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技術(shù)文章

BECKHOFF常用模塊EL1889/EL1904工作原理

閱讀:150          發(fā)布時間:2025-4-17

BECKHOFF EL1889和EL1904是倍福(Beckhoff)自動化系統(tǒng)中兩類功能定位不同的模塊,分別承擔工業(yè)環(huán)境中的信號采集與安全控制任務(wù)。BECKHOFF常用模塊EL1889/EL1904工作原理。

兩者均采用 EtherCAT 總線技術(shù)實現(xiàn)高速通信,但功能實現(xiàn)原理存在顯著差異。

EL1889 是一款數(shù)字量輸入模塊,專為高速信號采集設(shè)計,尤其適用于增量式編碼器信號處理。其核心工作原理基于差分信號接收與脈沖計數(shù)技術(shù),

支持 RS422 差分電平標準,可有效抑制工業(yè)現(xiàn)場電磁干擾。模塊內(nèi)置信號調(diào)理電路,能夠?qū)?A、B 和 N 三相編碼器信號進行實時解碼。


通過相位差判斷旋轉(zhuǎn)方向,同時利用計數(shù)器芯片對脈沖邊沿進行精確捕獲。當編碼器轉(zhuǎn)速變化時,EL1889 通過 EtherCAT 周期同步機制將計數(shù)值傳輸至控制器,

小時間戳分辨率可達 1μs,確保運動控制系統(tǒng)的閉環(huán)精度。模塊還具備斷線檢測功能,通過監(jiān)測信號線電壓跌落自動觸發(fā)報警,提升系統(tǒng)可靠性。

EL1904 屬于安全輸入模塊,符合 ISO 13849-1 PL e 和 IEC 61508 SIL 3 安全標準,專門處理急停按鈕、安全門開關(guān)等安全相關(guān)信號。

其雙通道冗余設(shè)計是核心安全機制,每個輸入通道均采用獨立電氣隔離的回路,通過對比兩路信號狀態(tài)實現(xiàn)故障診斷。

當安全設(shè)備動作時,模塊內(nèi)部安全繼電器會強制切斷輸出電路,同時通過 CRC 校驗的安全協(xié)議將狀態(tài)信息嵌入 EtherCAT 數(shù)據(jù)幀傳輸。

模塊還集成交叉電路檢測功能,能識別短路、對地故障等異常情況,并通過 LED 指示燈提供可視化診斷。

安全邏輯處理單元(SLP)周期性執(zhí)行自檢程序,確保硬件電路與固件運行的完整性,滿足功能安全要求。

從系統(tǒng)集成角度看,EL1889 主要應(yīng)用于需要高速位置反饋的伺服控制場景,如數(shù)控機床主軸定位、機器人關(guān)節(jié)角度檢測等,其多通道并行處理能力可同時對接多臺編碼器。

而 EL1904 則專注于構(gòu)建安全回路,在汽車生產(chǎn)線安全圍欄、沖壓設(shè)備雙手操作按鈕等場景中確保人員與設(shè)備安全。

兩者通過 EtherCAT 的分布式時鐘機制實現(xiàn)微秒級同步,既能獨立工作也可協(xié)同運行。工程師通過 TwinCAT 平臺可對 EL1889 配置濾波參數(shù)、計數(shù)模式,

而對 EL1904 則需使用 FSoE(FailSafe over EtherCAT)協(xié)議進行安全邏輯組態(tài),體現(xiàn)了兩者在軟件配置層面的專業(yè)化分工。這種差異化設(shè)計使 Beckhoff 系統(tǒng)在保持高速控制性能的同時,滿足機械安全標準的要求。

BECKHOFF EL1004

EL2004

模塊EL1904

現(xiàn)貨EL3002

模擬量EL3204

德國進口EL3208


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