 mm x 100 mm x 68 mm |
| Tiết diện dây đấu nối (AWG) |
Dây cứng/Dây mềm: AWG 28...14; Đầu cos: AWG 26...16 |
| Khối lượng tịnh |
Khoảng 55 g |
| Khối lượng vận chuyển (tính toán) |
2,0 kg (kèm bao bì bảo vệ xuất khẩu) |
| Nước sản xuất |
Đức |
Kết nối và giao diện
| Điểm đấu nối |
Tên tín hiệu |
Chức năng / Mô tả |
| 1 |
A + |
Kênh đầu vào vi sai dương A (1 VPP) |
| 2 |
B + |
Kênh đầu vào vi sai dương B (1 VPP) |
| 3 |
C + |
Kênh đầu vào vi sai dương C / Xung zero (1 VPP) |
| 4 |
Đầu ra +5 V |
Đầu ra nguồn cấp encoder (+5 V DC, tối đa 0,5 A) |
| 5 |
A - |
Kênh đầu vào vi sai âm A (1 VPP) |
| 6 |
B - |
Kênh đầu vào vi sai âm B (1 VPP) |
| 7 |
C - |
Kênh đầu vào vi sai âm C / Xung zero (1 VPP) |
| 8 |
Đầu ra 0 V |
Nối đất nguồn cấp encoder (0 V DC) |
Thông tin kỹ thuật thực nghiệm
Mẫu thay thế & Khả năng tương thích
EL5021-0090 là lựa chọn thay thế tăng cường an toàn cho EL5021-0000 tiêu chuẩn. Mặc dù hai thiết bị có cùng kích thước vật lý và sơ đồ đấu dây tín hiệu giống hệt nhau, phiên bản -0090 tích hợp logic TwinSAFE SC. Việc tích hợp EL5021-0090 vào hệ thống hiện có yêu cầu ánh xạ các đối tượng dữ liệu quy trình an toàn (PDO) trong TwinCAT 3 (sử dụng giao thức hỗ trợ TwinSAFE SC). Nếu thực hiện thay thế trực tiếp trên hệ thống mà các tham số TwinSAFE SC tiêu chuẩn chưa được khai báo trong dự án, PLC sẽ không thể khởi tạo máy trạng thái EtherCAT vượt quá Pre-OP do không khớp mô tả thiết bị XML.
Các lỗi thường gặp khi ứng dụng & Ghi chú kỹ thuật
Dòng điện E-Bus: EL5021-0090 có mức tiêu thụ dòng E-bus cao là 120 mA. Khi nhóm nhiều giao diện encoder tốc độ cao trên một bộ ghép nối EK1100, bạn phải tính tổng dòng E-bus. Nếu tải tích lũy vượt quá 2 A, phải bổ sung một đầu nối cấp nguồn phụ (chẳng hạn EL9410) ngay trước các mô-đun encoder để ngăn sụt áp trên E-bus và các lỗi gián đoạn bus phát sinh.
Suy hao tín hiệu: Tín hiệu vi sai 1 VPP rất dễ bị nhiễu trên khoảng cách dài. Các ứng dụng tần số cao (>150 kHz) yêu cầu cáp xoắn đôi, điện dung thấp và được bọc chắn kép. Giữ khoảng cách giữa encoder và đầu nối dưới 20 mét; độ dài lớn hơn có nguy cơ kích hoạt chẩn đoán "Lỗi biên độ" trong từ trạng thái TwinCAT.
Mẹo chạy thử & đấu dây
Để tránh lỗi chạy thử do nhiễu, hãy kiểm tra để đảm bảo lớp chắn của cáp encoder được nối đến thanh tiếp địa ngay trước khi đi vào khối đầu nối. Tránh đi song song các cáp encoder 1 VPP với cáp nguồn động cơ công suất cao bên trong ống dẫn dây. Khi chạy thử trong TwinCAT, hãy kích hoạt các PDO chẩn đoán để theo dõi các cờ Lỗi biên độ và Lỗi tần số. Điều này giúp kỹ thuật viên tại hiện trường chẩn đoán tình trạng lệch cơ khí của encoder hoặc đầu cáp đấu nối kém trước khi đưa trục vào vận hành.
Hướng dẫn lắp đặt
CẢNH BÁO QUAN TRỌNG
Ngắt điện toàn bộ các tiếp điểm nguồn 24 V DC và nguồn E-bus chính trước khi lắp đặt, tháo hoặc đấu dây cho đầu nối. Việc lắp hoặc tháo EL5021-0090 khi đang có tải có thể làm hỏng các chip thu phát E-bus bên trong và làm sai lệch trạng thái xác nhận an toàn TwinSAFE SC trong nhóm an toàn.
1
Lắp trên thanh ray DIN: Đặt đầu nối trên thanh ray DIN tiêu chuẩn 35 mm (phù hợp EN 60715) và ấn mạnh xuống cho đến khi thanh trượt khóa khớp vào ray. Đảm bảo mối nối then và rãnh hai bên khớp chặt với các đầu nối liền kề.
2
Kết nối lớp chắn: Dẫn lớp chắn của encoder trực tiếp đến đầu nối kẹp lớp chắn EL9195 liền kề hoặc đầu nối kẹp lớp chắn tiêu chuẩn được nối với thanh ray DIN, nhằm đảm bảo chuyển hướng nhiễu tần số cao với trở kháng thấp.
3
Đấu dây các kẹp lò xo: Đưa tua vít đầu dẹt tiêu chuẩn vào khe nhả hình vuông phía trên của kẹp, đưa dây đã tuốt vỏ (chiều dài tuốt từ 8 đến 9 mm) vào lỗ cấp dây hình tròn, rồi nhả tua vít để khóa dây.