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倍福KM1002数字量输入端子模块
    发布时间: 2025-09-23 11:17    

倍福(Beckhoff)的 KM1002 是一款 16 通道数字量输入端子模块,隶属于 EtherCAT 总线端子系列,专为工业自动化控制系统设计,用于采集开关量信号并传输至控制器

倍福KM1002数字量输入端子模块

一、核心功能与技术参数

1. 信号处理能力

  • 通道配置:16 路独立数字输入,分为 2 组(每组 8 通道),支持 24V DC 信号(±15% 波动范围)。

  • 输入特性

    • 逻辑 0:-3V 至 + 5V;逻辑 1:15V 至 30V,抗干扰能力强,适用于复杂工业环境。

    • 3ms 输入滤波:有效抑制机械开关抖动,确保信号稳定性

  • 隔离保护:通道与 K-bus 总线间隔离电压达 500V AC,防止地电位干扰损坏控制器。

2. 电气与物理特性

  • 功耗:K-bus 总线电流消耗仅 3mA,低功耗设计减少系统负担。

  • 尺寸与安装

    • 紧凑结构:26.5mm(宽)×100mm(高)×71mm(深),支持标准 35mm DIN 导轨安装,节省机柜空间

    • 弹簧端子连接:支持 0.5-2.5mm² 导线,免工具快速插拔,维护便捷。

  • 状态指示:每组通道配备 LED 指示灯,直观显示信号状态(绿色亮表示逻辑 1)。

3. 环境适应性

  • 工作温度:0°C 至 + 55°C,存储温度:-25°C 至 + 85°C,适应宽温工业场景。

  • 抗振 / 抗冲击:符合 EN 60068-2-6/27/29 标准,可承受 5g 振动(10-150Hz)和 15g 冲击,适合高速运动设备。

二、硬件设计与兼容性

1. EtherCAT 总线集成

  • 即插即用:通过 K-bus 总线与 EtherCAT 主站(如倍福 CX5140 控制器)通信,支持热插拔,无需断电即可更换模块。

  • 通信速率:最高 100Mbps,循环周期低至微秒级,满足实时控制需求。

2. 兼容性与扩展

  • 适配控制器:兼容倍福全系列 PLC(如 CX9020、BX5100)及第三方 EtherCAT 主站设备。

  • 扩展能力:可与其他 EtherCAT 端子模块(如 KL2408 数字输出、EL3001 模拟输入)混合安装,构建灵活的 I/O 系统。

3. 型号对比

型号通道数输入电压滤波时间核心特性
KM100216 路24V DC3ms标准滤波,适合常规开关信号
KM101216 路24V DC0.2ms高速滤波,用于高频脉冲信号
KM10048 路24V DC3ms半尺寸模块,节省空间但通道数减半

三、应用场景与行业实践

1. 典型应用

  • 设备状态监测

    采集传感器(如限位开关、光电开关)信号,判断设备运行位置或故障状态,例如在自动化生产线中监测机械臂的运动范围。

  • 安全控制

    与安全光幕、急停按钮连接,当检测到人员进入危险区域时,通过 EtherCAT 快速触发停机逻辑,符合 ISO 13849-1 安全等级要求。

  • 过程自动化

    在化工反应釜中,通过 KM1002 监测温度开关、压力开关的状态,结合 PLC 实现工艺参数的闭环控制。

2. 行业案例

  • 汽车制造

    某冲压车间采用 KM1002 采集模具闭合传感器信号,配合倍福 XTS 输送系统,实现每分钟 15 次的高速冲压循环,生产效率提升 20%。

  • 食品包装

    在饮料灌装线上,KM1002 实时监测瓶位传感器信号,当检测到空瓶时,通过 EtherCAT 通知控制器调整灌装头位置,减少物料浪费。

四、配置与维护

1. TwinCAT 软件配置

  • 参数设置

    通过倍福 TwinCAT 自动化软件,在硬件目录中选择 KM1002 模块,自动生成过程数据映射。支持直接拖拽配置输入信号到 PLC 变量,简化编程流程。

  • 诊断功能

    TwinCAT 实时显示模块状态,当通道故障时(如短路、断路),自动触发报警并记录错误代码,便于快速排查。

2. 维护与故障处理

  • 预防性维护

    • 每季度清洁端子排,确保导线连接牢固(扭矩 0.6N・m)。

    • 使用万用表测量通道电阻(正常应>1MΩ),检查隔离性能。

  • 常见故障排查

    故障现象可能原因解决方法
    LED 不亮输入信号异常 / 接线松动检查传感器电源,重新插拔端子
    信号误触发电磁干扰 / 滤波时间不足增加屏蔽层,更换为 KM1012 高速模块
    通信中断K-bus 总线故障 / EtherCAT 地址冲突检查总线连接,重新分配设备地址

五、采购与生命周期管理

1. 价格与渠道

  • 参考报价:单价约 450 元人民币(批量采购可享 10%-15% 折扣),需通过倍福授权代理商(如上海欧沁机电、穆泽工业控制)采购,确保正品和技术支持。

  • 备件建议:建议储备 1-2 个 KM1002 作为备件,参考倍福 SPMK13E-001 销售公告获取长期备件支持。

2. 生命周期状态

  • 当前阶段主流阶段(Active),倍福官方仍提供技术文档和固件更新,预计停产时间暂未公布。

  • 升级路径:若需更高集成度,可考虑迁移至倍福新一代 EtherCAT Box 系列(如 EP3744-1041),其集成数字输入、模拟输入及压力传感器接口,减少机柜空间占用。

总结

倍福 KM1002 数字量输入模块凭借 高可靠性设计宽温适应性 和 EtherCAT 总线的高速通信能力,成为工业自动化领域的主流选择。其 16 通道配置和 3ms 滤波特性,尤其适用于常规开关信号的稳定采集。在采购和使用过程中,需注意型号匹配、合理配置滤波参数及定期维护,以最大化设备的稳定性和使用寿命。对于追求更高性能的场景,可结合 KM1012 高速模块或新一代 EtherCAT Box 产品,构建更高效的控制系统
  • F16-291    

  • C65NC10    

  • S1A16659    

  • LR69561    

  • MN/UVR    

  • 5DLSDL.1000-00    

  • 51309205-100    

  • 51304754-150    

  • 51304386-100    

  • KM1002