Beckhoff Automation: PC-basierte Automation und EtherCAT-Klemmen zur elektrischen Messung

Beckhoff Automation liefert PC-basierte Steuerungssysteme und EtherCAT-Messklemmen, darunter Eingänge für elektrische Leistung und Energie.

Zusammenfassung

Geeignet für
Maschinen- und Energieprojekte, die schnelle lokale Steuerung mit elektrischer Messung und softwaregestützter Datenintegration verbinden.
Weniger geeignet für
Ein eigenständiger Ersatz für einen Modbus-Zähler ohne passenden EtherCAT-Master und konfigurierte Steuerung.
Bereitstellung
Industrie-PC oder Steuerung mit TwinCAT und ausgewählten E/A-Klemmen; Konnektivitätsfunktionen werden gesondert konfiguriert und lizenziert.
Eingangsdaten
Spannungs- und Strommessungen werden zu elektrischen Größen verarbeitet und über EtherCAT-Prozessdaten und Konfigurationsobjekte ausgetauscht.
Preise
Preise für Klemmen, Steuerungen und Software sind in den geprüften Quellen nicht belegt.

Überblick

Beckhoff Automation entwickelt PC-basierte Steuerungssysteme und modulare E/A für industrielle Anwendungen. Die Energiemessklemmen fügen sich in diese Steuerungsarchitektur ein; sie sind keine eigenständigen Netzwerkzähler. Sie erfassen elektrische Signale und tauschen Messwerte über EtherCAT mit dem steuernden System aus.

Die EL3443 und EL3453 nutzen unterschiedliche Messanordnungen. Bei der Variante EL3443-0013 ist der Stromsensoreingang dagegen auf 333 mV ausgelegt. Diese Unterschiede sind wichtig, wenn ein Projekt bereits eine Automationsplattform hat oder Messwerte eng in die Maschinensteuerung einbinden soll. Klemme, Stromsensor und EtherCAT-Konfiguration müssen als vollständiger Messpfad ausgewählt werden.

Angebot

Laut EL3443-Spezifikation hat die Klemme drei Spannungs- und drei Stromeingänge, einen 1-A-Stromwandlereingang und einen Messbereich bis 480 V Drehstrom. Sie liefert elektrische Größen wie Leistung, Energie und Informationen über Oberschwingungen. Die EL3443-0013 verarbeitet stattdessen ein 333-mV-Stromsensorsignal und ist für aktive Messumformer oder Rogowski-Spulen mit integriertem Integrator beschrieben.

Die Einführung zur EL3453 nennt Spannungsmessung bis 690 V AC und vier galvanisch getrennte Stromeingänge, einschließlich eines Pfads zur Neutralleiterstrommessung. Außerdem beschreibt sie die Analyse bis zur 63. Oberschwingung. Diese Unterschiede gelten für die jeweiligen Modelle und dürfen nicht pauschal auf die gesamte EL34xx-Familie übertragen werden.

Produkte und Plattformen

  1. Industrial PCs

    Industriecomputer

    Industrie-PC-Sortiment als Hardwarebasis für PC-basierte Steuerungen.11

  2. I/O components and EtherCAT Terminals

    Dezentrale E/A

    Modulares E/A-Sortiment; die genauen Eigenschaften der EL34xx-Leistungsmessklemmen sind gesondert spezifiziert.11

  3. Motion

    Antriebssteuerung

    Antriebs- und Bewegungssteuerungstechnik, getrennt von den Messklemmen.11

  4. Vision

    Industrielle Bildverarbeitung

    Hardware und Software für industrielle Bildverarbeitung.11

  5. MX-System

    Schaltschranklose Automation

    Modulares Automationssystem für die Installation direkt an der Maschine.11

  6. TwinCAT

    Automationssoftware

    TwinCAT 3 Engineering, Base/Runtime und Functions decken Projektierung, Ausführung und optionale Funktionen ab; die Lizenzgrenzen unterscheiden sich.8

  7. TwinCAT Measurement

    Messsoftware

    Messfunktionen innerhalb der TwinCAT-Umgebung.9

  8. TwinCAT Connectivity

    Integrationssoftware

    Verbindet Automationsanwendungen mit anderen Systemen oder Cloud-Diensten.9

  9. TF6105 TwinCAT 3 OPC UA Pub/Sub

    OPC-UA-Kommunikation

    Publisher/Subscriber-Implementierung mit UDP- und MQTT-Transport.13

  10. TF6720 TwinCAT 3 IoT Data Agent

    Software zur Datenintegration

    Konfigurierbare bidirektionale Gateway-Anwendung, die unabhängig von der TwinCAT-Echtzeitumgebung arbeiten kann.13

  11. TwinSAFE

    Sicherheitsautomation

    Modulares Sortiment für Sicherheitsautomation; der Zertifizierungsumfang ist für jede Komponente zu prüfen.10

  12. TwinCAT Analytics

    Analysesoftware

    Analyse von Maschinen- und Gebäudedaten innerhalb des TwinCAT-Softwareangebots.12

Technologie

Die Power-Collector-Dokumentation von Beckhoff erläutert die Kommunikation für unterstützte Klemmen. EtherCAT-Prozessdatenobjekte übertragen zyklische Werte; Servicedatenobjekte und die Variantenbehandlung unterstützen weitere Messungen und die Konfiguration. Die Anwendung benötigt deshalb eine passende Klemmenzuordnung und Konfiguration auf Master-Seite, keine von einem anderen Gerät übernommene Modbus-Registerliste.

Die EL3443-Produktseite dokumentiert außerdem eine Funktion zur Bestimmung des Nulldurchgangs mithilfe der verteilten Zeitbasis von EtherCAT. Sie gehört in eine kompatible Steuerungsarchitektur. Eine zusätzliche Verbindung von der Steuerung zu einer Energieplattform hängt von der gewählten Software und Schnittstelle ab; sie folgt nicht allein aus den elektrischen Eingängen der Messklemme.

TwinCAT bildet die Softwareebene oberhalb der Klemmen. TF6105 implementiert OPC UA Pub/Sub mit UDP- und MQTT-Transport, während TF6720 eine konfigurierbare IoT-Gateway-Anwendung ist. Dadurch wird eine einzelne EtherCAT-Messklemme nicht zu einem eigenständigen MQTT- oder Modbus-Gerät. Herstellerdokumentation.

Kunden

Kundennachweise

  1. Power Electronics

    Die Herstellerreferenz beschreibt Embedded-PC-Steuerungen und Modbus-TCP-Kommunikation mit Solarwechselrichtern und Speicherkomponenten.7

Märkte

Maschinenbauer können Leistungsmessklemmen zusammen mit anderen Automations-E/A einsetzen und elektrische Messwerte in die Steuerungsanwendung übernehmen. Die EL3453 erweitert diesen Ansatz um einen höheren Spannungsmessbereich und einen zusätzlichen galvanisch getrennten Stromeingang. Das ist etwa für Generatorüberwachung und Anlagen mit Bedarf an Neutralleiterstromdaten relevant.

Die 333-mV-Variante bietet einen anderen Sensorpfad, auch für geeignete aktive Messumformer. Bei Rogowski-Sensoren ist ein Integrator erforderlich; die Angabe ist keine allgemeine Freigabe für jede unbehandelte Spule. Bei der Auswahl sind Sensorausgang und Klemmeneingang gemeinsam zu prüfen, danach die von der Steuerung benötigten Werte und Zeitinformationen.

Unternehmen

Die aktuelle Unternehmensübersicht datiert Beckhoff Automation auf 1980 und nennt Verl in Deutschland als Firmensitz. Die Geschichte der Unternehmensgruppe beschreibt außerdem einen älteren Elektrobetrieb der Familie aus dem Jahr 1953. Das sind unterschiedliche Meilensteine: Dieses Profil verwendet das Gründungsjahr des Automationsunternehmens und nicht das ältere Datum des Familienbetriebs.

Die öffentlich zugängliche technische Dokumentation hilft bei der Beurteilung der Produkte. Die Klemmenproduktseiten beschreiben elektrische Eingänge und Messgrößen; die Softwaredokumentation erklärt, wie die Werte zur Anwendung gelangen. Belegt ist ein in eine Steuerung integriertes Messsystem, nicht ein allgemeiner Ethernet- oder Modbus-Anschluss an jeder Klemme.

Alternativen in Strommessung und Monitoring

Worauf es bei Strommessung und Monitoring ankommt

Quellen

  1. Aktuelles Unternehmensprofil von Beckhoff Automation (öffnet in einem neuen Tab)
  2. Genaue Strom- und Spannungseingänge der EL3443 (öffnet in einem neuen Tab)
  3. Funktionen und galvanisch getrennte Stromkanäle der EL3453 (öffnet in einem neuen Tab)
  4. 333-mV-Sensorschnittstelle der EL3443-0013 (öffnet in einem neuen Tab)
  5. EtherCAT-PDO, -SDO und Variantenbehandlung (öffnet in einem neuen Tab)
  6. Automationsunternehmen und älterer Familienbetrieb (öffnet in einem neuen Tab)
  7. Herstellerinformationen zu Angebot und Anwendung (öffnet in einem neuen Tab)
  8. Herstellerinformationen zu Angebot und Anwendung (öffnet in einem neuen Tab)
  9. Herstellerinformationen zu Angebot und Anwendung (öffnet in einem neuen Tab)
  10. Herstellerinformationen zu Angebot und Anwendung (öffnet in einem neuen Tab)
  11. Herstellerinformationen zu Angebot und Anwendung (öffnet in einem neuen Tab)
  12. Herstellerinformationen zu Angebot und Anwendung (öffnet in einem neuen Tab)
  13. Herstellerinformationen zu Angebot und Anwendung (öffnet in einem neuen Tab)

Dieses Profil bedeutet keine Geschäftsbeziehung mit Beckhoff Automation und kann Ungenauigkeiten enthalten.