ICP DAS выпустила серию модулей EC4, ориентированных на построение распределённых систем ввода-вывода с использованием промышленного протокола EtherCAT. Линейка включает основной модуль связи EC4-EP21 и набор подключаемых I/O-модулей. Все устройства выполнены в узком корпусе, что облегчает интеграцию в ограниченное пространство.
В отличие от предшествующих решений в отдельных корпусах (ECAT-2000, а также EC1 и EC2 — последняя находится в стадии разработки), новая серия позволяет формировать модульные конфигурации с необходимым количеством дискретных и аналоговых каналов. Подключение дополнительных модулей осуществляется через скоростную внутреннюю шину; на один базовый узел допустимо подключение до 12 расширений.
Аппаратная реализация и подключения
Модули EC4 предназначены для крепления на DIN-рейку. Их ширина начинается от 17,5 мм. Связь с EtherCAT-сетями осуществляется через стандартные разъёмы RJ-45. Поддерживаются все предусмотренные стандартом режимы синхронизации: Free Run, SM и Distributed Clocks. Минимальный возможный цикл передачи данных составляет 100 микросекунд.
Варианты модулей и режимы синхронизации
На текущий момент в рамках серии заявлено 18 типов модулей, включая аналоговые и дискретные устройства, разветвители EtherCAT, а также специализированные модули для подключения тензодатчиков, термопар, энкодеров и шаговых моторов. В зависимости от задач каждый тип поддерживает соответствующий режим синхронизации.
Простые устройства, такие как цифровые входы/выходы и реле, работают в режиме Free Run — обмен данными происходит без жёсткой временной координации.
Для модулей с повышенными требованиями к временной точности, например, аналоговых или импульсных счётчиков, реализован режим SM (Synchronized Mode) — синхронизация обеспечивается через циклические SYNC-сигналы, формируемые управляющим модулем.
Устройства, работающие в режиме DC (Distributed Clocks), оснащены встроенными таймерами высокой точности. Они синхронизируют своё время с базовым модулем, что позволяет применять их в задачах с критичной временной точностью — например, при управлении сервосистемами. Корректировка временных отклонений осуществляется автоматически, с разрешением до наносекунд.
| Тип модуля | Синхронизация |
|---|---|
| Дискретный ввод-вывод | |
| EC4‑C16 — 16 DO типа открытый коллектор (приемник), 500мА на канал | Free Run SM DC |
| EC4‑A16 — 16 DO типа открытый коллектор (источник), 500мА на канал | Free Run SM DC |
| EC4-P16 — 16 DI типа «сухой контакт» или «контакт с внешним питанием» (30 Vdc) | Free Run SM DC |
| EC4‑R8 — 8 электромеханических реле с открытым контактом, 5А 30 Vdc | Free Run SM DC |
| EC4‑P4R4 — 4 электромеханических реле с открытым контактом, 5А 30 Vdc + 4 DI (сухой, мокрый контакт) | Free Run SM DC |
| Аналоговый ввод | |
| EC4‑AD8 — 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 | Free Run SM |
| EC4‑AD8R — 8 AI, 16-бит АЦП, 0~10 V, ±2.5 V, ±5 V, ±10 V, дискретизация 1 кГц на канал, с изоляцией | Free Run SM |
| Аналоговый ввод | |
| EC4‑DA4 — 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 | Free Run SM DC |
| Тензоизмерительные датчики | |
| EC4‑LC1 — 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 | |
| EC4‑TC8 — 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 |
| EC4‑RTD8 — 8 каналов для подключения термосопротивлений типа: Pt100, Pt1000, Ni120, 16-бит, 100Гц на канал | Free Run SM |
| Подключение моторов, приводов | |
| EC4-MS1 — 1 ось, управление шаговым моторов, CiA402 | FreeRun SM DC |
| EC4-MP1U — 1 ось, импульсный выход, CiA402 | Free Run SM DC |
| Подключение энкодеров, счетчиков | |
| EC4‑ENC2IT — 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 | Free Run SM DC |
| EC4‑ENC4A — Абсолютный счетчик, 4 входа BiSS-C/SSI, 48-бит, 10МГц | Free Run SM DC |
| Модули расширения EtherCAT | |
| EC4‑EP20E — 2 EtherCAT выхода для добавления топологии типа «звезда» или разветвленного подключения в цепь | Free Run SM DC |
Назначение и сферы применения
Решения EC4 предназначены для построения компактных и масштабируемых EtherCAT-сетей в задачах, где важна точная синхронизация и плотность установки. Они находят применение в системах управления движением, мониторинге физических параметров среды (температуры, силы тока, деформаций), а также при работе с шаговыми приводами и энкодерами. Помимо EC4, ICP DAS предлагает и другие серии модулей удалённого ввода-вывода для промышленных применений.
