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EtherCAT P – Ultraschnelle Kommunikation und Power auf einem Kabel

Die Einkabellösung für den Weg zur schaltschranklosen Automatisierung

EtherCAT P vereint Kommunikation und Power auf einem 4-adrigen Standard-Ethernet-Kabel. Die 24-V-DC-Versorgung der EtherCAT-P-Slaves und der angeschlossenen Sensoren und Aktoren ist integriert: US (System- und Sensorversorgung) und UP (Peripheriespannung für Aktoren) sind voneinander galvanisch getrennt mit jeweils bis zu 3 A Strom für die angeschlossenen Komponenten verfügbar. Dabei bleiben alle Vorteile von EtherCAT, wie freie Topologie, hohe Geschwindigkeit, optimale Bandbreitennutzung, Verarbeitung der Telegramme im Durchlauf, hochgenaue Synchronisation, umfangreiche Diagnose etc., erhalten.

Die Ströme von US und UP werden direkt auf die Adern der 100-MBit/s-Leitung eingekoppelt, was eine sehr kostengünstige und kompakte Anschaltung ergibt. Vorteile bietet EtherCAT P sowohl bei der Verbindung von abgesetzten kleineren I/O-Stationen im Klemmenkasten als auch bei dezentralen I/O-Komponenten vor Ort im Prozess. Um mögliche Defekte durch Fehlstecken mit Standard-EtherCAT-Slaves auszuschließen, ist eine eigene Steckerfamilie für EtherCAT P entwickelt worden. Sie deckt alle Anwendungsfälle von der 24-V-I/O-Ebene bis zu Antrieben mit 630 V AC/850 V DC und einem Strom von bis zu 72 A ab.

EtherCAT P bietet umfangreiche Einsparpotenziale:

  • optimiert für direkte Anbindung von EtherCAT-P-Geräten im Feld
  • weniger Verkabelungsaufwand kombiniert mit Zeitersparnis
  • weniger Fehlerquellen
  • kleinere Sensoren und Aktoren durch Wegfall der separaten Versorgungseinspeisung
  • einfache Verbindung von Komponenten

Wie bei EtherCAT profitiert der Anwender von der freien Topologiewahl und kann Linien-, Stern- und Baumstrukturen miteinander kombinieren, um seine Anlage möglichst kostengünstig und optimal auszulegen. Anders als beim klassischen Power-over-Ethernet (PoE) können bei EtherCAT P Teilnehmer kaskadiert angeschlossen und von einem Einspeisegerät versorgt werden.

Für die Planung einer Maschine werden toolgestützt die einzelnen Verbraucher, Kabellängen und Kabeltypen konfiguriert und mit diesen Informationen das EtherCAT-P-Netzwerk optimal ausgelegt. Da bekannt ist, welche Sensoren und Aktoren angeschlossen sind und welche simultan arbeiten, kann die Leistungsaufnahme entsprechend berücksichtigt werden. Werden beispielsweise zwei Aktoren aus logischer Sicht niemals zeitgleich schalten, benötigen sie auch niemals zeitgleich die volle Last. Dadurch ergibt sich ein weiteres Einsparpotenzial der benötigten Einspeisungen und Netzteile.

Highlights, Vorteile und technische Daten

  • Kompatible Technologie:
    • 100 % EtherCAT-kompatibel
    • 100-MBit/s-Vollduplex
    • Verarbeitung im Durchlauf
    • hochgenaue Synchronisation mit Distributed Clocks
    • kaskadierbar in allen Topologien (Stern, Linie, Baum)
  • Duale Spannungsversorgung
    • US (System- und Sensorversorgung) = 24 V DC/3 A, UP (Peripheriespannung für Aktoren) = 24 V DC/3 A
  • Einsparpotenziale
    • Wegfall der separaten Versorgungsleitungen
    • Reduktion von Material- und Montagekosten
    • Bauraum-Minimierung in Schleppketten, Schaltschrank und Maschine
    • überragende EtherCAT-Performance zu geringen Anschaltkosten
  • Steckverbinder und Leitung
    • Industrie-Cat.5-Leitung in AWG22 und AWG24
    • ultradünne Leitung für kurze Distanzen
    • M8 P-kodiert nach IEC 61076-2-114
    • einfache Montage im Feld

One Cable Automation für die Feldebene

EtherCAT P in der Anwendung

Der Sensor-, Aktor- und Messtechnik-Bus

  • optimiert für direkte Anbindung von EtherCAT-P-Geräten im Feld
  • weniger Verkabelungsaufwand kombiniert mit Zeitersparnis
  • weniger Fehlerquellen
  • kleinere Sensoren und Aktoren durch Wegfall der separaten Versorgungseinspeisung
  • einfache Verbindung von Komponenten

EtherCAT P für Aktoren

  • AC- und DC-Motoren
  • Stellantriebe
  • Ventilinsel

EtherCAT P für Sensoren

  • Näherungsschalter
  • Lichtschranke
  • Drehgeber

EtherCAT P für Vision

  • Kamera
  • Barcodescanner
  • 3D-Scanner

EtherCAT P für I/O

  • Anschaltungen in IP 67
  • Anschaltungen in IP 20

Systemübersicht für IP 20 und IP 67

Wie bei EtherCAT profitiert der Anwender von der freien Topologiewahl und kann Linien-, Stern- und Baumstrukturen miteinander kombinieren, um seine Anlage möglichst kostengünstig und optimal auszulegen. Anders als beim klassischen Power-over-Ethernet (PoE) können bei EtherCAT P Teilnehmer kaskadiert angeschlossen und von einem Einspeisegerät versorgt werden.

Die EtherCAT-P-Koppler EK13xx in IP 20 bieten die Möglichkeit eines durchgängigen Einsatzes von EtherCAT P vom Schaltschrank bis direkt an die Maschine:

  • Der Koppler EK1300 mit einer zweiten M8-Buchse, P-kodiert, zur Weiterführung der Topologie,
  • der 2-Port-EtherCAT-P-Abzweig EK1322 (mit Einspeisung) zum Aufbau von Sterntopologien,
  • die 1-Port-EtherCAT-P-Verlängerung EK1310 (mit Einspeisung) zur Umsetzung von EtherCAT auf EtherCAT P.

Die EtherCAT-P-Module EPPxxxx in IP 67 decken das typische Anforderungsspektrum der I/O-Signale ab:

  • digitale Eingänge (3,0 ms bzw. 10 μs Filter)
  • digitale Ausgänge mit 0,5 A Ausgangsstrom
  • Kombi-Module mit digitalen Ein- und Ausgängen
  • analoge Ein- und Ausgänge mit 16-Bit-Auflösung, Thermoelement und RTD-Eingänge

Zum flexiblen Topologieaufbau stehen die EtherCAT-P-Sternverteiler EPP13xx zur Auswahl. Die Stromtragfähigkeit von 3 A je EtherCAT-P-Segment erlaubt bereits den Einsatz einer Vielzahl von Sensoren/Aktoren. Ist ggfs. eine Neueinspeisung der Spannungen erforderlich, kann mit dem EtherCAT-P-Sternverteiler EPP1332-0001 sowohl US als auch UP an jeder Stelle beliebig neu eingespeist werden. Für topologische Verzweigungen ohne Spannungsauffrischung kann die EPP1342-0001 eingesetzt werden.

Für jede Leistungsklasse ein passender Stecker – Vom 24-V-Sensor bis zum 600-V-Antrieb

  • Das trapezförmige EtherCAT-P-Element ermöglicht eine hohe Packungsdichte, dadurch ergeben sich verbesserte Daten bzgl. Strombelastbarkeit und Spannungsfestigkeit für die Power-Pins.
  • lückenlose und durchgängige 360°-Schirmung des Steckverbinders
  • einheitliches EtherCAT-P-Element für alle Baugrößen B12…B40
  • baugrößenübergreifende, einheitliche Steckerfamilie in den Größen B12…B40
  • Bajonettverschluss für schnelle Montage
  • geschirmte und ungeschirmte Variante des Steckverbinders (Außenschirm)
  • hohe Kombinationsvielfalt durch die Kombination aus Stift und Buchse
  • mechanische Kodierung (2…6 Kodierstellungen je Baugröße und Polzahl)
  • visuelle Markierung durch austauschbare Farbringe am Griffkörper und Flanschgehäuse
  • dünnere Kabel durch Reduzierung der Adernzahl
  • feldkonfektionierbare Steckverbinder
    • gleiches Design über aller Baugrößen
    • vereinfachte Montage
  • reduzierter Montageaufwand
    • durch Vorabbearbeitung des Kabels
    • durch Farbadern und darauf abgestimmte optische Erkennung im Steckverbinder
    • durch Poka-Yoke-Prinzip der Einzelteile
  • Flanschdose mit marktüblichen Flanschmaßen (Vorderwand- und Hinterwandmontage sowie Vierkantflansch)

EtherCAT-P-Produkte

EK1300

Der EtherCAT-P-Koppler EK1300 bindet die EtherCAT-Klemmen in das EtherCAT-P-Netzwerk ein. Der Koppler setzt die Telegramme im Durchlauf von der Ethernet-100BASE-TX- auf die E-Bus-Signaldarstellung um. Eine Station besteht aus einem Koppler und einer beliebigen Anzahl von EtherCAT-Klemmen, die automatisch erkannt und einzeln im Prozessabbild dargestellt werden

EK1310

Die EtherCAT-P-Einspeisung EK1310 bietet die Möglichkeit, von einem EtherCAT-Strang, der über einen EtherCAT-Koppler oder auch einen Embeded-PC der CX-Serie aufgebaut ist, auf EtherCAT P umzusetzen oder ein EtherCAT-P-Netzwerk in Linientopologie zu verlängern.

EK1322

Der 2-Port-EtherCAT-P-Abzweig EK1322 kann in einem EtherCAT-Klemmenstrang an beliebiger Stelle zwischen den EtherCAT-Klemmen eingesetzt werden und ermöglicht den Aufbau von EtherCAT-P-Sterntopologien. Durch das Verwenden mehrerer EK1322 in einer Station lässt sich ein modularer EtherCAT-P-Sternverteiler realisieren.

EtherCAT-P-Box EPPxxxx

EtherCAT-P-Box EPPxxxx

IP-67-Module mit EtherCAT P: Kommunikation und Power auf einem 4-adrigen Standard-Ethernet-Kabel.

Hybridleitungen

Hybridleitungen

Die Kombination aus Leistung, Signal- und Datenkommunikation, vereint in einem Stecker, ist in anwendungsspezifisch ausgelegten Baugrößen und Leistungsklassen lieferbar.