One Cable Automation– 통신과 파워를 위한싱글 케이블 컨셉트

Beckhoff의 OCA (One Cable Automation) 컨셉트는 개별 필드 장치, 분산 단자함 그리고 기계 모듈을 단 하나의 케이블로 연결한다는 것을 기반으로 한다. 그 안에서 EtherCAT의 초고속 통신과 연결된 콤포넌트에 파워 서플라이가 결합된다. 이는 24V 필드 레벨의 경우 M8 플러그 커넥터로 연결되는 EtherCAT P 기술 확장을 통해 실현된다. Beckhoff는 싱글 케이블 솔루션에 제기되는 까다로운 성능 요건을 위해 커넥터 제품군 ENP와 ECP를 개발하였다. 이 커넥터는 안정적으로 삽입되고, 취급이 간단하며 보호 등급이 높은(IP 67) 구조로, EtherCAT또는 EtherCATP와 케이블 내에 있는 추가의 전력 도선을 연결한다.

One Cable Automation은 연결해야 할 콤포넌트에 대한 다양한 등급과 연결 버전 ECP와 ENP를 이용하여 모듈러 기계 설계 및 시스템 설계를 위한 최적의 기초를 형성한다.

One Cable Automation은 폭넓은 어플리케이션에 따라 매우 유연하게 설계되었다. 필요에 따라 다양한 거리를 성능 요건이 각기 다른 장치와 콤포넌트에 맞는 싱글 케이블 솔루션으로 완벽히 커버할 수 있다. 이때 결정적인 것은 혼합된 시스템 컨셉트로, 예를 들면 다음 사이에서 유연하게 교체하기 위한 제한 없는 개방성이다.

– 파워 서플라이가 통합된 EtherCAT P 통신(M8-플러그 컨넥터의싱글케이블 솔루션),

– 선택적으로 EtherCAT통신 요소 또는 EtherCATP 통신 요소를 추가의 전력 도선과 조합하는, 하이브리드 케이블 이용 싱글케이블 솔루션(새로운 ENP 플러그 커넥터 또는 ECP 플러그 커넥터 장착 싱글케이블 솔루션),

– 별도의 파워 서플라이를 이용하는 종래의 이중 케이블 솔루션(M8/RJ45 커넥터를 통한 EtherCAT또는 ENP/ECP 커넥터를 통한 EtherCATP)

새로운 커넥터 제품군 ECP와 ENP로 3A ~ 64A의 다양한 전력 등급의 통신 요소와 파워 요소를 매우 콤팩트하게 조합할 수 있다. 이 시스템은 새로운 발전으로, 드라이브, 센서/액추에이터, 스위치 캐비닛, 전체 기계 부품 등, OCA 범위 내에서 연결해야 하는 장치와 모듈의 요건에 완전히 맞추어져 있다. EtherCAT통신 요소 또는 EtherCATP 통신 요소 그리고 DC 파워 라인 혹은 AC 파워 라인 등 필수 요소로 축소하여 경제적인 연결 컨셉트가 제공된다. 또한 베이어닛 락을 통해 그리고 기계적 코딩과 컬러 코딩으로 취급이 매우 간단하다. EtherCATP 변이형 ECP는 또 다른 장점도 제공한다. EtherCATP에 내장된 송전 시스템을 바탕으로 2 x 24V에 대해 필요한 도선이 없어도 되며, 더 가늘고 저렴한 케이블을 사용하거나 추가의 전압을 제공할 수 있다.

구조적으로 잘 고안된 커넥터 요소의 설계로 인해 현장에서도 오류 없이 시간을 아끼며 설치할 수 있다.

24VI/O 레벨을 위한 OCA 솔루션으로서 EtherCATP

Beckhoff는 EtherCATP로 전세계적 표준으로 확립된 EtherCAT기술을 확대하고, 표준 이더넷 케이블로 초고속 EtherCAT통신과 24V 시스템 및 주변 전압(US또는 UP)을 결합하였다. 이를 위해 해당 결합면이 있는 M8 커넥터를 개발하였으며, 이 커넥터는 기계식 코딩을 통해 표준 EtherCAT슬레이브와 잘못 결합될 위험으로부터 보호된다.

구체적인 기계 또는 시스템을 계획할 때에 개별 EtherCATP 부하와 케이블 길이는 TwinCAT을 통해 공구 지원되는 방식으로 구성되어, 이 정보를 이용하여 EtherCATP 네트워크를 최대한 우수하게 동시에 비용 효율적으로 설계할 수 있다. 이를 위해 중요한 정보는 30 × 86 × 26.5 mm으로 매우 콤팩트한 신형 EtherCATP 박스 EPP9022-0060이 제공한다. 이 박스는 시스템에서 전압 US 및 UP 과 전류 IS 와 IP를 포착하고, 정보를 컨트롤 시스템에 전달한다. 모든 부하의 데이터가 시스템에 알려지면, 각 장치들의 소비 전류를 시간 흐름에 따라 고려할 수 있다.예를 들어두 개의 액추에이터가 논리 측면에서 동시에 절대 전환되지 않다면, 최대 전류를 설계할 때 이를 고려할 수 있다. 그 결과 필요한 피드와 전원 공급장치 측면에서 추가로 절감 잠재력이 생긴다.

ECP(그림) 시리즈 및 ENP 시리즈의 커넥터는 무엇보다 인버터 장착 비동기 모터와 소형 스위치 캐비닛 또는 분산 단자함(B17) 그리고 전체 스위치 캐비닛과 로봇 어플리케이션(B23/B36)에 대한 컨트롤러(B12) 장착 스텝 모터를 연결하기에 적합하다.

EtherCAT과 EtherCAT P용 커넥터 제품군

EtherCATP의 24V 시스템 전압 및 주변 전압 외에, 하나 이상의 파워 서플라이가 필요하다면, 적합한 하이브리드 케이블과 Beckhoff가 이를 위해 특별히 개발한 커넥터 제품군 ECP와 ENP를 통해 이를 실현할 수 있다.

– ECP (EtherCAT P + Power): 이 커넥터 시리즈는 EtherCATP 코딩된 M8 커넥터와 동일하게 할당되는 콤팩트한 사다리꼴 EtherCATP 요소와 추가의 파워 핀을 결합한다. 이런 방식으로 EtherCATP에 통합되는 24V 공급에 추가의 전력 전송이 보완된다.

– ENP (EtherCAT/Ethernet + Power): 이 커넥터는 동일한 방식으로 역시 사다리꼴의 중앙 통신 요소를 추가의 파워 핀과 연결한다. 삽입 오류를 방지하는 안전 장치로서 뒤집어진 사다리 모양의 요소는 이 경우 EtherCAT, 표준 이더넷 또는 다른 이더넷 기반 통신 프로토콜을 통한 데이터 전송에 이용된다.

실제로 필요한 다양한 네트워크 형태와 연결되어 있는 부하의 소비 전류에 맞추기 위해 많은 파워 핀(2 내지 6핀)을 장착한 B12에서 B36까지 사이즈를 이용할 수 있다. 빈틈없이 연속적인 중앙 사다리꼴 요소의 360° 차폐로 인해 관례적으로 높은 EtherCAT퍼포먼스가 가능하다. 또한 콤팩트한 디자인으로 파워 핀에 대한 충분한 공간이 확보되고, 높은 전류 운반능력과 절연내력을 보장한다. 신속하고 간단하게 취급할 수 있는 베이어닛 로크와 뒷벽, 앞벽, 사각 설치를 위한 다양한 하우징 이형의 폭넓은 플랜지 스펙트럼으로 인해 추가의 응용 장점이 생긴다. 또한 시간을 많이 절감할 수 있으며, 설치할 수 있는 현장 제작 버전도 있다.

새로운 파워 분배장치 EP9221-0057 (왼쪽)과 EP9224-0037은 보다 높은 전력 또는 보다 긴 거리에 대해 B17-ENP 커넥터를 통해 두 번 24V 전압 및 접지 도선과 연결하여 EthereCAT통신을 제공한다.

광범위한 어플리케이션을 커버하다

커넥터 제품군 ECP와 ENP는 EtherCATP 코딩된 M8 커넥터와 함께 I/O 레벨의 24V DC에서 480V AC 및 최대 64A의 구동 기술을 커버한다. 이때 모든 영역에서 유연성이 제공된다. 필요에 따라 EtherCAT, EtherCATP 또는 그들의 혼합 사용도 가능하다. 따라서 US 및 UP에 대해 각각 3A로 제한되는 EtherCATP가 M8 커넥터 또는 ECP 커넥터를 통해 소형과 중형 시스템을 갖춘 전형적인 기계 엔지니어링 영역을 커버한다. 이에 비해 보다 복잡한 시스템, 즉 거리가 먼 경우에는 ENP 커넥터 제품군이 적합하다. EtherCATP를 사용하지 않는 어플리케이션, 종단점에 24V 주전원이 있거나 또는 매우 강력한 24V 부하에 공급해야 하는 어플리케이션의 경우도 마찬가지이다.

EtherCATP, ECP 및 ENP 장치와 콤포넌트의 다양성이 커짐에 따라 One Cable Automation이 확장되면서 응용 가능성이 지속적으로 넓어질 것이다. 최신 사례는 Beckhoff의 두 가지 새 인프라 박스 모듈 EP9221-0057 (1 채널) 및 EP9224-0037(4 채널)이다. 이들은 B17-ENP 커넥터를 통해 두 번 24V 전압과 접지 도선 그리고 사다리꼴 요소에서 EtherCAT통신을 제공하는 전력 분배 장치이다. EtherCATP 요소와 비교하여 약 5배 큰 전력 도선의 단면적을 통해 EtherCATP 연결에 비해 보다 먼 거리를 커버하거나 또는 훨씬 높은 전류를 전달할 수 있다(상온에서 최대 20A).