Питание компактных контроллеров и модулей расширения

Большинство компактных устройств, модули расширения или компактные контроллеры CX, получают электропитание из двух источников. Хотя это и доставляет небольшую проблему при монтаже, но существует вполне объективная причина зачем так сделано.

Модули расширения EtherCAT (EL, ES, EK) получают питание от шины EtherCAT (5 вольт от двух контактов шины, оставшиеся четыре — передача данных) и 24 вольта через два контакта ближе к лицевой стороне (отмечены кругами на рисунке ниже).

 

Шина обеспечивает питание "мозгов" модуля, его внутренней логики, μC-контроллера. Дополнительные контакты питают внешний интерфейс (на картинке выше, это дискретные выхода модуля EL1809). Такое разделение необходимо для того, чтобы отделить "силовое" питания от "логического", что является обычной практикой и позволяет одновременно получать диагностику и сохранять работоспособность модуля независимо от состояния внешнего интерфейса (короткие замыкания, обрывы и пр. неполадки).

В случае с компактными контроллерами CX, контакты 24V и 0V (см. выше зеленая стрелка) обеспечивают питание непосредственно контроллера и его периферии (в том числе и EtherCAT-шины), а контакты ++ и --  (см. выше желтая стрелка) обеспечивают дополнительное питание внешнего интерфейса модулей расширения (24В на дополнительных контактах, отмеченных кругами). Такое разделение позволяет сохранять питание контроллер в случае если у него отвалилась периферия или обеспечить более мощное питание для шины за счет подключения отдельного мощного блока питания, или переводить систему в режим пониженного энергопотребления, отключением энергоемких модулей расширения. Можно придумать что-нибудь еще, но чаще ставят перемычки и "питают" контроллер от единого БП.

Что произойдет если на контроллере не запитывать контакты ++ и --, будут ли работать модули расширения? Будут, но неполноценно: модули будут присутствовать на шине, продолжат передавать информацию по шине, но не будут реагировать или выдавать что-либо на свой внешний интерфейс. Иначе говоря, модули будут выдавать диагностику, но не будут работать с внешним интерфейсом, они замкнуться в своем компактном логическом мире. Еще проще на примере дискретных входов/выходов: контроллер будет считать модуль расширения работоспособным, модуль будет находится в рабочем режиме (OP), но дискретные входа/выхода будут всегда неактивны при любых внутренних и внешних условиях.

Нагрузочная способность шины

Стандартно блоки питания CX-контроллеров выделяют на шину 2А тока. При подготовке новой конфигурации существует хороший способ проверить хватит ли этого для новой конфигурации.

Упрощенно, в таблице выше поле "E-Bus (mA)" показывает сколько "тока" остается на шине после этого модуля. Число может уйти в минус, если достигнут предел нагрузочной способности шины. В таком случае необходимо подпитать шину, освежить ее. Для этого служат модули EL94x0 (EL9410 — с диагностикой).

На самом деле никто ток на шине не измеряет. Значение потребления тока берется из "справочника", который устанавливается вместе с TwinCAT. Это максимально возможный ток потребления, который измеряется в лаборатории при разработке и тестировании нового оборудования.