Новая линейка устройств EC4 для распределенного ввода-вывода на базе EtherCAT представляет собой серию компактных решений, включающих коммуникационный модуль EC4-EP21 и подключаемые к нему модули ввода-вывода. Эти модули выполнены в узкопрофильном форм-факторе, что позволяет экономить пространство в шкафу. Ранее в ассортименте ICP DAS были модули удаленного ввода-вывода в отдельных корпусах (серии ECAT-2000, EC1 (в разработке), EC2), но новая линейка EC4 предоставляет возможность собрать гибкие системы с нужным набором аналоговых, дискретных и других каналов. Модули подключаются к высокоскоростной локальной шине, при этом к одному каплеру можно подключить до 12 модулей ввода-вывода.
Конструкция и интерфейсы
Модули EC4 имеют компактный форм-фактор (ширина от 17,5 мм) и предназначены для монтажа на DIN-рейке. Подключение осуществляется через EtherCAT-шину с использованием RJ-45-разъемов. Все стандартные режимы синхронизации EtherCAT (Free Run, SM, DC) поддерживаются, при этом время цикла обмена может достигать 100 мкс.
Модули ввода-вывода
На момент написания этой статьи ICP DAS анонсировал 18 различных модулей ввода-вывода, включая аналоговые и дискретные модули, EtherCAT-разветвители, а также устройства для подключения датчиков измерения веса, температуры, моторов и энкодеров. Эти модули поддерживают различные типы синхронизации по шине EtherCAT, так как они предназначены для разных применений и имеют различные требования к точности и производительности.
- Некоторые модули (например, простые цифровые I/O и реле) не требуют высокой синхронизации и могут работать в режиме Free Run (асинхронном режиме). В этом случае устройства функционируют независимо, без строгой синхронизации, и выполняют свои задачи без привязки к общему времени.
- Другие более сложные модули (например, аналоговые или высокоскоростные счетчики) поддерживают SM (Synchronized Mode) для циклической синхронизации. В этом режиме устройства синхронизируются с помощью циклических сообщений (SYNC), отправляемых каплером, и все ведомые устройства синхронизируют свои процессы по этим сигналам.
- Модули с DC (Distributed Clocks) оснащены встроенными высокоточными часами и используются в системах с критической синхронизацией, таких как управление сервоприводами. Это наиболее точный режим синхронизации в EtherCAT, где каплер служит основным источником времени, а модули синхронизируют свои локальные часы с ним. Коррекция временных сдвигов происходит автоматически, с точностью до наносекунд.
|
Тип модуля |
Синхронизация |
|
|
Дискретный ввод-вывод |
|
|
|
16 DO типа открытый коллектор (приемник), 500мА на канал |
Free Run SM DC |
|
|
EC4‑A16 |
16 DO типа открытый коллектор (источник), 500мА на канал |
|
|
16 DI типа «сухой контакт» или «контакт с внешним питанием» (30 Vdc) |
||
|
EC4‑R8 |
8 электромеханических реле с открытым контактом, 5А 30 Vdc |
|
|
EC4‑P4R4 |
4 электромеханических реле с открытым контактом, 5А 30 Vdc + 4 DI (сухой, мокрый контакт) |
|
|
Аналоговый ввод |
|
|
|
8 AI, 16-бит АЦП, 0~10 V, ±2.5 V, ±5 V, ±10 V, дискретизация 1 кГц на канал |
Free Run SM |
|
|
EC4‑AD8H |
8 AI, 16-бит АЦП, 0~10 V, ±2.5 V, ±5 V, ±10 V, дискретизация 10 кГц на канал |
|
|
EC4‑AD8R |
8 AI, 16-бит АЦП, 0~10 V, ±2.5 V, ±5 V, ±10 V, дискретизация 1 кГц на канал, с изоляцией |
|
|
Аналоговый вывод |
|
|
|
4 AO, 12-бит, ±5 V, ±10 V, 0~5V, 0~10V, 0~10 mA, 0~20 mA |
Free Run SM DC |
|
|
EC4‑DA4H |
4 AO, 16-бит, ±5 V, ±10 V, 0~5V, 0~10V, 0~20 mA, 4~20 mA |
|
|
Тензоизмерительные датчики |
|
|
|
1 канал, 24-бит, дискретизация 1кГц на канал, ±10 V, ±5 V, ±2.5 V, ±1.25 V, ±625 mV, ±312 mV, ±200 mV, ±100 mV, ±50 mV, ±25 mV, подключение по полно мостовой схеме |
Free Run/SM |
|
|
Температурные измерения |
|
|
|
8 каналов для подключения термопар типа: J, K, T, E, R, S, B, N, C, L, M, LDIN4371, 16-бит, 100Гц на канал |
Free Run SM |
|
|
8 каналов для подключения термосопротивлений типа: Pt100, Pt1000, Ni120, 16-бит, 100Гц на канал |
||
|
Подключение моторов, приводов |
|
|
|
EC4-MS1 |
1 ось, управление шаговым моторов, CiA402 |
FreeRun SM DC |
|
EC4-MP1U |
1 ось, импульсный выход, CiA402 |
|
|
Подключение энкодеров, счетчиков |
|
|
|
2 входа под энкодеры, 2х DO, 32-бит, частота 4 МГц, тип счетчика: CW/CCW, Pulse/Direction, A/B |
Free Run SM DC |
|
|
EC4-ENC2A |
Абсолютный счетчик, 2 входа BiSS-C/SSI, 48-бит, 10МГц |
|
|
EC4‑ENC4A |
Абсолютный счетчик, 4 входа BiSS-C/SSI, 48-бит, 10МГц |
|
|
Модули расширения EtherCAT |
|
|
|
2 EtherCAT выхода для добавления топологии типа «звезда» или разветвленного подключения в цепь |
Free Run SM DC |
|
Решение на основе EC4 идеально подходит для систем с высокими требованиями к плотности монтажа, включая многоосевую синхронизацию, контроль параметров окружающей среды (температура, токи, деформация), управление шаговыми двигателями и гибкое создание системы ввода-вывода на базе EtherCAT. ICP DAS также предлагает другие решения для удаленного управления.
