Mô tả
Điều khiển chuyển động phân tán trong các môi trường vật lý khắc nghiệt được đáp ứng trực tiếp bởi Beckhoff ER7041-2002 EtherCAT Box, một mô-đun hạng nặng đạt chuẩn IP67 được thiết kế để kết nối trực tiếp với động cơ bước 2 pha. Hoạt động trong dải điện áp rộng từ 8 đến 48 V DC, thiết bị này tích hợp hệ thống điều khiển cục bộ cùng khả năng phản hồi, giúp giảm diện tích chiếm dụng trong tủ điều khiển bằng cách đưa mạch điện công suất trực tiếp lên khung máy. Thiết bị cung cấp dòng điện đầu ra liên tục 2 x 3,5 A và chịu được các đợt tăng dòng cực đại ngắn hạn lên đến 2 x 5 A, cùng các tính năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch mạnh mẽ. Nhờ sử dụng vi bước 64 lần và giao diện encoder 24 V DC tích hợp, mô-đun cung cấp khả năng điều khiển vòng kín, giảm thiểu mất bước và đảm bảo độ chính xác định vị cao dưới các điều kiện tải thay đổi.
Tính năng
-
Định vị vòng kín: Giao diện encoder 24 V DC chuyên dụng để xác minh trục theo thời gian thực.
-
Vi bước nâng cao: Hỗ trợ vi bước lên đến 64 lần để đảm bảo động cơ vận hành ít rung và êm.
-
Kết cấu chắc chắn: Vỏ kín đạt IP65/66/67, chống bụi, ẩm và hoạt động rửa bằng nước áp lực cao.
-
I/O kỹ thuật số tích hợp: Trang bị 2 đầu vào kỹ thuật số (24 V DC) để kết nối trực tiếp các công tắc giới hạn hoặc cảm biến tham chiếu.
-
Khả năng cung cấp dòng cực đại cao: Cung cấp dòng cực đại lên đến 5 A cho mỗi pha để xử lý tải cần mô-men khởi động cao.
-
Vận hành đồng bộ: Hỗ trợ Đồng hồ phân tán (DC) tích hợp để phối hợp chính xác đến từng microgiây trên mạng EtherCAT.
Ứng dụng
-
Điều khiển chuyển động cấp hiện trường: Các trục truyền động phân tán trên băng tải, bàn phân loại và dây chuyền gia công.
-
Đóng gói & Đóng chai: Hệ thống cấp liệu, trạm dán nhãn và bơm định lượng hoạt động trong khu vực có độ ẩm cao hoặc cần rửa trôi.
-
Lắp ráp & Xử lý vật liệu: Cổng tọa độ gắp và đặt cục bộ cùng các bàn định vị.
Thông số kỹ thuật
| Nhà sản xuất |
Beckhoff Automation |
| Số model/mã sản phẩm |
ER7041-2002 |
| Giao thức fieldbus |
EtherCAT |
| Giao diện bus |
2 x ổ cắm M8, có che chắn, loại khóa ren |
| Loại kết nối động cơ |
M12 x 1, 5 chân, mã hóa A |
| Loại tải được hỗ trợ |
Động cơ bước 2 pha (đơn cực hoặc lưỡng cực) |
| Điện áp nguồn danh định |
8 đến 48 V DC (qua đầu nối nguồn bên ngoài) |
| Dòng điện đầu ra |
2 x 3,5 A liên tục; 2 x 5 A cực đại (có bảo vệ quá tải/ngắn mạch) |
| Tần số điều khiển |
Tần số bộ điều khiển dòng điện 30 kHz |
| Độ phân giải bước |
Vi bước 64 lần (có thể cấu hình) |
| Cách ly điện |
500 V (điện áp điều khiển / điện áp nguồn) |
| Mức tiêu thụ dòng điện (US) |
120 mA từ điện áp hệ thống EtherCAT |
| Nhiệt độ vận hành |
-25 đến +60 °C |
| Nhiệt độ lưu trữ |
-40 đến +85 °C |
| Cấp bảo vệ chống xâm nhập |
IP65/66/67 (phù hợp với EN 60529) |
| Tuân thủ và phê duyệt |
CE, EN 61000-6-2 (miễn nhiễm), EN 61000-6-4 (phát xạ) |
| Khối lượng |
265 g |
| Khối lượng vận chuyển (tính toán) |
2,0 kg |
Các kết nối và giao diện
| Loại cổng |
Phương thức kết nối và phân bổ chân |
| Đầu vào EtherCAT |
Ổ cắm M8, 4 chân, có bọc chống nhiễu (nhận khung truyền thông) |
| Đầu ra EtherCAT |
Ổ cắm M8, 4 chân, có bọc chống nhiễu (chuyển tiếp truyền thông đến nút tiếp theo) |
| Cổng động cơ và cảm biến |
Ổ cắm M12, 5 chân, mã hóa A (dành cho các pha động cơ A/B và đầu vào kỹ thuật số) |
| Nguồn cấp |
Phích cắm M8, 4 chân (điện áp hệ thống theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ: 24 V DC; điện áp tải UP: 8 đến 48 V DC) |
Thông tin kỹ thuật thực nghiệm
Các mẫu thay thế và khả năng tương thích
ER7041-2002 là phiên bản gia cường IP67 của thiết bị đầu cuối Beckhoff EL7041 gắn trên thanh DIN tiêu chuẩn. Cả hai thiết bị đều sử dụng các cấu trúc từ điển đối tượng CoE (CAN over EtherCAT) nền tảng giống nhau, chủ yếu là chỉ mục 0x8010 để cấu hình, cho phép chuyển trực tiếp mã điều khiển được viết cho EL7041 sang ER7041-2002. Tuy nhiên, kỹ sư phải lưu ý sơ đồ chân vật lý khác nhau trên các đầu nối tròn M12 so với khối đầu nối kẹp lò xo của dòng EL.
Các lỗi ứng dụng và ghi chú kỹ thuật
Hiệu suất nhiệt phụ thuộc nhiều vào cấu hình lắp đặt. Khi điều khiển động cơ liên tục ở gần giới hạn 3,5 A, vỏ đúc kẽm phải được gắn phẳng sát vào khung máy bằng kim loại, có khả năng dẫn nhiệt, để hoạt động như bộ tản nhiệt tự nhiên. Nếu được lắp trên bề mặt không dẫn điện hoặc giá đỡ composite ở nhiệt độ môi trường trên 45 degC, mô-đun có thể bị tắt do quá tải nhiệt bên trong, đồng thời phát sinh mã lỗi CoE liên quan đến quá nhiệt bộ điều khiển.
Mẹo chạy thử và đấu dây
Để ngăn các xung điện áp ngược cảm ứng làm hỏng tầng đầu ra bên trong, đường cấp nguồn động cơ (UP) phải được khử ghép đúng cách. Khi sử dụng đường cáp dài (trên 10 mét) giữa mô-đun và động cơ bước, phải dùng cáp xoắn đôi có bọc chống nhiễu, với lớp bọc nối trực tiếp vào vỏ đầu nối M12 để giảm thiểu phát xạ điện từ tần số cao do mạch băm PWM 30 kHz tạo ra.
Hướng dẫn lắp đặt
CẢNH BÁO NGHIÊM TRỌNG
Không kết nối hoặc ngắt kết nối bất kỳ cáp M12 hoặc M8 nào khi hệ thống đang được cấp điện. Việc ngắt kết nối khi đang chịu tải có thể tạo ra các quá độ điện áp phản điện động nghiêm trọng, gây đánh thủng điện môi vĩnh viễn cho các MOSFET của mạch điều khiển động cơ.
1
Gắn mô-đun lên khung máy phẳng, chống rung bằng bu lông M4. Tối đa hóa tiếp xúc kim loại-kim loại để hỗ trợ tản nhiệt.
2
Kết nối cáp đầu vào và đầu ra EtherCAT bằng đầu nối vặn khóa M8 có bọc chống nhiễu, đảm bảo áp dụng mô-men xoắn 0,4 Nm để duy trì gioăng kín chống ẩm IP67.
3
Cấu hình dòng điện pha của động cơ bước trong danh sách CoE của TwinCAT System Manager trước khi kích hoạt trục. Việc cài đặt không đúng dòng giữ và dòng chạy có thể khiến động cơ quá nhiệt ngay lập tức.