Dokumentation zu
EP3356-0022
Einkanalige präzise Wägezellenauswertung
(Widerstandsbrücke), 24 Bit
Version:
Datum:
1.0.1
22.03.2016
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Vorwort ....................................................................................................................................................... 5
1.1
Hinweise zur Dokumentation ............................................................................................................ 5
1.2
Sicherheitshinweise .......................................................................................................................... 6
1.3
Ausgabestände der Dokumentation ................................................................................................. 7
2 Produktübersicht....................................................................................................................................... 8
2.1
EP3356-0022 - Einführung ............................................................................................................... 8
2.2
EP3356-0022 - Technische Daten.................................................................................................... 9
2.3
Grundlagen der DMS-Technologie ................................................................................................. 10
3 Grundlagen der Kommunikation............................................................................................................ 17
3.1
EtherCAT Grundlagen .................................................................................................................... 17
3.2
Watchdogeinstellung ...................................................................................................................... 17
3.3
EtherCAT State Machine ................................................................................................................ 20
3.4
CoE-Interface.................................................................................................................................. 22
3.5
Distributed Clock............................................................................................................................. 26
4 Montage und Verkabelung...................................................................................................................... 27
4.1
Montage.......................................................................................................................................... 27
4.1.1 Abmessungen ..................................................................................................................... 27
4.1.2 Befestigung ......................................................................................................................... 28
4.1.3 Anzugsmomente für Steckverbinder................................................................................... 29
4.2
EtherCAT ........................................................................................................................................ 31
4.2.1 EtherCAT-Anschluss........................................................................................................... 31
4.2.2 EtherCAT-LEDs .................................................................................................................. 33
4.3
Spannungsversorgung.................................................................................................................... 34
4.3.1 Power-Anschluss ................................................................................................................ 34
4.3.2 Status-LEDs für die Spannungsversorgung........................................................................ 37
4.3.3 Leitungsverluste M8............................................................................................................ 38
4.3.4 Leitungsverluste 7/8"........................................................................................................... 39
4.4
Verkabelung.................................................................................................................................... 40
4.5
UL-Anforderungen .......................................................................................................................... 42
4.6
ATEX-Hinweise............................................................................................................................... 43
4.6.1 ATEX - Besondere Bedingungen........................................................................................ 43
4.6.2 BG2000-0000 - Schutzgehäuse für EtherCAT Box ............................................................ 44
4.6.3 ATEX-Dokumentation ......................................................................................................... 46
5 EP3356-0022 - Signalanschluss ............................................................................................................. 47
5.1
Analoge Spannungseingänge M12 und Bedeutung der LEDs ....................................................... 47
6 Inbetriebnahme/Konfiguration ............................................................................................................... 49
6.1
Konfigurationserstellung TwinCAT - Manuell.................................................................................. 49
6.2
Konfigurationserstellung TwinCAT - Online scan ........................................................................... 53
6.3
Prozessdaten Einstellungen EtherCAT Slave (PDO) ..................................................................... 60
6.4
Konfiguration mit TwinCAT ............................................................................................................. 61
6.5
Grundlagen zur Funktion ................................................................................................................ 71
6.6
Anwendungshinweise ..................................................................................................................... 81
6.7
Kalibrierung und Abgleich............................................................................................................... 84
6.8
Hinweise zur analogen Spezifikation .............................................................................................. 88
6.9
Spannungsmessung ....................................................................................................................... 93
6.10 Distributed Clocks Betrieb (nur EL3356-0010 und EP3356-0022) ................................................. 95
EP3356-0022
Version: 1.0.1
3
Inhaltsverzeichnis
6.11 Prozessdaten.................................................................................................................................. 96
6.12 CoE - Objektbeschreibung und Parametrierung........................................................................... 106
6.13 Beispielprogramm......................................................................................................................... 120
6.14 Wiederherstellen des Auslieferungszustandes............................................................................. 125
7 Anhang ................................................................................................................................................... 126
4
7.1
Allgemeine Betriebsbedingungen ................................................................................................. 126
7.2
EtherCAT Box - Zubehör .............................................................................................................. 127
7.3
Support und Service ..................................................................................................................... 128
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Vorwort
1
Vorwort
1.1
Hinweise zur Dokumentation
Zielgruppe
Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs- und
Automatisierungstechnik, das mit den geltenden nationalen Normen vertraut ist.
Zur Installation und Inbetriebnahme der Komponenten ist die Beachtung der nachfolgenden Hinweise und
Erklärungen unbedingt notwendig.
Das Fachpersonal hat sicherzustellen, dass die Anwendung bzw. der Einsatz der beschriebenen Produkte
alle Sicherheitsanforderungen, einschließlich sämtlicher anwendbaren Gesetze, Vorschriften, Bestimmungen
und Normen erfüllt.
Disclaimer
Diese Dokumentation wurde sorgfältig erstellt. Die beschriebenen Produkte werden jedoch ständig weiter
entwickelt. Deshalb ist die Dokumentation nicht in jedem Fall vollständig auf die Übereinstimmung mit den
beschriebenen Leistungsdaten, Normen oder sonstigen Merkmalen geprüft. Falls sie technische oder
redaktionelle Fehler enthält, behalten wir uns das Recht vor, Änderungen jederzeit und ohne Ankündigung
vorzunehmen. Aus den Angaben, Abbildungen und Beschreibungen in dieser Dokumentation können keine
Ansprüche auf Änderung bereits gelieferter Produkte geltend gemacht werden.
Marken
Beckhoff®, TwinCAT®, EtherCAT®, Safety over EtherCAT®, TwinSAFE®, XFC®und XTS® sind eingetragene
und lizenzierte Marken der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG.
Die Verwendung anderer in dieser Dokumentation enthaltenen Marken oder Kennzeichen durch Dritte kann
zu einer Verletzung von Rechten der Inhaber der entsprechenden Bezeichnungen führen.
Patente
Die EtherCAT-Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen und
Patente: EP1590927, EP1789857, DE102004044764, DE102007017835 mit den entsprechenden
Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern.
Die TwinCAT-Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen und
Patente: EP0851348, US6167425 mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in
verschiedenen anderen Ländern.
EtherCAT® ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie lizensiert durch die Beckhoff
Automation GmbH, Deutschland
Copyright
© Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Deutschland.
Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts sind
verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet.
Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patent-, Gebrauchsmusteroder Geschmacksmustereintragung vorbehalten.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
5
Vorwort
1.2
Sicherheitshinweise
Sicherheitsbestimmungen
Beachten Sie die folgenden Sicherheitshinweise und Erklärungen!
Produktspezifische Sicherheitshinweise finden Sie auf den folgenden Seiten oder in den Bereichen Montage,
Verdrahtung, Inbetriebnahme usw.
Haftungsausschluss
Die gesamten Komponenten werden je nach Anwendungsbestimmungen in bestimmten Hard- und SoftwareKonfigurationen ausgeliefert. Änderungen der Hard- oder Software-Konfiguration, die über die
dokumentierten Möglichkeiten hinausgehen, sind unzulässig und bewirken den Haftungsausschluss der
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG.
Qualifikation des Personals
Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs-,
Automatisierungs- und Antriebstechnik, das mit den geltenden Normen vertraut ist.
Erklärung der Symbole
In der vorliegenden Dokumentation werden die folgenden Symbole mit einem nebenstehenden
Sicherheitshinweis oder Hinweistext verwendet. Die Sicherheitshinweise sind aufmerksam zu lesen und
unbedingt zu befolgen!
Akute Verletzungsgefahr!
Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht unmittelbare Gefahr für Leben und Gesundheit von Personen!
GEFAHR
Verletzungsgefahr!
Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht Gefahr für
Leben und Gesundheit von Personen!
WARNUNG
Schädigung von Personen!
Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Personen
geschädigt werden!
VORSICHT
Schädigung von Umwelt oder Geräten
Wenn der Hinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Umwelt oder Geräte
geschädigt werden.
Achtung
Tipp oder Fingerzeig
Dieses Symbol kennzeichnet Informationen, die zum besseren Verständnis beitragen.
Hinweis
6
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Vorwort
1.3
Ausgabestände der Dokumentation
Version
1.0.1
1.0.0
0.5
Änderungen
• Analoge Spannungseingänge M12 und Bedeutung der LEDs aktualisiert
• Erste Veröffentlichung
• Erste vorläufige Version
Firm- und Hardware-Stände
Diese Dokumentation bezieht sich auf den zum Zeitpunkt ihrer Erstellung gültigen Firm- und HardwareStand.
Die Eigenschaften der Module werden stetig weiterentwickelt und verbessert. Module älteren
Fertigungsstandes können nicht die gleichen Eigenschaften haben, wie Module neuen Standes. Bestehende
Eigenschaften bleiben jedoch erhalten und werden nicht geändert, so das ältere Module immer durch neue
ersetzt werden können.
Den Firm- und Hardware-Stand (Auslieferungszustand) können Sie der auf der Seite der EtherCAT Box
aufgedruckten Batch-Nummer (D-Nummer) entnehmen.
Syntax der Batch-Nummer (D-Nummer):
D: WW YY FF HH
WW - Produktionswoche (Kalenderwoche)
YY - Produktionsjahr
FF - Firmware-Stand
HH - Hardware-Stand
Beispiel mit D-Nr. 29 10 02 01:
29 - Produktionswoche 29
10 - Produktionsjahr 2010
02 - Firmware-Stand 02
01 - Hardware-Stand 01
EP3356-0022
Version: 1.0.1
7
Produktübersicht
2
Produktübersicht
2.1
EP3356-0022 - Einführung
Abb. 1: EP3356-0022
1-Kanal präzise Wägezellenauswertung (Widerstandsbrücke), 24 Bit
Die EtherCAT Box EP3356 ermöglicht den direkten Anschluss einer Widerstandsbrücke
(Dehnungsmessstreifen – DMS) oder Wägezelle in 4-Leiteranschlusstechnik. Das Verhältnis der
Brückenspannung UD zur Versorgungsspannung Uref wird in der Eingangsschaltung mit hoher Präzision
ermittelt und – anhand der Einstellungen in der EP3356 – der endgültige Lastwert als Prozesswert
berechnet. Mit automatischer Selbstkalibrierung (deaktivierbar), dynamischen Filtern, Distributed-ClocksUnterstützung und einer Abtastrate von bis zu 100 µs eignet sich die EP3356 besonders für die schnelle und
präzise Erfassung von Drehmoment- oder Schwingungssensoren.
Installation [} 27]
Konfiguration [} 49]
8
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Produktübersicht
2.2
EP3356-0022 - Technische Daten
Technische Daten
Anzahl analoge Eingänge
Signalanschluss [} 47]
Auflösung
Wandlungszeit
Nennspannung
Distributed Clocks
Umschaltbare Modi
Messfehler
Messbereich UD
Messbereich Uref
unterstützte Nennkennwerte
min. DMS Widerstand
Grenzfrequenz Eingangsfilter
(Hardware)
Filter (Software)
Innenwiderstand
Besondere Eigenschaften
Sensorversorgung
Stromaufnahme aus US (ohne
Sensorstrom)
Anschluss Spannungsversorgung
Zulässige Umgebungstemperatur
im Betrieb
Zulässige Umgebungstemperatur
bei Lagerung
Vibrations- / Schockfestigkeit
EMV-Festigkeit / Aussendung
Abmessungen
Gewicht
Einbaulage
Schutzart
Zulassungen
EP3356-0022
EP3356-0022
2, für 1 Brückenschaltung in Vollbrückentechnik
M12
24 Bit, Darstellung 32 Bit
0,1…250 ms, konfigurierbar, max. 10.000 Samples/s
24 V DC (-15 %/+20 %)
ja
ja (2)
< ±0,01 % für den berechneten Lastwert bezogen auf den Lastendwert
bei 12 V Speisung und 24 mV Brückenspannung (somit Nennkennwert
DMS: 2 mV/V), Selbstkalibrierung aktiv, 50 Hz Filter aktiv. Achtung:
Durch externe Einflüsse wie Temperaturdrift [} 10]s und HFStörungen kann ggf. ein nicht unerheblicher Fehler entstehen!
max. -27 mV…+27 mV typ. (siehe Hinweis zu Spannungsmessung)
empfohlen: -25…+25 mV Nennspannung
max. -13,8 V…+13,8 V typ. (siehe Hinweis zu Spannungsmessung)
empfohlen: -12…+12 V Nennspannung
Beliebig, Auflösung des Parameters: 0,01 µV/V
Empfohlen: 0,5…4 mV/V
Parallelbetrieb von DMS nur mit entsprechend geeigneten DMS
empfohlen
10 kHz Tiefpass (-3 dB, siehe Filterhinweise)
Voreinstellung 50 Hz,
konfigurierbar: 50/60 Hz FIR Notchfilter, IIR Tiefpass 4fach Averager
>200 kΩ (Uref), >1 MΩ (Ud)
Autokalibrierung, 4-fach Averager, dynamische Filter, schnelle
Messwerterfassung, Parallelschaltung
10 V (wird in der EP3356 erzeugt)
120 mA
Einspeisung: 1 x M8-Stecker, 4-polig
Weiterleitung: 1 x M8-Buchse, 4-polig
-25°C…+60°C
-40°C…+85°C
gemäß EN 600068-2-6 / EN600068-2-27
gemäß EN 61000-6-2 / EN 61000-6-4
126 mm x 60 mm x 40 mm
ca. 450 g
beliebig
IP65, IP66, IP67 (gemäß EN 60529)
CE, UL
Version: 1.0.1
9
Produktübersicht
2.3
Grundlagen der DMS-Technologie
Es sollen im Folgenden einige grundsätzliche Informationen zum Technologiebereich „DMS/Wägezellen“ als
metrologisches Instrument gegeben werden. Diese sind von allgemeiner Natur, es ist vom Anwender zu
prüfen, inwieweit diese Hinweise auf seine Applikation zutreffen.
• Dehnungsmessstreifen (DMS) dienen dazu, entweder unmittelbar durch Fixierung auf einem Körper
dessen statischen (0 bis wenige Hz) oder dynamischen (bis mehrere kHz) Dehnungen, Stauchungen
oder Torsionen aufzunehmen. Oder aber mittelbar als Teil eines Sensors verschiedene Kräfte oder
Bewegungen zu erfassen (z.B. Wägezellen/Kraftaufnehmer, Wegaufnehmer, Schwingungssensoren).
• Bei optischen DMS (z.B. Bragg-Gitter) bewirkt eine Krafteinwirkung auf eine als Sensor genutzte Faser
eine proportionale Veränderung von deren optischen Eigenschaften. Es wird Licht mit einer
bestimmten Wellenlänge in den Sensor geleitet. Je nach Verformung des in den Sensor eingelaserten
Gitters durch die mechanische Beanspruchung wird ein Teil des Lichts reflektiert und mit einem
geeigneten Messwertaufnehmer (Interrogator) ausgewertet.
Das am weitesten verbreitete Prinzip im industriellen Umfeld ist der elektrische DMS. Es sind viele Begriffe
für diese Art von Sensoren üblich: Wägezelle, Lastmessdose, Wiegebrücke etc.
Aufbau elektrischer DMS
Ein DMS besteht aus einem Trägermaterial (z.B. dehnbare Kunststofffolie) mit aufgebrachter Metallfolie, aus
welchem –je nach Anforderung in sehr verschiedenen geometrischen Formen- ein Gitter aus elektrisch
leitfähigem Widerstandsmaterial herausgearbeitet wird.
Abb. 2: DMS
Dabei wird das Verhalten ausgenutzt, dass z.B. bei Dehnung eines metallischen Widerstandsleiters seine
Länge zu-, und der Durchmesser abnimmt, wodurch schließlich sein elektrischer Widerstand proportional
steigt.
ΔR/R = k*ε
Dabei entspricht ε = Δl/l der Längendehnung, die Dehnungsempfindlichkeit wird als k-Faktor bezeichnet.
Daraus resultiert auch die charakteristische Bahnführung innerhalb des DMS: die Widerstandsbahn wird
mäanderförmig "in Schlangenlinien" verlegt, um eine möglichst lange Strecke der Dehnung auszusetzen.
Beispiel
Die Dehnung von ε = 0,1% eines DMS mit k-Faktor 2 bewirkt eine Widerstandserhöhung um 0,2%. Typische
Widerstandsmaterialien sind Konstantan (k~2) oder Platin Wolfram (92PT, 8W mit k ~4). Bei Halbleiter-DMS
wird eine Siliziumstruktur auf ein Trägermaterial geklebt. Die Leitfähigkeit wird primär durch Deformation des
Kristallgitters verändert (piezoresistiver Effekt), es können k-Faktoren bis 200 erreicht werden.
Messung von Signalen
Die Widerstandsänderung eines einzelnen DMS kann grundsätzlich durch Widerstandsmessung (Strom-/
Spannungsmessung) in 2/3/4-Leitermessung ermittelt werden
10
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Produktübersicht
Üblicherweise werden 1/2/4 DMS in einer wheatstoneschen Brücke angeordnet (-> Viertel-/Halb-/
Vollbrücke), dabei ist der Nennwiderstand/Impedanz R0 aller DMS (und der ggf. verwendeten
Ergänzungswiderstände) üblicherweise gleich R1=R2=R3=R4=R0. Im unbelasteten Zustand sind typische
Werte R0 = 120 Ω, 350 Ω, 700 Ω und 1 kΩ.
Die Vollbrücke besitzt die besten Eigenschaften wie Linearität bei Strom-/Spannungsspeisung, 4-fache
Empfindlichkeit gegenüber der Viertelbrücke, sowie systematische Kompensation von Störeinflüssen wie
Temperaturdrift und Kriechen. Um die hohe Empfindlichkeit zu erreichen werden dabei die 4 einzelnen DMS
auf dem Träger so angeordnet, dass je 2 gedehnt und 2 gestaucht werden.
Abb. 3: Viertel-, Halb-, und Vollbrücke
Die Messbrücken können mit Konstantstrom, Konstantspannung, oder aber mit Wechselspannung im
Trägerfrequenzverfahren betrieben werden.
Messverfahren
Die Beckhoff Klemmen EL/KL335x und das Box-Modul EP3356 unterstützen nur die Konstanterregung
Hinweis
Vollbrücken-DMS an Konstantspannung (ratiometrische Messung)
Da die relative Widerstandsänderung ΔR im Verhältnis zum Nennwiderstand R0 gering ist, wird für DMS in
der wheatstoneschen Anordnung eine vereinfachte Gleichung angegeben:
UD/UV = ¼ * (ΔR1-ΔR2+ΔR3-ΔR4)/R0
Bei Dehnung hat ΔR in der Regel ein positives, bei Stauchung ein negatives Vorzeichen.
Eine geeignete Messeinrichtung misst die Brückenversorgungsspannung UV (bzw. USupply) und die
resultierende Brückenspannung UD (bzw. UBridge), und bildet den Quotienten aus beiden Spannungen, also
das Verhältnis (lateinisch: "ratio"). Nach weiterer Berechnung und Skalierung erfolgt die Ausgabe des
Messwertes z.B. in kg. Aufgrund der Division von UD und UV ist die Messung grundsätzlich unabhängig von
Änderungen der Versorgungsspannung.
Werden die Spannungen UV und UD dabei simultan, d.h. im gleichen Moment gemessen und ins Verhältnis
gesetzt, so spricht man deshalb von einer ratiometrischen Messung.
Der Vorteil liegt darin, dass (bei simultaner Messung!) auch kurzzeitige Veränderungen der
Versorgungsspannung (z.B. EMV-Einflüsse) oder eine allgemein nicht ganz exakte oder stabile
Versorgungsspannung ebenfalls keinen Einfluss auf die Messung haben.
Eine Änderung von UV um z.B. 1 % erzeugt nach der obigen Gleichung die gleiche prozentuale Änderung an
UD. Durch die simultane Messung von UD und UV kürzt sich der Fehler bei der Division vollständig heraus.
4-Leiter- vs. 6-Leiter-Anschluss
Bei Versorgung mit einer konstanten Spannung von 5 … 12 V fließt ein nicht unerheblicher Strom von
z.B.12 V/350 Ω = 34,3 mA. Dadurch entsteht nicht nur Verlustwärme, wobei die Spezifikation des
verwendeten DMS nicht überschritten werden darf, sondern es können Messfehler bei unzureichender
Verdrahtung durch nicht berücksichtigte oder nicht kompensierbare Leitungsverluste entstehen.
Grundsätzlich kann eine Vollbrücke in Vierleiterschaltung betrieben werden (2 Leitungen für die Versorgung
UV, und 2 Leitungen für die Messung der Brückenspannung UD).
Bei Verwendung von z.B. 25 m Kupferleitung (hin + zurück = 50 m) mit einem Querschnitt von q = 0,25 mm²
ergibt dies einen Leitungswiderstand von:
EP3356-0022
Version: 1.0.1
11
Produktübersicht
RL = l/ (κ * q) = 50 m / (58 S*m/mm² * 0,25 mm²) = 3,5 Ω
Bleibt dieser Wert konstant, so kann der dadurch entstehende Fehler herauskalibriert werden. Aber unter
Annahme einer realitätsnahen Temperaturänderung von z.B. 30° ändert sich der Leitungswiderstand RL um:
ΔRL =30° * 3,9 * 10-4 * 3,5 Ω = 0,41 Ω
Bezogen auf eine 350 Ω Messbrücke bedeutet dies einen Messfehler von > 0,1%
Abb. 4: 4-Leiter-Anschluss
Abhilfe schafft besonders bei Präzisionsanwendungen ein 6-Leiter-Anschluss (Nur mit den EL3356 möglich).
Abb. 5: 6-Leiter-Anschluss
12
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Produktübersicht
Dabei wird die Versorgungsspannung UV an die DMS herangeführt (= stromführende Leitung). Erst direkt an
der Messbrücke wird die ankommende Versorgungsspannung als Referenzspannung Uref genauso wie die
Brückenspannung UD mit je zwei stromlosen Rückleitern hochohmig gemessen. Somit entfallen die
leitungsbedingten Fehler.
Da es sich um sehr kleine Spannungspegel handelt im mV und µV-Bereich, sollten alle Leitungen geschirmt
sein und der Schirm an Pin 5 des M12-Steckverbinders angeschlossen sein.
EP3356-0022: Kein 6-Leiter-Anschluss notwendig
Mit der EP3356-0022 genügt der Anschluss einer DMS über 4-Leiter, da aufgrund der kurzen Leitungslängen keine Messfehler auftreten.
Hinweis
Aufbau einer Wägezelle mit DMS
Eine Anwendung der DMS ist der Aufbau von Wägezellen (WZ).
Dabei werden DMS (in der Regel Vollbrücken) auf einen elastischen mechanischen Träger, z.B.
Doppelbiegebalken-Federkörper, geklebt und gegen Umwelteinflüsse zusätzlich abgedeckt.
Die einzelnen DMS werden für maximale Ausgangssignale entsprechend der Beanspruchungsrichtung
ausgerichtet (dabei 2 DMS in Dehnungsrichtung und 2 in Stauchungsrichtung).
Abb. 6: Beispiel-Wägezelle
Kenndaten
Bitte informieren Sie sich beim Sensorhersteller über die genauen Kenndaten!
Hinweis
Nennlast Emax
Maximal zulässige Belastung für normalen Betrieb, z.B. 10 kg
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Produktübersicht
Nennkennwert mV/V
Der Nennkennwert 2 mV/V bedeutet, dass bei einer Versorgung mit US=10 V und bei voller Belastung Emax
der Wägezelle die maximale Ausgangsspannung UD = 10 V * 2 mV/V *E = 20 mV beträgt. Der Nennkennwert
ist immer ein nomineller Wert - bei guten Wägezellen ist ein Herstellerprüfprotokoll beigegeben, das den für
die einzelne Wägezelle ermittelten Kennwert mitteilt, z.B. 2.0782 mV/V.
Mindesteichwert Vmin
Gibt die kleinste Masse an die gemessen werden kann, ohne dass der maximal zulässige Fehler der WZ
überschritten wird [RevT].
Dieser Wert wird entweder durch die Formel Vmin = Emax / n dargestellt (mit n als ganzzahligem Wert z.B.
10000), oder in %von Emax (z.B. 0,01).
Dies bedeutet, dass eine Wägezelle mit Emax = 10 kg eine maximale Auflösung von
Vmin = 10 kg / 10000 = 1 g bzw. Vmin = 10 kg * 0,01 % = 1 g hat.
Genauigkeitsklasse nach OIML R60
Die Genauigkeitsklasse wird durch einen Buchstaben (A,B,C,D) und eine zusätzliche Ziffer angegeben,
welche den Teilungswert d mit einer maximalen Anzahl nmax verschlüsselt (*1000), z.B. C4 bedeutet Klasse
C mit maximal 4000d Teilungswerten.
Die Klassen geben eine Höchst- und Mindestgrenze für Teilungswerte d vor:
• A: 50.000 – unbegrenzt
• B: 5000 – 100.000
• C 500 – 10.000
• D: 500 - 1000
Der Teilungswert nmax = 4000d sagt aus, dass mit einer WZ mit einer Auflösung von Vmin = 1 g eine
eichfähige Waage gebaut werden kann, welche einen maximalen Messbereich von 4000d * Vmin = 4 kg hat.
Da Vmin dabei eine Mindestangabe ist, könnte – wenn es die Anwendung zulässt – mit der gleichen WZ eine
8 kg Waage gebaut werden, wobei dann die (eichfähige) Auflösung auf 8 kg / 4000d = 2 g sinkt. Anders
betrachtet ist der Teilungswert nmax eine Maximalangabe, so könnte mit o. g. Wägezelle eine Waage mit
Messbereich 4 kg, aber nur einer Auflösung von 2000 Teilen = 2 g gebaut werden, wenn dies für die
jeweilige Anwendung ausreichend ist. Es unterscheiden sich auch die Klassen in bestimmten Fehlergrenzen
bezogen auf Nichtwiederholbarkeit/Kriechen/TK.
Genauigkeitsklasse nach PTB
In fast gleichlautender Weise sind die europäischen Genauigkeitsklassen definiert (Quelle: PTB).
Klasse
Eichwerte
Mindestlast
Max/e
Mindestwert Höchstwert
50000
-
|
0,001 g <= e
100 e
Feinwaage
||
0,001 g <= e <= 0,05 g
20 e
100
100000
Präzisionswaage
|||
0,1 g <= e
0,1 g <= e <= 2 g
50 e
20 e
5000
100
100000
10000
Handelswaage
||||
5 g <= e
5 g<= e
20 e
10 e
500
100
10000
1000
Grobwaage
Mindestanwendungsbereich bzw. Mindestmessbereich % v. Nennlast
Dies ist der minimale Messbereich/Messbereichsintervall, welchen eine eichfähige Wägezelle/Waage
abdecken muss.
14
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Produktübersicht
Beispiel: obige Wägezelle Emax = 10 kg; Mindestanwendungsbereich z.B. 40 % Emax
Der genutzte Messbereich der WZ muss mindestens 4 kg sein. Der Mindestanwendungsbereich kann in
einem beliebigen Bereich zwischen Emin und Emax liegen, z.B. zwischen 2 kg und 6 kg, wenn schon
aufbaubedingt eine Taramasse von 2 kg vorliegt. Es ist dabei ebenfalls ein Zusammenhang mit nmax und Vmin
ersichtlich: 4000 * 1 g = 4 kg.
Es gibt weitere wichtige Kennwerte, die weitestgehend selbsterklärend sind, und daher hier nicht weiter
besprochen werden, wie Nennkennwerttoleranz, Eingangs-/Ausgangswiderstand, Empfohlene
Versorgungsspannung, Nenntemperaturbereich etc.
Parallelschaltung von DMS
Es ist üblich, eine Last mechanisch auf mehreren DMS-Wägezellen gleichzeitig zu verteilen. Damit kann.
z.B. eine 3-Punkt-Lagerung eines Silobehälters auf 3 Wägezellen realisiert werden. Unter Berücksichtigung
von Windlasten und Beladungsdynamik kann somit die Gesamtbeladung des Silos inkl. Behältereigenlast
gemessen werden. Die mechanisch parallel geschalteten Wägezellen werden üblicherweise auch elektrisch
parallel geschaltet und an z.B. zwei beliebige M12-Buchsen der EP3356-0022 angeschlossen (siehe
nachfolgende Abbildung). Dazu ist zu beachten:
• die Wägezellen müssen für diesen Betrieb aufeinander abgeglichen und vom Hersteller freigegeben
sein
• die Impedanz der Wägezellen muss so beschaffen sein, dass die Stromspeisefähigkeit der
Aufnehmerelektronik (max. 350 mA) nicht überlastet wird
Abb. 7: Parallelschaltung von DMS
Fehlerquellen/Störgrößen
Elektrisches Eigenrauschen der Wägezelle
Elektrische Leiter besitzen ein sogenanntes Wärmerauschen (thermisches/Johnson Rauschen), welches
durch unregelmäßige temperaturabhängige Bewegungen der Elektronen im Leiterwerkstoff hervorgerufen
wird. Bereits durch diesen physikalischen Effekt wird die Auflösung des Brückensignals beschränkt. Der
Effektivwert en des Rauschens kann berechnet werden mit en = √4kTRB
Bei einer Wägezelle mit R0 = 350 Ω bei Umgebungstemperatur T = 20 °C (= 293 K) und einer Bandbreite
des Messwertaufnehmers von 50 Hz (und Boltzmannkonstante k = 1,38 * 10-23 J/K) beträgt der Effektivwert
en= 16,8 nV. Das peak-peak-Rauschen epp beträgt somit etwa epp ~ 4* en = 67,3 nV.
Beispiel:
EP3356-0022
Version: 1.0.1
15
Produktübersicht
Bezogen auf die maximale Ausgangsspannung Uoutmax einer Brücke mit 2 mV/V und US = 5 V entspricht dies
Uout-max = 5 V * 2 mV/V = 10 mV (für die Nennlast) ergibt dies eine maximale Auflösung von 10 mV / 67,3 nV
= 148588 digits. In Bit-Auflösung umgerechnet: ln(148588)/ln(2) = 17 bit. Interpretation: eine höhere digitale
Messauflösung als 17 Bit ist für ein solches analoges Signal also im ersten Schritt nicht angebracht. Wird
eine höhere Messauflösung eingesetzt, sind ggf. zusätzliche Maßnahmen in der Auswertekette zu treffen,
um den höheren Informationsgehalt aus dem Signal zu gewinnen, z.B. Hardwaretiefpassfilter oder
Softwarealgorithmen.
Diese Auflösung gilt allein für die Messbrücke ohne jegliche weiteren Störeinflüsse. Durch Reduzierung der
Bandbreite der Messeinrichtung kann die Auflösung des Messsignals gesteigert werden.
Wird der DMS auf einen Träger aufgeklebt (Wägezelle) und verdrahtet, können sowohl elektrische
Störungen von außen (z.B. Thermospannungen an Anschlussstellen), als auch in der näheren Umgebung
vorhandene mechanische Schwingungen (Maschinen, Antriebe, Transformatoren (mechanische und hörbare
50 Hz-Schwingung durch Magnetostriktion etc.)) das Messergebnis zusätzlich beeinträchtigen.
Kriechen
Bei konstanter Belastung können sich Federwerkstoffe weiter in Belastungsrichtung verformen. Dieser
Vorgang ist reversibel, erzeugt aber während der statischen Messung einen sich langsam ändernden
Messwert. Durch konstruktive Maßnahmen (Geometrie, Klebewerkstoffe) kann der Fehler im Idealfall
kompensiert werden.
Hysterese
Erfolgt eine gleichmäßige Dehnung und Stauchung der Wägezelle, so durchläuft die Ausgangsspannung
nicht exakt die gleiche Kennlinie, da u.a. bedingt durch den Klebwerkstoff und dessen Schichtdicke die
Verformung von DMS und Träger unterschiedlich sind.
Temperaturdrift (Eigenerwärmung, Umgebungstemperatur)
Bei DMS-Anwendungen können relativ große Ströme fließen, z.B. I = US/R0 = 10 V / 350 Ω = 26 mA. Die
Verlustleistung beträgt somit am Sensor Pv = U*I = 10 V * 26 mA = 260 mW. Je nach Anwendung/
Trägermaterial (= Kühlung) und Umgebungstemperatur kann ggf. ein nicht unerheblicher Fehler entstehen,
welcher als scheinbare Dehnung bezeichnet wird. Die Sensorhersteller integrieren entsprechende
Kompensationselemente in Ihre DMS ein.
Unzureichende Schaltungstechnik
Wie bereits aufgezeigt; kann eine Vollbrücke Nichtlinearität, Kriechen und Temperaturdrift systembedingt
u.U. vollständig kompensieren. Verdrahtungsbedingte Messfehler werden durch die 6-Leiterschaltung
umgangen.
Referenzen
Im Folgenden sind einige Organisationen genannt die Vorgaben oder Dokumente für den
Technologiebereich Wägetechnik bereitstellen:
• OIML (ORGANISATION INTERNATIONALE DE MÉTROLOGIE LÉGALE) www.oiml.org
• PTB - Physikalisch-Technischen Bundesanstalt www.ptb.de/cms/
• www.eichamt.de
• WELMEC - European cooperation in legal metrology www.welmec.org/
• DAkkS – Deutsche Akkreditierungsstelle www.dakks.de
• Fachgemeinschaft Waagen (AWA) im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau VDMA http://
www.vdma.org/
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Version: 1.0.1
EP3356-0022
Grundlagen der Kommunikation
3
Grundlagen der Kommunikation
3.1
EtherCAT Grundlagen
Grundlagen zum EtherCAT Feldbus entnehmen Sie bitte der Dokumentation EtherCAT System
Dokumentation.
3.2
Watchdogeinstellung
Allgemeine Hinweise zur Watchdog-Einstellung
Die ELxxxx Klemmen und die EPxxxx Box-Module sind mit einer Sicherungseinrichtung (Watchdog)
ausgestattet, die z.B. bei unterbrochenem Prozessdatenverkehr nach einer voreinstellbaren Zeit die
Ausgänge in einen sicheren Zustand schaltet, in Abhängigkeit vom Gerät und Einstellung z.B. auf AUS.
Der EtherCAT Slave Controller (ESC) verfügt dazu über zwei Watchdogs:
• SM-Watchdog (default: 100 ms)
• PDI-Watchdog (default: 100 ms)
SM-Watchdog (SyncManagerWatchdog)
Der SyncManager-Watchdog wird bei jeder erfolgreichen EtherCAT-Prozessdaten-Kommunikation mit der
Klemme/Box zurückgesetzt. Findet z.B. durch eine Leitungsunterbrechung länger als die eingestellte und
aktivierte SM-Watchdog-Zeit keine EtherCAT-Prozessdaten-Kommunikation mit der Klemme/Box statt, löst
der Watchdog aus und setzt die Ausgänge auf FALSE. Der OP-Status der Klemme/Box bleibt davon
unberührt. Der Watchdog wird erst wieder durch einen erfolgreichen EtherCAT-Prozessdatenzugriff
zurückgesetzt. Die Überwachungszeit ist nach u.g. Verfahren einzustellen.
Der SyncManager-Watchdog ist also eine Überwachung auf korrekte und rechtzeitige
Prozessdatenkommunikation mit dem ESC von der EtherCAT-Seite aus betrachtet.
PDI-Watchdog (Process Data Watchdog)
Findet länger als die eingestellte und aktivierte PDI-Watchdog-Zeit keine PDI-Kommunikation mit dem
EtherCAT Slave Controller (ESC) statt, löst dieser Watchdog aus.
PDI (Process Data Interface) ist die interne Schnittstelle des ESC, z.B. zu lokalen Prozessoren im EtherCAT
Slave. Mit dem PDI-Watchdog kann diese Kommunikation auf Ausfall überwacht werden.
Der PDI-Watchdog ist also eine Überwachung auf korrekte und rechtzeitige Prozessdatenkommunikation mit
dem ESC, aber von der Applikations-Seite aus betrachtet.
Die Einstellungen für SM- und PDI-Watchdog sind im TwinCAT Systemmanager für jeden Slave gesondert
vorzunehmen:
EP3356-0022
Version: 1.0.1
17
Grundlagen der Kommunikation
Abb. 8: Karteireiter EtherCAT--> Erweiterte Einstellungen-->Verhalten--> Watchdog
Anmerkungen:
• der Multiplier ist für beide Watchdogs gültig.
• jeder Watchdog hat dann noch eine eigene Timereinstellung, die zusammen mit dem Multiplier eine
resultierende Zeit ergibt.
• Wichtig: die Multiplier/Timer-Einstellung wird nur beim Start in den Slave geladen, wenn die Checkbox
davor aktiviert ist. Ist diese nicht aktiviert, wird nichts herunter geladen und die im ESC befindliche
Einstellung bleibt unverändert.
Multiplier
Beide Watchdogs erhalten ihre Impulse aus dem lokalen Klemmen-/Boxentakt, geteilt durch den WatchdogMultiplier:
1/25 MHz * (Watchdog-Multiplier + 2) = 100 µs (bei Standard-Einstellung 2498 für den Multiplier)
Die Standard Einstellung 1000 für den SM-Watchdog entspricht einer Auslösezeit von 100 ms.
Der Wert in Multiplier + 2 entspricht der Anzahl 40 ns-Basisticks, die einen Watchdog-Tick darstellen.
Der Multiplier kann verändert werden, um die Watchdog-Zeit in einem größeren Bereich zu verstellen.
Beispiel "Set SM-Watchdog"
Die Checkbox erlaubt eine manuelle Einstellung der Watchdog-Zeiten. Sind die Ausgänge gesetzt und tritt
eine EtherCAT-Kommunikationsunterbrechung auf, löst der SM-Watchdog nach der eingestellten Zeit ein
Löschen der Ausgänge aus. Diese Einstellung kann dazu verwendet werden, um eine Klemme an langsame
EtherCAT-Master oder sehr lange Zykluszeiten anzupassen. Der Standardwert des SM-Watchdog ist auf
100 ms eingestellt. Der Einstellbereich umfasst 0..65535. Zusammen mit einem Multiplier in einem Bereich
von 1..65535 deckt dies einen Watchdog-Zeitraum von 0...~170 Sekunden ab.
18
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Grundlagen der Kommunikation
Berechnung
Multiplier = 2498 → Watchdog-Basiszeit = 1 / 25 MHz * (2498 + 2) = 0,0001 Sekunden = 100 µs
SM Watchdog = 10000 → 10000 * 100 µs = 1 Sekunde Watchdog-Überwachungszeit
Vorsicht! Ungewolltes Verhalten des Systems möglich!
Die Abschaltung des SM-Watchdog durch SM Watchdog = 0 funktioniert erst in Klemmen
ab Version -0016. In vorherigen Versionen wird vom Einsatz dieser Betriebsart abgeraten.
VORSICHT
Vorsicht! Beschädigung von Geräten und ungewolltes Verhalten des Systems möglich!
VORSICHT
Bei aktiviertem SM-Watchdog und eingetragenem Wert 0 schaltet der Watchdog vollständig ab! Dies ist die Deaktivierung des Watchdogs! Gesetzte Ausgänge werden dann bei einer Kommunikationsunterbrechung NICHT in den sicheren Zustand gesetzt!
Ausgänge im SAFEOP
Hinweis
EP3356-0022
Die standardmäßig aktivierte Watchdogüberwachung bringt die Ausgänge im Modul in Abhängigkeit von den Einstellungen im SAFEOP und OP in einen sicheren Zustand – je nach
Gerät und Einstellung z.B. auf AUS. Wird dies durch Deaktivieren der Watchdogüberwachung im Modul unterbunden, können auch im Geräte-Zustand SAFEOP Ausgänge geschaltet werden bzw. gesetzt bleiben.
Version: 1.0.1
19
Grundlagen der Kommunikation
3.3
EtherCAT State Machine
Über die EtherCAT State Machine (ESM) wird der Zustand des EtherCAT-Slaves gesteuert. Je nach
Zustand sind unterschiedliche Funktionen im EtherCAT-Slave zugänglich bzw. ausführbar. Insbesondere
während des Hochlaufs des Slaves müssen in jedem State spezifische Kommandos vom EtherCAT Master
zum Gerät gesendet werden.
Es werden folgende Zustände unterschieden:
• Init
• Pre-Operational
• Safe-Operational und
• Operational
• Boot
Regulärer Zustand eines jeden EtherCAT Slaves nach dem Hochlauf ist der Status OP.
Abb. 9: EtherCAT State Machine
Init
Nach dem Einschalten befindet sich der EtherCAT-Slave im Zustand Init. Dort ist weder Mailbox- noch
Prozessdatenkommunikation möglich. Der EtherCAT-Master initialisiert die Sync-Manager-Kanäle 0 und 1
für die Mailbox-Kommunikation.
Pre-Operational (Pre-Op)
Beim Übergang von Init nach Pre-Op prüft der EtherCAT-Slave, ob die Mailbox korrekt initialisiert wurde.
Im Zustand Pre-Op ist Mailbox-Kommunikation aber keine Prozessdaten-Kommunikation möglich. Der
EtherCAT-Master initialisiert die Sync-Manager-Kanäle für Prozessdaten (ab Sync-Manager-Kanal 2), die
FMMU-Kanäle und falls der Slave ein konfigurierbares Mapping unterstützt das PDO-Mapping oder das
Sync-Manager-PDO-Assignement. Weiterhin werden in diesem Zustand die Einstellungen für die
Prozessdatenübertragung sowie ggf. noch klemmenspezifische Parameter übertragen, die von den
Defaulteinstellungen abweichen.
20
Version: 1.0.1
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Grundlagen der Kommunikation
Safe-Operational (Safe-Op)
Beim Übergang von Pre-Op nach Safe-Op prüft der EtherCAT-Slave, ob die Sync-Manager-Kanäle für die
Prozessdatenkommunikation sowie ggf. ob die Einstellungen für die Distributed-Clocks korrekt sind. Bevor er
den Zustandswechsel quittiert, kopiert der EtherCAT-Slave aktuelle Inputdaten in die entsprechenden DPRAM-Bereiche des EtherCAT-Slave-Controllers (ECSC).
Im Zustand Safe-Op ist Mailbox- und Prozessdaten-Kommunikation möglich, allerdings hält der Slave seine
Ausgänge im sicheren Zustand. Die Inputdaten werden aber zyklisch aktualisiert.
Operational (Op)
Bevor der EtherCAT-Master den EtherCAT-Slave von Safe-Op nach Op schaltet muss er bereits gültige
Outputdaten übertragen.
Im Zustand Op kopiert der Slave die Ausgangsdaten des Masters auf seine Ausgänge. Es ist Prozessdatenund Mailbox-Kommunikation möglich.
Boot
Im Zustand Boot kann ein Update der Slave-Firmware vorgenommen werden. Der Zustand Boot ist nur über
den Zustand Init zu erreichen.
Im Zustand Boot ist Mailbox-Kommunikation über das Protokoll File-Access over EtherCAT (FoE) möglich,
aber keine andere Mailbox-Kommunikation und keine Prozessdaten-Kommunikation.
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Version: 1.0.1
21
Grundlagen der Kommunikation
3.4
CoE-Interface
Allgemeine Beschreibung
Das CoE-Interface (CANopen-over-EtherCAT) ist die Parameterverwaltung für EtherCAT-Geräte. EtherCATSlaves oder auch der EtherCAT-Master verwalten darin feste (ReadOnly) oder veränderliche Parameter, die
sie zum Betrieb, Diagnose oder Inbetriebnahme benötigen.
CoE-Parameter sind in einer Tabellen-Hierarchie angeordnet und prinzipiell dem Anwender über den
Feldbus lesbar zugänglich. Der EtherCAT-Master (TwinCAT System Manager) kann über EtherCAT auf die
lokalen CoE-verzeichnisse der Slaves zugreifen und je nach Eigenschaften lesend oder schreibend
einwirken.
Es sind verschiedene Typen für CoE-Parameter möglich wie String (Text), Integer-Zahlen, Bool'sche Werte
oder größere Byte-Felder. Damit lassen sich ganz verschiedene Eigenschaften beschreiben. Beispiele für
solche Parameter sind Herstellerkennung, Seriennummer, Prozessdateneinstellungen, Gerätename,
Abgleichwerte für analoge Messung oder Passwörter.
Die Ordnung erfolgt in 2 Ebenen über hexadezimale Nummerierung: zuerst wird der (Haupt)Index genannt,
dann der Subindex. Die Wertebereiche sind:
• Index 0…65535
• Subindex: 0…255
Üblicherweise wird ein so lokalisierter Parameter geschrieben als x8010:07 mit voranstehendem "x" als
Kennzeichen des hexidezimalen Zahlenraumes und Doppelpunkt zwischen Index und Subindex.
Die für den EtherCAT-Feldbusanwender wichtigen Bereiche sind:
• x1000: hier sind feste Identitäts-Information zum Gerät hinterlegt wie Name, Hersteller, Seriennummer
etc. Außerdem liegen hier Angaben über die aktuellen und verfügbaren Prozessdatenkonstellationen.
• x8000: hier sind die für den Betrieb erforderlichen funktionsrelevanten Parameter für alle Kanäle
zugänglich wie Filtereinstellung oder Ausgabefrequenz.
Weitere wichtige Bereiche sind:
• x4000: hier liegen in manchen EtherCAT-Geräte alternativ zum x8000-Bereich die Kanalparameter.
• x6000: hier liegen die Eingangs-PDO ("Eingang" aus Sicht des EtherCAT-Masters)
• x7000: hier liegen die Ausgangs-PDO ("Ausgang" aus Sicht des EtherCAT-Masters)
Verfügbarkeit
Hinweis
Nicht jedes EtherCAT Gerät muss über ein CoE-Verzeichnis verfügen. Einfache I/O-Module ohne eigenen Prozessor verfügen i.d.R. über keine veränderlichen Parameter und haben
deshalb auch kein CoE-Verzeichnis.
Wenn ein Gerät über ein CoE-Verzeichnis verfügt, stellt sich dies im TwinCAT System Manager als ein
eigener Karteireiter mit der Auflistung der Elemente dar:
22
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Grundlagen der Kommunikation
Abb. 10: Karteireiter "CoE-Online"
In der vorherigen Abbildung sind die im Beispiel-gerät „EL2502“ verfügbaren CoE-Objekte von x1000 bis
x1600 zu sehen, die Subindizes von x1018 sind aufgeklappt.
Datenerhaltung
Einige, insbesondere die vorgesehenen Einstellungsparameter des Slaves sind veränderlich und
beschreibbar. Dies kann schreibend/lesend geschehen
• über den Systemmanager (vorherige Abbildung) durch Anklicken. Dies bietet sich bei der
Inbetriebnahme der Anlage/Slaves an. Klicken Sie auf die entsprechende Zeile des zu
parametrierenden Indizes und geben sie einen entsprechenden Wert im "SetValue"-Dialog ein.
• aus der Steuerung/PLC über ADS z.B. durch die Bausteine aus der TcEtherCAT.lib Bibliothek. Dies
wird für Änderungen während der Anlangenlaufzeit empfohlen oder wenn kein Systemmanager bzw.
Bedienpersonal zur Verfügung steht.
Datenerhaltung
Hinweis
Werden online auf dem Slave CoE-Parameter geändert, wird dies in Beckhoff-Geräten ausfallsicher im Gerät (EEPROM) gespeichert. D.h. nach einem Neustart sind die veränderten
CoE-Parameter immer noch erhalten. Andere Hersteller können dies anders handhaben.
StartUP-Liste
StartUP-Liste
Hinweis
Veränderungen im lokalen CoE-Verzeichnis der Klemme gehen im Austauschfall mit der
alten Klemme verloren. Wird im Austauschfall eine neue Klemme mit Werkseinstellungen
ab Lager Beckhoff eingesetzt, bringt diese die Standardeinstellungen mit. Es ist deshalb
empfehlenswert, alle Veränderungen im CoE-Verzeichnis eines EtherCAT Slave in der
Startup List des Slaves zu verankern, die bei jedem Start des EtherCAT Feldbus abgearbeitet wird. So wird auch ein im Austauschfall neuer EtherCAT Slave automatisch mit den
Vorgaben des Anwenders parametriert.
Wenn EtherCAT Slaves verwendet werden, die lokal CoE-Werte nicht dauerhaft speichern
können, ist zwingend die StartUp-Liste zu verwenden.
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23
Grundlagen der Kommunikation
Empfohlenes Vorgehen bei manueller Veränderung von CoE-Parametern
• gewünschte Änderung im Systemmanager vornehmen. Werte werden lokal im EtherCAT Slave
gespeichert
• wenn der Wert dauerhaft Anwendung finden soll, einen entsprechenden Eintrag in der StartUp-Liste
vornehmen. Die Reihenfolge der StartUp-Einträge ist dabei i.d.R. nicht relevant.
Abb. 11: StartUp-Liste im TwinCAT System Manager
In der StartUp-Liste können bereits Werte enthalten sein, die vom Systemmanager nach den Angaben der
ESI dort angelegt werden. Zusätzliche anwendungsspezifische Einträge können angelegt werden.
Online/Offline Verzeichnis
Während der Arbeit mit dem TwinCAT System Manager ist zu unterscheiden ob das EtherCAT-Gerät gerade
"verfügbar", also angeschaltet und über EtherCAT verbunden und damit online ist oder ob ohne
angeschlossene Slaves eine Konfiguration offline erstellt wird.
In beiden Fällen ist ein CoE-Verzeichnis nach Abbildung „Karteireiter CoE-Online“ zu sehen, die
Konnektivität wird allerdings als offline/online angezeigt.
Wenn der Slave offline ist
• wird das Offline-Verzeichnis aus der ESI-Datei angezeigt. Änderungen sind hier nicht sinnvoll bzw.
möglich.
• wird in der Identität der konfigurierte Stand angezeigt
• wird kein Firmware- oder Hardware-Stand angezeigt, da dies Eigenschaften des realen Gerätes sind.
• ist ein rotes Offline zu sehen
24
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EP3356-0022
Grundlagen der Kommunikation
Abb. 12: Offline-Verzeichnis
Wenn der Slave online ist
• wird das reale aktuelle Verzeichnis des Slaves ausgelesen. Dies kann je nach Größe und Zykluszeit
einige Sekunden dauern.
• wird die tatsächliche Identität angezeigt
• wird der Firmware- und Hardware-Stand des Gerätes laut elektronischer Auskunft angezeigt.
• Ist ein grünes Online zu sehen
Abb. 13: Online-Verzeichnis
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25
Grundlagen der Kommunikation
Kanalweise Ordnung
Das CoE-Verzeichnis ist in EtherCAT Geräten angesiedelt, die meist mehrere funktional gleichwertige
Kanäle umfassen. z.B. hat eine 4 kanalige Analogeingangsklemme 0..10 V auch 4 logische Kanäle und
damit 4 gleiche Sätze an Parameterdaten für die Kanäle. Um in den Dokumentationen nicht jeden Kanal
auflisten zu müssen, wird gerne der Platzhalter "n" für die einzelnen Kanalnummern verwendet.
Im CoE-System sind für die Menge aller Parameter eines Kanals eigentlich immer 16 Indizes mit jeweils 255
Subindizes ausreichend. Deshalb ist die kanalweise Ordnung in 16dez/10hex-Schritten eingerichtet. Am
Beispiel des Parameterbereichs x8000 sieht man dies deutlich:
• Kanal 0: Parameterbereich x8000:00 ... x800F:255
• Kanal 1: Parameterbereich x8010:00 ... x801F:255
• Kanal 2: Parameterbereich x8020:00 ... x802F:255
• …
Allgemein wird dies geschrieben als x80n0. Ausführliche Hinweise zum Coe-Interface finden Sie in der
EtherCAT-Systemdokumentation auf der Beckhoff Website.
3.5
Distributed Clock
Die Distributed Clock stellt eine lokale Uhr im EtherCAT Slave Controller (ESC) dar mit den Eigenschaften:
• Einheit 1 ns
• Nullpunkt 1.1.2000 00:00
• Umfang 64 Bit (ausreichend für die nächsten 584 Jahre); manche EtherCAT-Slaves unterstützen
jedoch nur einen Umfang von 32 Bit, d.h. nach ca. 4,2 Sekunden läuft die Variable über
• Diese lokale Uhr wird vom EtherCAT Master automatisch mit der Master Clock im EtherCAT Bus mit
einer Genauigkeit < 100 ns synchronisiert.
Detaillierte Informationen entnehmen Sie bitte der vollständigen EtherCAT-Systembeschreibung.
26
Version: 1.0.1
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Montage und Verkabelung
4
Montage und Verkabelung
4.1
Montage
4.1.1
Abmessungen
Abb. 14: Abmessungen der EtherCAT-Box-Module
Alle Maßangaben sind in Millimeter angegeben.
Gehäuseeigenschaften
EtherCAT Box
Gehäusematerial
Vergussmasse
Montage
Metallteile
Kontakte
Stromweiterleitung
Einbaulage
Schutzart
Abmessungen
(H x B x T)
Gewicht
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Schmales Gehäuse
Breites Gehäuse
PA6 (Polyamid)
Polyuhrethan
zwei Befestigungslöcher Ø 3 mm für zwei Befestigungslöcher Ø 3 mm für M3
M3
zwei Befestigungslöcher Ø 4,5 mm für M4
Messing, vernickelt
CuZn, vergoldet
max. 4 A
beliebig
im verschraubten Zustand IP65, IP66, IP67 (gemäß EN 60529)
ca. 126 x 30 x 26,5 mm
ca. 126 x 60 x 26,5 mm
ca. 125 g, je nach Modultyp
ca. 250 g, je nach Modultyp
Version: 1.0.1
27
Montage und Verkabelung
4.1.2
Befestigung
Anschlüsse vor Verschmutzung schützen!
Hinweis
Schützen Sie während der Montage der Module alle Anschlüsse vor Verschmutzung! Die
Schutzart IP65 ist nur gewährleistet, wenn alle Kabel und Stecker angeschlossen sind!
Nicht benutzte Anschlüsse müssen mit den entsprechenden Steckern geschützt werden!
Steckersets siehe Katalog.
Module mit schmalem Gehäuse werden mit zwei M3-Schrauben montiert.
Module mit breitem Gehäuse werden mit zwei M3-Schrauben an den in den Ecken angeordneten oder mit
zwei M4-Schrauben an den zentriert angeordneten Befestigungslöchern montiert.
Die Schrauben müssen länger als 15 mm sein. Die Befestigungslöcher der Module besitzen kein Gewinde.
Beachten Sie bei der Montage, dass die Feldbusanschlüsse die Gesamthöhe noch vergrößert. Siehe Kapitel
Zubehör.
Montageschiene ZS5300-0001
Die Montageschiene ZS5300-0001 (500 mm x 129 mm) ermöglicht einen zeitsparenden Aufbau der Module.
Die Schiene besteht aus rostfreiem Stahl (V2A), ist 1,5 mm stark mit passend vorgefertigten M3-Gewinden.
Die Schiene hat 5,3 mm Langlöcher um sie mit M5-Schrauben an der Maschine zu befestigen.
Abb. 15: Montageschiene ZS5300-0001
Die Montageschiene ist 500 mm lang und erlaubt bei einem Modulabstand von 2 mm die Montage von 15
schmalen Modulen. Sie kann applikationsspezifisch gekürzt werden.
Montageschiene ZS5300-0011
Die Montageschiene ZS5300-0011 (500 mm x 129 mm) bietet neben den M3- auch vorgefertigte M4Gewinde zur Befestigung der 60 mm breiten Module über deren mittlere Bohrungen.
Bis zu 14 schmale oder 7 breite Module können gemischt montiert werden.
28
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Montage und Verkabelung
4.1.3
Anzugsmomente für Steckverbinder
M8-Steckverbinder
Es wird empfohlen die M8-Steckverbinder mit einem Drehmoment von 0,4 Nm festzuziehen.
Abb. 16: EtherCAT Box mit M8-Steckverbindern
M12-Steckverbinder
Es wird empfohlen die M12-Steckverbinder mit einem Drehmoment von 0,6 Nm festzuziehen.
Abb. 17: EtherCAT Box mit M8- und M12-Steckverbindern
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Version: 1.0.1
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Montage und Verkabelung
7/8"-Steckverbinder
Es wird empfohlen die 7/8"-Steckverbinder mit einem Drehmoment von 1,5 Nm festzuziehen.
Abb. 18: 7/8"-Steckverbinder
Drehmomentschlüssel
Abb. 19: Drehmomentschlüssel ZB8801
Korrektes Drehmoment sicherstellen
Hinweis
30
Verwenden Sie die von Beckhoff lieferbaren Drehmomentschlüssel um die Steckverbinder
festzuziehen (siehe Zubehör [} 127])!
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Montage und Verkabelung
4.2
EtherCAT
4.2.1
EtherCAT-Anschluss
Für den ankommenden und weiterführenden EtherCAT-Anschluss verfügt
• die EtherCAT Box (EPxxxx) über zwei grün gekennzeichnete M8-Buchsen
• die Koppler Box (FBB-x110) über zwei M12-Buchsen
Abb. 20: EtherCAT Box: M8, 30 mm Gehäuse
Abb. 21: EtherCAT Box: M860 mm Gehäuse (am Beispiel EP9214)
EP3356-0022
Version: 1.0.1
31
Montage und Verkabelung
Abb. 22: Koppler Box: M12
Belegung
Es gibt verschiedene Standards für die Belegung und Farben bei Steckverbindern und Leitung für Ethernet/
EtherCAT.
Ethernet/EtherCAT
Signal Beschreibung
Steckverbinder
M8 M12 RJ451
Tx +
Pin 1 Pin 1
Pin 1
Leitung
ZB9010, ZB9020,
ZB9030, ZB9032,
ZK1090-6292,
ZK1090-3xxx-xxxx
gelb2
Pin 4 Pin 3
Pin 2
orange2
Norm
ZB9031 und alte Ver- TIA-568B
sionen
von ZB9030, ZB9032,
ZK1090-3xxx-xxxx
orange/weiß3
weiß/
orange
3
orange
orange
Pin 2 Pin 2
Pin 3
weiß2
blau/weiß3
weiß/grün
Pin 3 Pin 4
Gehäuse
Pin 6
blau2
Schirmblec Schirm
h
blau3
Schirm
grün
Schirm
Tx Rx +
Rx Shield
Transmit Data
+
Transmit
DataReceive Data
+
Receive DataAbschirmung
1
) farbliche Markierungen nach EN 61918 im vierpoligen RJ45-Steckverbinder ZS1090-0003
2
) Aderfarben nach EN 61918
3
) Aderfarben
Anpassung der Farbkodierung für die Leitungen ZB9030, ZB9032 und
ZK1090-3xxxx-xxxx (mit M8-Steckverbindern)
Hinweis
32
Zur Vereinheitlichung wurden die gängigen Leitungen ZB9030, ZB9032 und ZK1090-3xxxxxxx, also die mit M8-Steckverbindern vorkonfektionierten Leitungen auf die Farben der
EN61918 umgestellt (gelb, orange, weiß, blau). Es sind also verschiedene Farbkodierungen im Umlauf. Die elektrischen Eigenschaften sind aber absolut identisch!
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Montage und Verkabelung
4.2.2
EtherCAT-LEDs
Abb. 23: EtherCAT-LEDs
LED-Anzeigen
LED
IN L/A
OUT L/A
Run
Anzeige
aus
leuchtet
blinkt
aus
leuchtet
blinkt
aus
blinkt schnell
blinkt langsam
leuchtet
Bedeutung
keine Verbindung zum vorhergehenden EtherCAT-Modul
LINK: Verbindung zum vorhergehenden EtherCAT-Modul
ACT: Kommunikation mit vorhergehenden EtherCAT-Modul
keine Verbindung zum nachfolgendem EtherCAT-Modul
LINK: Verbindung zum nachfolgendem EtherCAT-Modul
ACT: Kommunikation mit nachfolgendem EtherCAT-Modul
EtherCAT-Modul ist im Status Init
EtherCAT-Modul ist im Status Pre-Operational
EtherCAT-Modul ist im Status Safe-Operational
EtherCAT-Modul ist im Status Operational
EtherCAT-Stati
Hinweis
EP3356-0022
Die verschiedenen Stati, eines EtherCAT-Moduls sind in der System Basis-Dokumentation
zu EtherCAT beschrieben, die auf unserer Homepage (www.beckhoff.de) unter Downloads
zur Verfügung steht.
Version: 1.0.1
33
Montage und Verkabelung
4.3
Spannungsversorgung
4.3.1
Power-Anschluss
Die Einspeisung und Weiterleitung der Versorgungsspannungen erfolgt über zwei M8-Steckverbinder am
unteren Ende der Module:
• IN: linker M8-Steckverbinder zur Einspeisung der Versorgungsspannungen
• OUT: rechter M8-Steckverbinder zur Weiterleitung der Versorgungsspannungen
Abb. 24: EtherCAT Box, Anschlüsse für die Versorgungsspannungen
Abb. 25: Pinbelegung M8, Power In und Power Out
Tab. 1: Kontaktbelegung
Kontakt
1
2
3
4
Spannung
Steuerspannung Us, +24 VDC
Peripheriespannung Up, +24 VDC
GNDs*
*) können je nach Modul intern miteinander verbunden sein: siehe einzelne
Modulbeschreibungen
GNDp*
Die Kontakte der M8-Steckverbinder tragen einen maximalen Strom von 4 A.
Zwei LEDs zeigen den Status der Versorgungsspannungen an.
Power-Anschluss nicht mit EtherCAT-Anschluss verwechseln!
Verbinden Sie die Powerkabel (M8, 24 VDC) nie mit den grün gekennzeichneten EtherCATBuchsen der EtherCAT Box Module. Dies kann die Zerstörung der Module verursachen!
Achtung
Steuerspannung Us: 24 VDC
Aus der 24 VDC Steuerspannung Us werden der Feldbus, die Prozessor-Logik, die Eingänge und auch die
Sensorik versorgt. Die Steuerspannung ist galvanisch von Feldbusteil getrennt.
34
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Montage und Verkabelung
Peripheriespannung Up: 24 VDC
Die Peripheriespannung Up versorgt die digitalen Ausgänge, sie kann separat zugeführt werden. Wird die
Lastspannung abgeschaltet, so bleiben die Feldbus-Funktion sowie Versorgung und Funktion der Eingänge
erhalten.
Weiterleitung der Versorgungsspannungen
Die Power-Anschlüsse IN und OUT sind im Modul gebrückt. Somit können auf einfache Weise die
Versorgungsspannungen Us und Up von EtherCAT Box zu EtherCAT Box weitergereicht werden.
Maximalen Strom beachten!
Achtung
EP3356-0022
Beachten Sie auch bei der Weiterleitung der Versorgungsspannungen Us und Up, dass jeweils der für die M8-Steckverbinder maximal zulässige Strom von 4 A nicht überschritten
wird!
Version: 1.0.1
35
Montage und Verkabelung
Versorgung über PowerBox Module EP92x4-0023
Benötigt die Maschine größere Ströme oder sind die EtherCAT Box Module weit vom Schaltschrank und der
darin befindlichen Spannungsversorgung entfernt installiert, so empfiehlt sich der Einsatz der vierkanaligen
Powerverteilungsmodule EP9214 oder EP9224 (mit integriertem Data Logging, siehe www.beckhoff.de/
EP9224).
Mit diesen Modulen lassen sich intelligente Powerverteilungskonzepte mit bis zu 2 x 16 A und maximal
2,5 mm² Leitungsquerschnitt im Feld realisieren.
Abb. 26: EP92x4-0023, Anschlüsse Power In und Power Out
Abb. 27: Pinbelegung 7/8“, Power IN und Power Out
Galvanische Trennung
Digitale Module
Bei den digitalen Ein-/Ausgabemodulen sind die Massen von Steuerspannung (GNDs) und
Peripheriespannung (GNDp) ggfs. miteinander verbunden!
Überprüfen Sie dies in der Dokumentation jeder verwendeten EtherCAT Box.
Analoge Module
Bei den analogen Ein-/Ausgabemodulen sind die Massen von Steuerspannung (GNDs) und
Peripheriespannung (GNDp) galvanisch voneinander getrennt, um die galvanische Trennung der
Analogsignale von der Steuerspannung zu gewährleisten.
Bei einigen Analogmodulen wird die Sensorik bzw. Aktorik aus Up versorgt - damit kann z.B. bei 0 bis 10 V
Eingängen eine beliebige Referenzspannung (0 bis 30 V) an Up angeschlossen werden. Diese steht dann
den Sensoren zur Verfügung (z.B. geglättete 10 V für Messpotentiometer).
36
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Montage und Verkabelung
Details der Spannungsversorgung entnehmen sie bitte den einzelnen Modulbeschreibungen.
Galvanische Trennung kann aufgehoben werden!
Wenn Sie unterschiedliche EtherCAT Boxen direkt über vierpolige Powerleitungen verbinden, so kann die galvanische Trennung der Analogsignale u.U. nicht mehr gegeben sein!
Achtung
4.3.2
Status-LEDs für die Spannungsversorgung
Abb. 28: Status-LEDs für die Spannungsversorgung
LED-Anzeigen
LED
Us (Steuerspannung)
Anzeige
aus
leuchtet grün
leuchtet rot
Up (Peripheriespannung) aus
leuchtet grün
EP3356-0022
Bedeutung
Versorgungsspannung Us nicht vorhanden
Versorgungsspannung Us vorhanden
Wegen Überlastung (Strom > 0,5 A) wurde die aus
Versorgungsspannung Us erzeugte Sensorversorgung für alle
daraus gespeisten Sensoren abgeschaltet.
Versorgungsspannung Up nicht vorhanden
Versorgungsspannung Up vorhanden
Version: 1.0.1
37
Montage und Verkabelung
4.3.3
Leitungsverluste M8
Bei den Powerkabeln ZK2020-xxxx-yyyy sollten 15 m Gesamtlänge bei 4 A (mit Weiterleitung) nicht
überschritten werden. Achten Sie bei der Verkabelung darauf, dass bei 24 V Nennspannung ab einem
Spannungsabfall von 6 V die Funktionalität der Module nicht mehr gewährleistet werden kann. Außerdem
sind Spannungsschwankungen des Netzteils zu berücksichtigen.
Abb. 29: Leitungsverluste auf den Powerkabeln
Beispiel
8 m Powerkabel mit 0,34 mm² hat bei 4 A Belastung einen Spannungsabfall von 3,2 V.
Powerverteilungs-Module EP92x4-0023
Hinweis
38
Mit den Powerverteilungs-Modulen EP9214 und EP9224 sind intelligente Spannungsverteilungskonzepte verfügbar. Weitere Information finden sie unter www.beckhoff.de/EP9224
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Montage und Verkabelung
4.3.4
Leitungsverluste 7/8"
Bei den Powerkabeln ZK2030-xxxx-yyyy sollten 15 m Gesamtlänge bei 16 A nicht überschritten werden.
Achten Sie bei der Verkabelung darauf, dass bei 24 V Nennspannung ab einem Spannungsabfall von 6 V
die Funktionalität der Module nicht mehr gewährleistet werden kann. Außerdem sind
Spannungsschwankungen des Netzteils zu berücksichtigen.
Abb. 30: ZK2030-xxxx-yyyy - Leitungsverluste
Alternativ können auch höhere Leitungsquerschnitte von z.B. 2.5 mm2 eingesetzt werden.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
39
Montage und Verkabelung
4.4
Verkabelung
Eine Auflistung der EtherCAT-Kabel, Powerkabel, Sensorkabel, Ethernet-/EtherCAT-Steckverbinder sowie
feldkonfektionierbare Steckverbinder finden Sie unter dem folgenden Link: http://download.beckhoff.com/
download/document/catalog/main_catalog/german/Beckhoff_EtherCAT-Box-Zubehoer.pdf
Die dazugehörigen Datenblätter finden Sie unter dem folgenden Link: http://beckhoff.de/german/
fieldbus_box/data_sheets.htm?id=69033899254355
EtherCAT-Kabel
Abb. 31: ZK1090-3131-0xxx
Verwenden Sie zur Verbindung von EtherCAT-Geräten nur geschirmte Ethernet-Kabel, die mindestens der
Kategorie 5 (CAT5) nach EN 50173 bzw. ISO/IEC 11801 entsprechen.
Empfehlungen zur Verkabelung
Hinweis
Detailliert Empfehlungen zur Verkabelung von EtherCAT können Sie der Dokumentation
"Auslegungsempfehlungen zur Infrastruktur für EtherCAT/Ethernet" entnehmen, die auf
www.beckhoff.de zum Download zur Verfügung steht.
EtherCAT nutzt vier Adern der Kabel für die Signalübertragung.
Aufgrund der automatischen Leitungserkennung (Auto-Crossing) können Sie zwischen EtherCAT-Geräten
von Beckhoff sowohl symmetrisch (1:1) belegte, wie gekreuzte Kabel (Cross-Over) verwenden.
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Version: 1.0.1
EP3356-0022
Montage und Verkabelung
Powerkabel
Abb. 32: ZK2020-3132-0xxx
Sensorkabel
Abb. 33: Auswahl von Beckhoff-Sensorkabel
EP3356-0022
Version: 1.0.1
41
Montage und Verkabelung
4.5
UL-Anforderungen
Die Installation der nach UL zertifizierten EtherCAT Box Module muss den folgenden Anforderungen
entsprechen.
Versorgungsspannung
VORSICHT!
• von einer isolierten, mit einer Sicherung (entsprechend UL248) von maximal 4 A geschützten Quelle, oder
VORSICHT
• von einer Spannungsquelle die NEC class 2 entspricht stammt.
Eine Spannungsquelle entsprechend NEC class 2 darf nicht seriell oder parallel mit einer anderen NEC class 2 entsprechenden Spannungsquelle verbunden werden!
VORSICHT!
Zur Einhaltung der UL-Anforderungen dürfen die EtherCAT Box Module nicht mit unbegrenzten Spannungsquellen verbunden werden!
VORSICHT
Netzwerke
VORSICHT!
Zur Einhaltung der UL-Anforderungen dürfen die EtherCAT Box Module nicht mit Telekommunikations-Netzen verbunden werden!
VORSICHT
Umgebungstemperatur
VORSICHT!
Zur Einhaltung der UL-Anforderungen dürfen die EtherCAT Box Module nur in einem Umgebungstemperaturbereich von 0 bis 55°C betrieben werden!
VORSICHT
Kennzeichnung für UL
Alle nach UL (Underwriters Laboratories) zertifizierten EtherCAT Box Module sind mit der folgenden
Markierung gekennzeichnet.
Abb. 34: UL-Markierung
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Version: 1.0.1
EP3356-0022
Montage und Verkabelung
4.6
ATEX-Hinweise
4.6.1
ATEX - Besondere Bedingungen
Beachten Sie die besonderen Bedingungen für die bestimmungsgemäße Verwendung von EtherCAT-Box-Modulen in explosionsgefährdeten Bereichen –
Richtlinie 94/9/EG!
WARNUNG
• Die zertifizierten Komponenten sind mit dem Schutzgehäuse BG2000-0000 [} 44] zu
errichten, das einen Schutz gegen mechanische Gefahr gewährleistet!
• Wenn die Temperaturen bei Nennbetrieb an den Einführungsstellen der Kabel, Leitungen oder Rohrleitungen höher als 70°C oder an den Aderverzweigungsstellen höher als
80°C ist, so müssen Kabel ausgewählt werden, deren Temperaturdaten den tatsächlich
gemessenen Temperaturwerten entsprechen!
• Beachten Sie beim Einsatz von EtherCAT-Box-Modulen in explosionsgefährdeten Bereichen den zulässigen Umgebungstemperaturbereich von 0 - 55°C!
• Es müssen Maßnahmen zum Schutz gegen Überschreitung der Nennbetriebsspannung
durch kurzzeitige Störspannungen um mehr als 40% getroffen werden!
• Die Anschlüsse der zertifizierten Komponenten dürfen nur verbunden oder unterbrochen werden, wenn die Versorgungsspannung abgeschaltet wurde bzw. bei Sicherstellung einer nicht-explosionsfähigen Atmosphäre!
Normen
Die grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen werden durch Übereinstimmung mit den
folgenden Normen erfüllt:
• EN 60079-0: 2006
• EN 60079-15: 2005
Kennzeichnung
Die für den explosionsgefährdeten Bereich zertifizierten EtherCAT-Box-Module tragen folgende
Kennzeichnung:
II 3 G Ex nA II T4 DEKRA 11ATEX0080 X Ta: 0 - 55°C
oder
II 3 G Ex nA nC IIC T4 DEKRA 11ATEX0080 X Ta: 0 - 55°C
Batch-Nummer (D-Nummer)
Die EtherCAT-Box-Module tragen eine Batch-Nummer (D-Nummer), die wie folgt aufgebaut ist:
EP3356-0022
Version: 1.0.1
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Montage und Verkabelung
D: KW JJ FF HH
WW - Produktionswoche (Kalenderwoche)
YY - Produktionsjahr
FF - Firmware-Stand
HH - Hardware-Stand
Beispiel mit Ser. Nr.: 29 10 02 01:
29 - Produktionswoche 29
10 - Produktionsjahr 2010
02 - Firmware-Stand 02
01 - Hardware-Stand 01
4.6.2
BG2000-0000 - Schutzgehäuse für EtherCAT Box
Verletzungsgefahr durch Stromschlag und Beschädigung des Gerätes möglich!
WARNUNG
Setzen Sie das EtherCAT-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie
mit der Montage, Demontage oder Verdrahtung der Module beginnen!
ATEX
Das Schutzgehäuse BG2000-0000 wird über eine einzelne EtherCAT Box montiert, um die Einhaltung der
besonderen Bedingungen gemäß ATEX [} 43] zu erfüllen.
Installation
Schieben Sie die Anschlussleitungen für EtherCAT, Spannungsversorgung und die Sensoren/Aktoren durch
die Öffnung des Schutzgehäuses BG2000-0000.
Abb. 35: BG2000-0000, Anschlussleitungen durchschieben
Schrauben Sie die Anschlussleitungen für die EtherCAT, Spannungsversorgung und die Sensoren/Aktoren
an der EtherCAT Box fest.
44
Version: 1.0.1
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Montage und Verkabelung
Abb. 36: BG2000-0000, Anschlussleitungen festschrauben
Montieren Sie das Schutzgehäuses BG2000-0000 über der EtherCAT Box.
Abb. 37: BG2000-0000, Schutzgehäuse montieren
EP3356-0022
Version: 1.0.1
45
Montage und Verkabelung
4.6.3
ATEX-Dokumentation
Hinweise zum Einsatz von EtherCAT-Box-Modulen (EPxxxx-xxxx) in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX)
Hinweis
46
Beachten Sie auch die weiterführende Dokumentation Hinweise zum Einsatz von EtherCAT-Box-Modulen (EPxxxx-xxxx) in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX) die Ihnen
auf der Beckhoff-Homepage http://www.beckhoff.de im Bereich Download zur Verfügung
steht!
Version: 1.0.1
EP3356-0022
EP3356-0022 - Signalanschluss
5
EP3356-0022 - Signalanschluss
5.1
Analoge Spannungseingänge M12 und Bedeutung der
LEDs
1-Kanal präzise Wägezellenauswertung
Der analoge Eingang ermöglicht den direkten Anschluss einer Widerstandsbrücke (Dehnungsmessstreifen –
DMS) oder Wägezelle in 4-Leiteranschlusstechnik.
Abb. 38: Analoger Spannungseingang M12, Widerstandsbrücke
Der Schirm muss an Pin 5 des M12-Steckverbinders angeschlossen werden.
Ein Beispiel zu der Parallelschaltung von DMS finden Sie hier [} 15].
Sensor-Kabelschirm sensorseitig nicht erden
Hinweis
EP3356-0022
Sofern ein geschirmtes Sensorkabel verwendet wird, sollte es auf der Sensorseite nicht geerdet werden. In bestimmten Anlagenkonfigurationen kann es sonst unter Umständen zu
Messabweichungen kommen.
Version: 1.0.1
47
EP3356-0022 - Signalanschluss
Bedeutung der LEDs
Abb. 39: LEDs EP3356-0022
LED
RUN
Farbe
grün
Measure
grün
Bedeutung
Diese LED gibt den Betriebszustand der Klemme/Box wieder:
aus
Zustand der EtherCAT State Machine [} 62]: INT = Initialisierung
der Klemme/Box
blinkend
Zustand der EtherCAT State Machine: PREOP = Funktion der
Mailbox-Kommunikation und abweichende Standard-Einstellungen
gesetzt
Einzelblitz
Zustand der EtherCAT State Machine: SAFEOP = Überprüfung
der Kanäle des Sync-Managers [} 63] und der Distributed Clocks.
Ausgänge bleiben im sicheren Zustand
an
Zustand der EtherCAT State Machine: OP = normaler
Betriebszustand; Mailbox- und Prozessdatenkommunikation
möglich
flimmernd
Zustand der EtherCAT State Machine: BOOTSTRAP = Funktion
für Firmware-Updates der Klemme/Box
EIN
Messung aktiv (Prozessdaten sind gültig)
AUS
• Kalibrierung aktiv (wenn die LED Calibr. Leuchtet) oder
• Prüfung aktiv (wenn die LED Test leuchtet)
Steady state grün
Self Calibr.
grün
EIN
AUS
EIN
• Filter warden initialisiert
Der Messwert ist stabil
Der Messwert ist nicht stabil
• Kalibrierung aktiv
• Prozessdaten sind nicht gültig
• Selbsttest aktiv
Self Test
grün
EIN
Error Dif
rot
EIN
• Prozessdaten sind nicht gültig
• Kanal 1 (DMS-Differenzsigna) ober- oder unterhalb des
gültigen Wertebereiches
EIN
• interne Referenzspannung von Kanal 1 fehlt
• Kanal 2 (DMS-Referenzsignal) ober- oder unterhalb des
gültigen Wertebereiches
Error Ref
rot
• Interne Referenzspannung von Kanal 2 fehlt
• Referenzspannung zu klein (zwischen -1 V und +1 V)
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Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
6
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.1
Konfigurationserstellung TwinCAT - Manuell
In diesem Teil der Dokumentation wird die manuelle Konfiguration einer EtherCAT-Box in TwinCAT
beschrieben.
Unterscheidung Online/Offline
Die Unterscheidung Online/Offline bezieht sich auf das Vorhandensein der tatsächlichen I/O-Umgebung
(Antriebe, Klemmen, Box-Module). Wenn die Konfiguration im Vorfeld der Anlagenerstellung z.B. auf einem
Laptop als Programmiersystem erstellt werden soll, ist nur die "Offline-Konfiguration" möglich. Dann müssen
alle Komponenten händisch in der Konfiguration z.B. nach Elektro-Planung eingetragen werden (wie
nachfolgend unter Konfigurationserstellung TwinCAT - Manuell beschrieben ist). Ist die vorgesehene
Steuerung bereits an das EtherCAT System angeschlossen, alle Komponenten mit Spannung versorgt und
die Infrastruktur betriebsbereit, kann die TwinCAT Konfiguration auch vereinfacht durch das so genannte
"Scannen" vom Runtime-System aus erzeugt werden. Dies ist der so genannte Online-Vorgang. In jedem
Fall prüft der EtherCAT Master bei jedem realen Hochlauf, ob die vorgefundenen Geräte der Konfiguration
entsprechen. Dieser Test kann in den erweiterten Device-Einstellungen parametriert werden.
Damit die aktuellsten Features/Einstellungen des Masters genutzt werden können, sollte immer die
aktuellste ESI-Datei heruntergeladen werden. Beachten Sie bitte deshalb den nachfolgenden Hinweis.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
49
Inbetriebnahme/Konfiguration
Installation der neusten ESI-XML-Device-Description
Hinweis
Der TwinCAT Systemmanager benötigt zur Konfigurationserstellung im Online- und OfflineModus die Gerätebeschreibungsdateien der zu verwendeten Geräte. Die Gerätebeschreibungen sind die so genannten ESI (EtherCAT Slave Information) in Form von XML-Dateien. Diese Dateien können vom jeweiligen Hersteller angefordert werden bzw. werden zum
Download bereitgestellt. Auf der Beckhoff Website werden die ESI für Beckhoff EtherCAT
Geräte bereitgehalten (http://www.beckhoff.de/german/download/elconfg.htm?
id=1983920606140). Die ESI-Dateien sind im Installationsverzeichnis von TwinCAT (Standardeinstellung: C:\TwinCAT\IO\EtherCAT) abzulegen. Beim Öffnen eines neuen Systemmanager-Fensters werden die Dateien einmalig eingelesen. TwinCAT bringt bei der Installation die Beckhoff-ESI-Dateien mit, die zum Erstellungszeitpunkt des TwinCAT builds aktuell waren. Ab TwinCAT 2.11 und in TwinCAT 3 kann aus dem Systemmanager heraus das
ESI-Verzeichnis aktualisiert werden, wenn der Programmier-PC mit dem Internet verbunden ist (TwinCAT → EtherCAT-Devices → Update Device Description…)
Manuelles Anfügen eines Moduls
• Das EtherCAT-System muss sich in einem sicheren, spannungslosen Zustand befinden bevor Sie die
EtherCAT-Module an das EtherCAT-Netzwerk anschließen.
• Nach Einschalten der Betriebsspannung öffnen Sie den TwinCAT System Manager [} 61] (ConfigMode)
• Fügen Sie ein neues E/A-Gerät an. Im nachfolgenden Dialog wählen Sie das Gerät EtherCAT (Direct
Mode), bestätigen Sie mit OK.
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Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 40: Anfügen eines neuen E/A-Gerätes (E/A-Geräte -> Rechte Maustaste -> Gerät anfügen...)
Abb. 41: Auswahl des Gerätes (EtherCAT)
• Fügen Sie eine neue Box an.
Abb. 42: Anfügen einer neuen Box (Gerät -> Rechte Maustaste -> Box anfügen...)
• Im angezeigten Dialog wählen Sie die gewünschte Box (z.B.: EP6224-2022), bestätigen Sie mit OK.
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Version: 1.0.1
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Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 43: Auswahl einer Box (z.B.: EP6224-2022)
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Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.2
Konfigurationserstellung TwinCAT - Online scan
In diesem Teil der Dokumentation wird die Konfiguration einer physisch vorhandenen EtherCAT-Box in
TwinCAT beschrieben.
Online Konfigurationserstellung „Scannen“ (TwinCAT 3.x)
Unterscheidung Online/Offline
Die Unterscheidung Online/Offline bezieht sich auf das Vorhandensein der tatsächlichen I/O-Umgebung
(Antriebe, Klemmen, Box-Module). Wenn die Konfiguration im Vorfeld der Anlagenerstellung z.B. auf einem
Laptop als Programmiersystem erstellt werden soll, ist nur die "Offline-Konfiguration" möglich. Dann müssen
alle Komponenten händisch in der Konfiguration z.B. nach Elektro-Planung eingetragen werden (wie unter
Konfigurationserstellung TwinCAT - Manuell beschrieben ist). Ist die vorgesehene Steuerung bereits an das
EtherCAT System angeschlossen, alle Komponenten mit Spannung versorgt und die Infrastruktur
betriebsbereit, kann die TwinCAT Konfiguration auch vereinfacht durch das so genannte "Scannen" vom
Runtime-System aus erzeugt werden. Dies ist der so genannte Online-Vorgang. In jedem Fall prüft die
EtherCAT-Box bei jedem realen Hochlauf, ob die vorgefundenen Geräte der Konfiguration entsprechen.
Damit die aktuellsten Features/Einstellungen der EtherCAT-Box genutzt werden können, sollte immer die
aktuellste ESI-Datei heruntergeladen werden. Beachten Sie bitte deshalb den nachfolgenden Hinweis.
Installation der neusten ESI-XML-Device-Description
Hinweis
Der TwinCAT Systemmanager benötigt zur Konfigurationserstellung im Online- und OfflineModus die Gerätebeschreibungsdateien der zu verwendeten Geräte. Die Gerätebeschreibungen sind die so genannten ESI (EtherCAT Slave Information) in Form von XML-Dateien. Diese Dateien können vom jeweiligen Hersteller angefordert werden bzw. werden zum
Download bereitgestellt. Auf der Beckhoff Website werden die ESI für Beckhoff EtherCAT
Geräte bereitgehalten (http://www.beckhoff.de/german/download/elconfg.htm?
id=1983920606140). Die ESI-Dateien sind im Installationsverzeichnis von TwinCAT (Standardeinstellung: C:\TwinCAT\IO\EtherCAT) abzulegen. Beim Öffnen eines neuen Systemmanager-Fensters werden die Dateien einmalig eingelesen. TwinCAT bringt bei der Installation die Beckhoff-ESI-Dateien mit, die zum Erstellungszeitpunkt des TwinCAT builds aktuell waren. Ab TwinCAT 2.11 und in TwinCAT 3 kann aus dem Systemmanager heraus das
ESI-Verzeichnis aktualisiert werden, wenn der Programmier-PC mit dem Internet verbunden ist (TwinCAT → EtherCAT-Devices → Update Device Description…)
Zur Konfigurationserstellung
EP3356-0022
Version: 1.0.1
53
Inbetriebnahme/Konfiguration
• muss die reale EtherCAT- und IO-Link-Hardware (Geräte, Koppler, Antriebe) vorliegen und installiert
sein.
• die Geräte/Module müssen über EtherCAT-Kabel und IO-Link-Kabel so verbunden sein wie sie später
eingesetzt werden sollen.
• die Geräte/Module müssen mit Energie versorgt werden und kommunikationsbereit sein.
• TwinCAT muss auf dem Zielsystem im CONFIG-Modus sein.
Der Online-Scan-Vorgang setzt sich zusammen aus:
• Erkennen des EtherCAT-Gerätes (Ethernet-Port am IPC)
• Erkennen der angeschlossenen EtherCAT-Teilnehmer- Dieser Schritt kann auch unabhängig vom
vorherigen Schritt durchgeführt werden.
• Problembehandlung
Auch kann der Scan bei bestehender Konfiguration zum Vergleich durchgeführt werden.
Erkennen/Scan des EtherCAT Geräts
Befindet sich das TwinCAT-System im Config-Modus (TwinCAT Icon blau bzw. blaue Anzeige im
Systemmanager) kann online nach Geräten gesucht werden.
Abb. 44: TwinCAT Anzeige Config-Modus
Online Scannen im Config Mode
Die Online-Suche im RUN-Modus (produktiver Betrieb) ist nicht möglich.
Hinweis
Es ist die Unterscheidung zwischen TwinCAT-Programmiersystem und TwinCAT-Zielsystem zu beachten. Das TwinCAT-Icon neben der Windows-Uhr stellt immer den TwinCATModus des lokalen IPC dar. Im Systemmanager-Fenster wird dagegen der TwinCAT-Zustand des Zielsystems gezeigt.
Im Konfigurationsbaum bringt Sie ein Rechtsklick auf den Punkt „I/O Devices“ zum Such-Dialog.
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Version: 1.0.1
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Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 45: Scan Devices
Dieser Scan-Modus versucht nicht nur EtherCAT-Geräte (bzw. die als solche nutzbaren Ethernet-Ports) zu
finden, sondern auch NOVRAM, Feldbuskarten, SMB etc. Nicht alle Geräte können jedoch automatisch
gefunden werden.
Abb. 46: Hinweis automatischer Gerätescan
Ethernet Ports mit installierten TwinCAT Realtime-Treiber werden als "RT-Ethernet" Geräte angezeigt.
Testweise wird an diesen Ports ein EtherCAT-Frame verschickt. Erkennt der Scan-Agent an der Antwort,
dass ein EtherCAT-Gerät angeschlossen ist, wird der Port allerdings gleich als "EtherCAT Device"
angezeigt.
Abb. 47: erkannte Ethernet-Geräte
Für alle angewählten Geräte wird nach Bestätigung "OK" im nachfolgenden ein Teilnehmer-Scan
vorgeschlagen (siehe nachfolgende Abbildung).
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Version: 1.0.1
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Inbetriebnahme/Konfiguration
Erkennen/Scan der EtherCAT Teilnehmer
Funktionsweise Online Scan
Hinweis
Beim Scan fragt der Master die Identity Information des EtherCAT Devices aus dem Device-EEPROM ab. Es werden Name und Revision zur Typbestimmung herangezogen. Die
entsprechenden Geräte werden dann in den hinterlegten ESI-Daten gesucht und in dem
dort definierten Default-Zustand in den Konfigurationsbaum eingebaut.
Wurde ein EtherCAT-Device in der Konfiguration angelegt (manuell oder durch Scan), kann das I/O-Feld
nach Teilnehmern/Slaves gescannt werden.
Abb. 48: Scan-Abfrage nach dem automatischen Anlegen eines EtherCAT Gerätes
Die Konfiguration wurde aufgebaut und direkt in den Online-Zustand (OPERATIONAL) versetzt. Das
EtherCAT System sollte sich in einem funktionsfähigen zyklischen Betrieb, wie in der nachfolgenden
Abbildung dargestellt, befinden.
Abb. 49: beispielhafte Online-Anzeige
Zu beachten sind:
• Alle Boxen sollten im OP-State sein
• "Frames/sec" soll der Zykluszeit unter Berücksichtigung der versendeten Frameanzahl sein
• es sollen weder übermäßig "LostFrames"- noch CRC-Fehler auftreten
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Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Die Konfiguration ist nun fertig gestellt. Sie kann auch wie im manuellen Vorgang beschrieben verändert
werden.
Wie in der nachfolgenden Abbildung sichtbar, wird die angeschlossene EtherCAT-Box (EP6224-3022) im
TwinCAT Baum angezeigt.
Abb. 50: Master-Anzeige nach „Scan for boxes“
Problembehandlung
Beim Scannen können verschiedene Effekte auftreten.
• es wird ein unbekanntes Gerät entdeckt, d.h. ein EtherCAT Device für den keine ESI-XMLBeschreibung vorliegt.
In diesem Fall bietet der Systemmanager an, die im Gerät eventuell vorliegende ESI auszulesen.
• Teilnehmer werden nicht richtig erkannt
Ursachen können sein
- fehlerhafte Datenverbindungen, es treten Datenverluste während des Scans auf
- Device hat ungültige Gerätebeschreibung
Es sind die Verbindungen und Teilnehmer gezielt zu überprüfen, z.B. durch den Emergency Scan.
Der Scan ist dann erneut vorzunehmen.
Scan über bestehender Konfiguration
Wird der Scan bei bestehender Konfiguration angestoßen, kann die reale I/O-Umgebung genau der
Konfiguration entsprechen oder differieren. So kann die Konfiguration verglichen werden.
Abb. 51: Identische Konfiguration
Sind Unterschiede feststellbar, werden diese im Korrekturdialog angezeigt, die Konfiguration kann
umgehend angepasst werden.
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Version: 1.0.1
57
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 52: Beispiel-Korrekturdialog
Es wird empfohlen das Häkchen „Extended Information“ zu setzen, weil dadurch Unterschiede in der
Revision sichtbar werden.
Farbe
grün
blau
hellblau
rot
58
Erläuterung
dieses EtherCAT Device findet seine Entsprechung auf der Gegenseite. Typ und Revision
stimmen überein.
dieses EtherCAT Device ist auf der Gegenseite vorhanden, aber in einer anderen Revision.
Ist die gefundene Revision > als die konfigurierte Revision, ist der Einsatz unter Berücksichtung
der Kompatibilität möglich.
Ist die gefundene Revision < als die konfigurierte Revision, ist der Einsatz vermutlich nicht
möglich. Eventuell unterstützt das vorgefundene Gerät nicht alle Funktionen, die der Master von
ihm aufgrund der höheren Revision erwartet.
dieses EtherCAT Device wird ignoriert (Button "Ignore")
dieses EtherCAT Device ist auf der Gegenseite nicht vorhanden.
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Geräte-Auswahl nach Revision, Kompatibilität
Hinweis
Mit der ESI-Beschreibung wird auch das Prozessabbild, die Art der Kommunikation zwischen Master und Device/Gerät und ggf. Geräte-Funktionen definiert. Damit muss das reale Gerät (Firmware wenn vorhanden) die Kommunikationsanfragen/-einstellungen des Masters unterstützen. Dies ist abwärtskompatibel der Fall, d.h. neuere Geräte (höhere Revision) sollen es auch unterstützen wenn der EtherCAT Master sie als eine ältere Revision anspricht. Als Beckhoff-Kompatibilitätsregel für EtherCAT-Klemmen/Boxen ist anzunehmen:
Geräte-Revision in der Anlage >= Geräte Revision in der Konfiguration
Dies erlaubt auch den späteren Austausch von Geräten ohne Veränderung der Konfiguration (abweichende Vorgaben bei Antrieben möglich). Beispiel: In der Konfiguration wird eine
EL2521-0025-1018 vorgesehen, dann kann real eine EL2521-0025-1019 oder höher
(-1020, -1021) eingesetzt werden.
Wenn im TwinCAT System aktuelle ESI-Beschreibungen vorliegen, entspricht der im Auswahldialog als letzte Revision angebotene Stand dem Produktionsstand von Beckhoff. Es
wird empfohlen, bei Erstellung einer neuen Konfiguration jeweils diesen letzten Revisionsstand eines Gerätes zu verwenden, wenn aktuell produzierte Beckhoff-Geräte in der realen
Applikation verwendet werden. Nur wenn ältere Geräte aus Lagerbeständen in der Applikation verbaut werden sollen, ist es sinnvoll eine ältere Revision einzubinden.
Abb. 53: Beispiel-Korrekturdialog mit Änderungen
Sind alle Änderungen übernommen oder akzeptiert, können sie durch „OK“ in die reale *.tsm-Konfiguration
übernommen werden.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
59
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.3
Prozessdaten Einstellungen EtherCAT Slave (PDO)
Die von einem EtherCAT Slave zyklisch übertragenen Prozessdaten (Process Data Objects, PDO) sind die
Nutzdaten, die in der Applikation zyklusaktuell erwartet werden oder die an den Slave gesendet werden.
Dazu parametriert der EtherCAT Master (Beckhoff TwinCAT) jeden EtherCAT Slave während der
Hochlaufphase, um festzulegen, welche Prozessdaten (Größe in Bit/Bytes, Quellort, Übertragungsart) er von
oder zu diesem Slave übermitteln möchte. Eine falsche Konfiguration kann einen erfolgreichen Start des
Slaves verhindern.
Für Beckhoff EtherCAT Slaves EL/ES/EP gilt im Allgemeinen:
• Die vom Gerät unterstützten Prozessdaten Input/Output sind in der ESI/XML-Beschreibung
herstellerseitig definiert. Der TwinCAT EtherCAT Master verwendet die ESI-Beschreibung zur richtigen
Konfiguration des Slaves.
• Wenn vorgesehen, können die Prozessdaten im Systemmanager verändert werden. Siehe dazu die
Gerätedokumentation. Solche Veränderungen können sein: Ausblenden eines Kanals, Anzeige von
zusätzlichen zyklischen Informationen, Anzeige in 16 Bit statt in 8 Bit Datenumfang usw.
• Die Prozessdateninformationen liegen bei so genannten "intelligenten" EtherCAT-Geräten ebenfalls im
CoE-Verzeichnis vor. Beliebige Veränderungen in diesem CoE-Verzeichnis, die zu abweichenden
PDO-Einstellungen führen, verhindern jedoch den erfolgreichen Hochlauf des Slaves. Es wird
abgeraten, andere als die vorgesehenen Prozessdaten zu konfigurieren, denn die Geräte-Firmware
(wenn vorhanden) ist auf diese PDO-Kombinationen abgestimmt.
Ist laut Gerätedokumentation eine Veränderung der Prozessdaten zulässig, kann dies wie folgt
vorgenommen werden (siehe nachfolgende Abbildung).
• A: Wählen Sie das zu konfigurierende Gerät
• B: im Reiter "Process Data" in der Input- oder Output-Syncmanager zu wählen (C)
• D: die PDOs können an- bzw. abgewählt werden
• H: die neuen Prozessdaten sind als verlinkbare Variablen im Systemmanager sichtbar. Nach einem
Aktivieren der Konfiguration und TwinCAT-Neustart (bzw. Neustart des EtherCAT Masters) sind die
neuen Prozessdaten aktiv
• E: wenn ein Slave dies unterstützt, können auch Input- und Output-PDO gleichzeitig durch Anwahl
eines so genannten PDO-Satzes ("predefined PDO-settings") verändert werden.
Abb. 54: Konfigurieren der Prozessdaten
60
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Manuelle Veränderung der Prozessdaten
In der PDO-Übersicht kann laut ESI-Beschreibung ein PDO als „fixed“ mit einem Flag „F“
gekennzeichnet sein (siehe vorherige Abbildung, J). Solche PDOs können prinzipiell nicht
in ihrer Zusammenstellung verändert werden, auch wenn TwinCAT den entsprechenden
Dialog anbietet („Edit“). Insbesondere können keine beliebigen CoE-Inhalte als zyklische
Prozessdaten eingeblendet werden. Dies gilt im Allgemeinen auch für den Fall, dass ein
Gerät den Download der PDO Konfiguration „G“ unterstützt. Bei falscher konfiguration verweigert der EtherCAT Slave üblicherweise den Start und Wechsel in den OP-State. Eine
Logger-Meldung wegen „invalid SM cfg“ wird im Systemmanager ausgegeben:
Hinweis
`Box 1 (EP3356)` (0022): state change aborted (requested ‚SAFEOP`, back to ‚PREOP`),
`Box1 (EP3356)` (0022): `PREOP to SAFEOP`failed! Error: `check device state for SAFEOP`, AL Status `0x0012`read and 0x0004` expected. AL Status code `0x001e – Invalid
SM IN cfg` Diese Fehlermeldung „invalid SM IN cfg“ oder „invalid SM OUT cfg“ bietet gleich
einen Hinweis auf die Ursache des fehlgeschlagenen Starts.
6.4
Konfiguration mit TwinCAT
Klicken Sie im linken Fenster des TwinCAT System Managers auf den Baumzweig der EtherCAT Box die
Sie konfigurieren möchten (in diesem Beispiel EP2816-0008).
Abb. 55: Baumzweig der zu konfigurierende EtherCAT Box
Im rechten Fenster des TwinCAT System Managers stehen Ihnen nun verschiedene Karteireiter zur
Konfiguration der EtherCAT Box zur Verfügung.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
61
Inbetriebnahme/Konfiguration
Karteireiter Allgemein
Abb. 56: Karteireiter Allgemein
Name
Id
Typ
Kommentar
Disabled
Symbole erzeugen
Name des EtherCAT-Geräts
Laufende Nr. des EtherCAT-Geräts
Typ des EtherCAT-Geräts
Hier können Sie einen Kommentar (z.B. zum Anlagenteil) hinzufügen.
Hier können Sie das EtherCAT-Gerät deaktivieren.
Nur wenn dieses Kontrollkästchen aktiviert ist, können Sie per ADS auf diesen
EtherCAT-Slave zugreifen.
Karteireiter EtherCAT
Abb. 57: Karteireiter EtherCAT
62
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Typ
Product/Revision
Auto Inc Adr.
EtherCAT Adr.
Vorgänger Port
Weitere Einstellungen
Typ des EtherCAT-Geräts
Produkt- und Revisions-Nummer des EtherCAT-Geräts
Auto-Inkrement-Adresse des EtherCAT-Geräts. Die Auto-Inkrement-Adresse
kann benutzt werden, um jedes EtherCAT-Gerät anhand seiner physikalischen
Position im Kommunikationsring zu adressieren. Die Auto-InkrementAdressierung wird während der Start-Up-Phase benutzt, wenn der EtherCATmaster die Adressen an die EtherCAT-Geräte vergibt. Bei der Auto-InkrementAdressierung hat der erste EtherCAT-Slave im Ring die Adresse 0000hex und für
jeden weiteren Folgenden wird die Adresse um 1 verringert (FFFFhex, FFFEhex
usw.).
Feste Adresse eines EtherCAT-Slaves. Diese Adresse wird vom EtherCATMaster während der Start-Up-Phase vergeben. Um den Default-Wert zu ändern,
müssen Sie zuvor das Kontrollkästchen links von dem Eingabefeld markieren.
Name und Port des EtherCAT-Geräts, an den dieses Gerät angeschlossen ist.
Falls es möglich ist, dieses Gerät mit einem anderen zu verbinden, ohne die
Reihenfolge der EtherCAT-Geräte im Kommunikationsring zu ändern, dann ist
dieses Kombinationsfeld aktiviert und Sie können das EtherCAT-Gerät
auswählen, mit dem dieses Gerät verbunden werden soll.
Diese Schaltfläche öffnet die Dialoge für die erweiterten Einstellungen.
Der Link am unteren Rand des Karteireiters führt Sie im Internet auf die Produktseite dieses EtherCATGeräts.
Karteireiter Prozessdaten
Zeigt die Konfiguration der Prozessdaten an. Die Eingangs- und Ausgangsdaten des EtherCAT-Slaves
werden als CANopen Prozess-Daten-Objekte (PDO) dargestellt. Falls der EtherCAT-Slave es unterstützt,
ermöglicht dieser Dialog dem Anwender ein PDO über PDO-Zuordnung auszuwählen und den Inhalt des
individuellen PDOs zu variieren.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
63
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 58: Karteireiter Prozessdaten
Sync-Manager
Listet die Konfiguration der Sync-Manager (SM) auf.
Wenn das EtherCAT-Gerät eine Mailbox hat, wird der SM0 für den Mailbox-Output (MbxOut) und der SM1
für den Mailbox-Intput (MbxIn) benutzt.
Der SM2 wird für die Ausgangsprozessdaten (Outputs) und der SM3 (Inputs) für die Eingangsprozessdaten
benutzt.
Wenn ein Eintrag ausgewählt ist, wird die korrespondierende PDO-Zuordnung in der darunter stehenden
Liste PDO-Zuordnung angezeigt.
PDO-Zuordnung
PDO-Zuordnung des ausgewählten Sync-Managers. Hier werden alle für diesen Sync-Manager-Type
definierten PDOs aufgelistet:
• Wenn in der Sync-Manager-Liste der Ausgangs-Sync-Manager (Outputs) ausgewählt ist, werden alle
RxPDOs angezeigt.
• Wenn in der Sync-Manager-Liste der Eingangs-Sync-Manager (Inputs) ausgewählt ist, werden alle
TxPDOs angezeigt.
Die markierten Einträge sind die PDOs, die an der Prozessdatenübertragung teilnehmen. Diese PDOs
werden in der Baumdarstellung das System-Managers als Variablen des EtherCAT-Geräts angezeigt. Der
Name der Variable ist identisch mit dem Parameter Name des PDO, wie er in der PDO-Liste angezeigt wird.
Falls ein Eintrag in der PDO-Zuordnungsliste deaktiviert ist (nicht markiert und ausgegraut), zeigt dies an,
das dieser Eintrag von der PDO-Zuordnung ausgenommen ist. Um ein ausgegrautes PDO auswählen zu
können, müssen Sie zuerst das aktuell angewählte PDO abwählen.
64
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Aktivierung der PDO-Zuordnung
• der EtherCAT-Slave einmal den Statusübergang PS (von Pre-Operational zu SafeOperational) durchlaufen (siehe Karteireiter Online [} 69])
Hinweis
• der System-Manager die EtherCAT-Slaves neu laden (Schaltfläche
)
PDO-Liste
Liste aller von diesem EtherCAT-Gerät unterstützten PDOs. Der Inhalt des ausgewählten PDOs wird der
Liste PDO-Content angezeigt. Durch Doppelklick auf einen Eintrag können Sie die Konfiguration des PDO
ändern.
Spalte
Index
Size
Name
Flags
SM
SU
Beschreibung
Index des PDO.
Größe des PDO in Byte.
Name des PDO.
Wenn dieses PDO einem Sync-Manager zugeordnet ist, erscheint es als Variable des
Slaves mit diesem Parameter als Namen.
F
Fester Inhalt: Der Inhalt dieses PDO ist fest und kann nicht vom System-Manager
geändert werden.
M
Obligatorisches PDO (Mandatory). Dieses PDO ist zwingend Erforderlich und muss
deshalb einem Sync-Manager Zugeordnet werden! Als Konsequenz können Sie
dieses PDO nicht aus der Liste PDO-Zuordnungen streichen
Sync-Manager, dem dieses PDO zugeordnet ist. Falls dieser Eintrag leer ist, nimmt dieses
PDO nicht am Prozessdatenverkehr teil.
Sync-Unit, der dieses PDO zugeordnet ist.
PDO-Inhalt
Zeigt den Inhalt des PDOs an. Falls das Flag F (fester Inhalt) des PDOs nicht gesetzt ist, können Sie den
Inhalt ändern.
Download
Falls das Gerät intelligent ist und über eine Mailbox verfügt, können die Konfiguration des PDOs und die
PDO-Zuordnungen zum Gerät herunter geladen werden. Dies ist ein optionales Feature, das nicht von allen
EtherCAT-Slaves unterstützt wird.
PDO-Zuordnung
Falls dieses Kontrollkästchen angewählt ist, wird die PDO-Zuordnung die in der PDO-Zuordnungsliste
konfiguriert ist beim Startup zum Gerät herunter geladen. Die notwendigen, zum Gerät zu sendenden
Kommandos können in auf dem Karteireiter Startup [} 65] betrachtet werden.
PDO-Konfiguration
Falls dieses Kontrollkästchen angewählt ist, wird die Konfiguration des jeweiligen PDOs (wie sie in der PDOListe und der Anzeige PDO-Inhalt angezeigt wird) zum EtherCAT-Slave herunter geladen.
Karteireiter Startup
Der Karteireiter Startup wird angezeigt, wenn der EtherCAT-Slave eine Mailbox hat und das Protokoll
CANopen over EtherCAT (CoE) oder das Protokoll Servo drive over EtherCAT unterstützt. Mit Hilfe dieses
Karteireiter können Sie betrachten, welche Download-Requests während des Startups zur Mailbox gesendet
werden. Es ist auch möglich neue Mailbox-Requests zur Listenanzeige hinzuzufügen. Die DownloadRequests werden in der selben Reihenfolge zum Slave gesendet, wie sie in der Liste angezeigt werden.
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Version: 1.0.1
65
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 59: Karteireiter Startup
Spalte
Transition
Beschreibung
Übergang, in den der Request gesendet wird. Dies kann entweder
• der Übergang von Pre-Operational to Safe-Operational (PS) oder
• der Übergang von Safe-Operational to Operational (SO) sein.
Protokoll
Index
Data
Kommentar
Move Up
Move Down
New
Delete
Edit
Wenn der Übergang in "<>" eingeschlossen ist (z.B. <PS>), dann ist der Mailbox Request
fest und kann vom Anwender nicht geändert oder gelöscht werden.
Art des Mailbox-Protokolls
Index des Objekts
Datum, das zu diesem Objekt heruntergeladen werden soll.
Beschreibung des zu der Mailbox zu sendenden Requests
Diese Schaltfläche bewegt den markierten Request in der Liste um eine Position nach
oben.
Diese Schaltfläche bewegt den markierten Request in der Liste um eine Position nach
unten.
Diese Schaltfläche fügt einen neuen Mailbox-Download-Request, der währen des
Startups gesendet werden soll hinzu.
Diese Schaltfläche löscht den markierten Eintrag.
Diese Schaltfläche editiert einen existierenden Request.
Karteireiter CoE - Online
Wenn der EtherCAT-Slave das Protokoll CANopen over EtherCAT (CoE) unterstützt, wird der zusätzliche
Karteireiter CoE - Online angezeigt. Dieser Dialog listet den Inhalt des Objektverzeichnisses des Slaves auf
(SDO-Upload) und erlaubt dem Anwender den Inhalt eines Objekts dieses Verzeichnisses zu ändern. Details
zu den Objekten der einzelnen EtherCAT-Geräte finden Sie in den gerätespezifischen
Objektbeschreibungen.
66
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 60: Karteireiter CoE - Online
Tab. 2: Darstellung der Objekt-Liste
Spalte
Index
Name
Flags
Wert
EP3356-0022
Beschreibung
Index und Subindex des Objekts
Name des Objekts
RW
Das Objekt kann ausgelesen und Daten können in das Objekt geschrieben
werden (Read/Write)
RO
Das Objekt kann ausgelesen werden, es ist aber nicht möglich Daten in das
Objekt zu schreiben (Read only)
P
Ein zusätzliches P kennzeichnet das Objekt als Prozessdatenobjekt.
Wert des Objekts
Version: 1.0.1
67
Inbetriebnahme/Konfiguration
Update List
Auto Update
Advanced
Die Schaltfläche Update List aktualisiert alle Objekte in der Listenanzeige
Wenn dieses Kontrollkästchen angewählt ist, wird der Inhalt der Objekte automatisch
aktualisiert.
Die Schaltfläche Advanced öffnet den Dialog Advanced Settings. Hier können Sie
festlegen, welche Objekte in der Liste angezeigt werden.
Abb. 61: Erweiterte Einstellungen
Online
- über SDO-Information
Offline
- über EDS-Datei
68
Wenn dieses Optionsfeld angewählt ist, wird die Liste der im Objektverzeichnis
des Slaves enthaltenen Objekte über SDO-Information aus dem Slave
hochgeladen. In der untenstehenden Liste können Sie festlegen welche ObjektTypen hochgeladen werden sollen.
Wenn dieses Optionsfeld angewählt ist, wird die Liste der im Objektverzeichnis
enthaltenen Objekte aus einer EDS-Datei gelesen, die der Anwender
bereitstellt.
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Karteireiter Online
Abb. 62: Karteireiter Online
Status Maschine
Init
Pre-Op
Op
Bootstrap
Safe-Op
Fehler löschen
Aktueller Status
Angeforderter
Status
Diese Schaltfläche versucht das EtherCAT-Gerät auf den Status
Init zu setzen.
Diese Schaltfläche versucht das EtherCAT-Gerät auf den Status
Pre-Operational zu setzen.
Diese Schaltfläche versucht das EtherCAT-Gerät auf den Status
Operational zu setzen.
Diese Schaltfläche versucht das EtherCAT-Gerät auf den Status
Bootstrap zu setzen.
Diese Schaltfläche versucht das EtherCAT-Gerät auf den Status
Safe-Operational zu setzen.
Diese Schaltfläche versucht die Fehleranzeige zu löschen. Wenn
ein EtherCAT-Slave beim Statuswechsel versagt, setzt er eine
Fehler-Flag.
Beispiel: ein EtherCAT-Slave ist im Zustand PREOP (PreOperational). Nun fordert der Master den Zustand SAFEOP (SafeOperational) an. Wenn der Slave nun beim Zustandswechsel
versagt, setzt er das Fehler-Flag. Der aktuelle Zustand wird nun als
ERR PREOP angezeigt. Nach Drücken der Schaltfläche Fehler
löschen ist das Fehler-Flag gelöscht und der aktuelle Zustand wird
wieder als PREOP angezeigt.
Zeigt den aktuellen Status des EtherCAT-Geräts an.
Zeigt den für das EtherCAT-Gerät angeforderten Status an.
DLL-Status
Zeigt den DLL-Status (Data-Link-Layer-Status) der einzelnen Ports des EtherCAT-Slave an. Der DLL-Status
kann vier verschiedene Zustände annehmen:
EP3356-0022
Version: 1.0.1
69
Inbetriebnahme/Konfiguration
Status
No Carrier / Open
No Carrier / Closed
Carrier / Open
Carrier / Closed
Beschreibung
Kein Carrier-Signal am Port vorhanden, der Port ist aber offen.
Kein Carrier-Signal am Port vorhanden und der Port ist geschlossen.
Carrier-Signal ist am Port vorhanden und der Port ist offen.
Carrier-Signal ist am Port vorhanden, der Port ist aber geschlossen.
Tab. 3: File Access over EtherCAT
Download
Upload
70
Mit dieser Schaltfläche können Sie eine Datei zum EtherCAT-Gerät schreiben.
Mit dieser Schaltfläche können Sie eine Datei vom EtherCAT-Gerät lesen.
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.5
Grundlagen zur Funktion
EL/EP3356 und Sonderversionen
Wenn nicht anders genannt, bezieht sich die Angabe „EL/EP3356“ immer auch auf die
Sonderversionen wie z.B. EL3356-0010 und EP3356-0022.
Hinweis
Die Messfunktionen der EL/EP3356 lassen sich wie folgt beschreiben:
• Mit der Analogeingangsklemme EL3356 oder der Analogeingangsbox EP3356 wird die
Versorgungsspannung einer Wägezelle als Referenzspannung und auch die der Krafteinwirkung
proportionalen Differenzspannung erfasst.
• Es muss eine Vollbrücke angeschlossen werden. Steht nur eine Viertel- oder Halbbrücke zur
Verfügung, müssen externe Ergänzungsbrücken hinzugefügt werden. Der Nennkennwert ist dann
entsprechend zu modifizieren.
• Die Messung der Referenz- und Differenzspannung erfolgt zeitgleich
• Da die beiden Spannungen gleichzeitig gemessen werden, ist grundsätzlich keine hochgenaue
Referenzspannung in Bezug auf den Pegel notwendig. Mit Änderung der Referenzspannung ändert
sich im gleichen Maße die Differenzspannung über die Vollbrücke. Daher sollte hier eine stabilisierte
Referenzspannung verwendet werden, die nur geringen Schwankungen unterliegt (z.B. mit der
Versorgungsklemme EL95xx)
• Der Veränderung des Quotienten aus Differenz- und Referenzspannung entspricht der relativen
Krafteinwirkung auf die Wägezelle.
• Der Quotient wird in Gewicht umgerechnet und als Prozessdatum ausgegeben.
• Die Datenverarbeitung unterliegt folgenden Filtervorgängen:
◦ der Analogwandler (ADC) integriert über 76 Samples
◦ Mittelwertbildung im Averager (wenn aktiviert)
◦ Softwarefilter IIR/FIR (wenn aktiviert)
• Die EL/EP3356 verfügt über einen automatischen Abgleich/Selbstkalibrierung
◦ Default-Zustand: aktivierte Selbstkalibrierung, Durchführung alle 3 Minuten
◦ Abweichungen der verwendeten Analogeingangsstufen (Temperatur-, Langzeitdrift usw.) werden durch automatische regelmäßige Kalibrierungen überprüft und innerhalb des zulässigen
Toleranzbereiches ausgeglichen.
◦ die Automatik ist abschaltbar bzw. kontrolliert ansteuerbar
• Die EL/EP3356 kann auch als 2-kanalige analoge Eingangsklemme/Eingangsbox zur
Spannungsmessung [} 93] verwendet werden.
• Die EL3356-0010 und die EP3356-0022 verfügen über eine aktivierbare Zeitstempelfunktion durch
Distributed Clocks. Im DC-Modus sind die Filterfunktionen außer Betrieb.
Allgemeine Hinweise
• Die Messbereiche beider Kanäle (Versorgungsspannung und Brückenspannung) sollten immer so weit
wie möglich ausgenutzt werden, um eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen. Empfohlen wird eine
Versorgungsspannung von 12 V in Verbindung mit einer Wägezelle mit einer derart beschaffenen
Empfindlichkeit (z.B. 2 mV/V), dass eine möglichst große Brückenspannung - idealerweise ±25 mV erzeugt wird. Dabei sind die Eingangsspannungen (siehe technische Daten) zu beachten.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
71
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 63: Eingangsspannungen
• Ein Parallelbetrieb von Wägezellen ist mit der EL/EP3356 möglich. Dabei ist zu beachten:
◦ die EL3356 stellt keine Versorgung bereit! Somit muss die verwendete Spannungsversorgung
ausreichend dimensioniert werden, da sich der Gesamtbrückenwiderstand aller zusammen geschalteten DMS durch die Parallelschaltung deutlich verringert.
◦ es sollten vom Wägezellen-Hersteller entsprechend für den Parallelbetrieb freigegebene und
abgeglichene Wägezellen verwendet werden. Die Nennkennwerte [mV/V], Nulloffset [mV/V]
und Impedanz [Ω, Ohm] werden dann üblicherweise entsprechend angeglichen.
◦ ein 6-Leiter-Anschluss wird mit der EL3356 ausdrücklich empfohlen
Abb. 64: Parallelschaltung mit EL3356
72
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 65: Parallelschaltung mit EP3356
• Wägezellen-Signale sind von geringer Amplitude und mitunter sehr empfindlich für EMV-Störungen. In
Anbetracht der anlagentypischen Besonderheiten und unter Berücksichtigung der technischen
Möglichkeiten sind zielführende EMV-Schutzmaßnahmen nach dem Stand der Technik anzuwenden.
Der Schirm des Sensorkabels kann an der EL3356 an den Klemmstellen 4/8 aufgelegt werden. Unter
hoher EMV-Störbelastung kann es hilfreich sein, den Kabelschirm vor der Klemme noch zusätzlich mit
geeignetem Schirmmaterial aufzulegen.
• die minimal zulässige zugeordnete EtherCAT Zykluszeit für die EL/EP3356 beträgt 100 µs.
• Soll die EL3356-0010 oder die EP3356-0022 im Distributed Clocks-Betrieb genutzt werden:
◦ Ist DC zu aktivieren
◦ Ist das Prozessdatum [} 96] Timestamp zu aktivieren. Die Filterfunktionen sind dann außer
Betrieb.
Signalflussplan
Abb. 66: Signalflussplan der EP3356-0022
Die EL/EP3356 bearbeitet die Daten in folgender Reihenfolge:
• Hardware-Tiefpass 10 kHz
• 2-kanaliges simultanes Sampling in 10,5/105,5 kSps mit 64-facher Überabtastung durch Delta-Sigma(ΔΣ)-Wandler und interner Vorfilterung
• Averager 4-fach (deaktivierbar)
• Software-Filter (deaktivierbar)
• Gewichtsberechnung
EP3356-0022
Version: 1.0.1
73
Inbetriebnahme/Konfiguration
Messprinzip Delta-Sigma-(ΔΣ)-Wandler
Hinweis
Das in der EL/EP3356 verwendete Messprinzip mit realer Abtastung im MHz-Bereich verschiebt Aliasing-Effekte in einen sehr hochfrequenten Bereich, so dass für den Betrieb im
kHz-Bereich in der Regel keine derartigen Effekte zu erwarten sind.
Averager
Um die hohe Datenrate des Analog-Digital-Wandlers (ADC) auch bei langsamen Zykluszeiten nutzen zu
können, ist dem ADC ein Mittelwertfilter nachgeschaltet. Dieser bildet einen gleitenden Mittelwert über die
letzten 4 Messwerte. Diese Funktion lässt sich über das CoE-Objekt "Mode X enable averager" für jeden
Modus deaktivieren.
Software-FIlter
Die EL/EP3356 ist mit einem digitalen Software-Filter ausgestattet, das je nach Einstellung die Charakteristik
eines Filter mit endlicher Impulsantwort (Finite Impulse Response filter, FIR-Filter) oder eines Filter mit
unendlicher Impulsantwort (Infinite Impulse Response filter, IIR-Filter), annehmen kann. Der Filter ist per
default als 50 Hz-FIR aktiviert.
Im jeweiligen Messmodus kann der Filter aktiviert (0x8000:01, 0x8000:02) [} 112] und parametriert
(0x8000:11, 0x8000:12) [} 112] werden (die EL3356-0000 unterstützt nur Modus 0).
FIR 50/60 Hz
• Der Filter arbeitet als Notch-Filter (Kerbfilter) und bestimmt die Wandlungszeit der Klemme/Box. Je
höher die Filterfrequenz, desto schneller ist die Wandlungszeit. Es steht ein 50 Hz und ein 60 Hz Filter
zur Verfügung. Kerbfilter bedeutet, dass der Filter bei der genannten Filterfrequenz und Vielfachen
davon Nullstellen (Kerben) im Frequenzgang hat, diese Frequenzen also in der Amplitude dämpft. Das
FIR-Filter arbeitet als nicht-rekursives Filter.
PDO Filter
• Der Filter verhält sich wie die oben beschriebenen 50/60Hz FIR Filter. Jedoch lässt sich hier die
Filterfrequenz in 0,1 Hz Schritten durch ein Ausgangsdatenobjekt einstellen. Der Filterfrequenzbereich
reicht von 0,1 Hz bis 200 Hz und kann im laufenden Betrieb umparametriert werden. Dazu muss das
PDO 0x1601 ("RMB Filter frequency") in die Prozessdaten eingeblendet und im Objekt 0x8000:11 der
Eintrag "PDO Filter frequency" ausgewählt werden.
• Diese Funktion erlaubt der EL/EP3356 Störungen einer bekannten Frequenz aus dem Messsignal zu
unterdrücken. Ein typischer Anwendungsfall ist z.B. ein Silo, welches durch eine angetriebene
Schnecke befüllt und gewogen wird. Die Drehzahl der Schnecke ist bekannt und kann als Frequenz in
das Objekt übernommen werden. Somit können mechanische Schwingungen aus dem Messsignal
entfernt werden.
Abb. 67: Notch-Kennlinie/Amplitudengang und Sprungantwort der FIR-Filter
IIR-Filter 1..8
• Der Filter mit IIR-Charakteristik ist ein zeitdiskretes, lineares, zeitinvariantes Filter, welches in 8 Leveln
eingestellt werden kann (Level 1 = schwaches rekursives Filter, bis Level 8 = starkes rekursives Filter).
Der IIR kann als gleitende Mittelwertberechnung nach einem Tiefpass verstanden werden.
74
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 68: Sprungantwort und Bodediagramm der IIR-Filter
EP3356-0022
Version: 1.0.1
75
Inbetriebnahme/Konfiguration
Übersicht Wandlungszeiten
Filter Set- Wert
tings
PDO Update- PDO Updatezeit EL/
zeit
EP3356
EL3356-0010
Filtereigen- GrenzfreKommentar Anstiegsschaft
quenz
zeit
(-3 dB) [Hz]
10-90 %
(typ.)
[s] (typ.)
Filter
min. 10 ms
Zyklussynchro deaktiviert
n, min. 100 µs
0
FIR
min. 10 ms
312.5 µs
50 Hz
22 Hz
Wandlungszei 0.013
50 Hz
Notchfilter
t typ. 312.5 µs
1
FIR
min. 10 ms
260.4 µs
60 Hz
25 Hz
Wandlungszei 0.016
60 Hz
Notchfilter
t typ. 260.4 µs
2
IIR1
Zyklussynchro Zyklussynchro Tiefpass
2000 Hz
a0=1/21 = 0.5 0.0003
n (bis min
n (bis min. 100 Tiefpass
3
IIR2
500 Hz
a0=1/22 = 0.25 0.0008
10 ms Update) µs)
4
IIR3
Tiefpass
125 Hz
a0=1/24 = 62.5 0.0035
e-3
5
IIR4
Tiefpass
30 Hz
a0=1/26 = 15.6 0.014
e-3
6
IIR5
Tiefpass
8 Hz
a0=1/28 = 3.91 0.056
e-3
7
IIR6
Tiefpass
2 Hz
a0=1/210 = 977 0.225
e-6
8
IIR7
Tiefpass
0.5 Hz
a0=1/212 = 244 0.9
e-6
9
IIR8
Tiefpass
0.1 Hz
a0=1/214 = 61. 3.6
0e-6
10
Dynamic
Der Filter wechselt dynamisch zwischen den Filtern
IIR
IIR1 bis IIR8
11
PDO
min. 10 ms
1/PDO
Notchfilter
ca. 0,443 * Filter
Value[Hz]*64 mit
PDO Value
frequenc
einstellbarer [Hz]
y
Frequenz
Filter und Zykluszeit
Hinweis
Bei eingeschalteten FIR Filtern (50 oder 60 Hz) werden die Prozessdaten maximal mit der
angegebenen Wandlungszeit aktualisiert (siehe Tabelle). Die IIR Filter arbeiten zyklussynchron. Somit steht jedem SPS-Zyklus ein neuer Messwert zur Verfügung.
IIR Filter
Differenzengleichung: Yn= Xn * a0 + Yn-1 * b1 mit a0 + b1 = 1
Hinweis
a0= (siehe Tabelle), b1 = 1 – a0
Dynamisches IIR Filter
Das dynamische IIR-Filter schaltet in Abhängigkeit der Gewichtsänderung eigenständig die 8 verschiedenen
IIR-Filter durch. Das Konzept:
• Zielzustand ist immer der IIR8-Filter, also die größtmögliche Dämpfung und somit ein sehr beruhigter
Messwert.
• Bei schnellen Änderungen der Eingangsgröße wird der Filter geöffnet also zum nächstniedrigeren
Filter geschaltet (wenn noch möglich). Dadurch wird der Signalflanke mehr Gewicht gegeben und der
Messwertverlauf kann schnell der Last folgen.
• Bei geringer Messwertänderung wird der Filter zugezogen, also zum nächsthöheren Filter geschaltet
(wenn noch möglich). Dadurch wird der statische Zustand mit einer hohen Genauigkeit abgebildet.
• Die Bewertung ob eine Filteränderung nach unten erforderlich bzw. nach oben möglich ist, erfolgt
fortlaufend in festem Zeitabstand.
76
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Die Parametrierung wird über die CoE Enträge 0x8000:13 [} 112] und 0x8000:14 [} 112] vorgenommen. Die
Bewertung erfolgt nach 2 Parametern:
• Im Objekt "Dynamic filter change time" (0x8000:13) [} 112] wird eingestellt, in welchem Zeitabstand das
vorliegende Signal neu bewertet wird
• Im Objekt 0x8000:14 [} 112] wird festgelegt, welche maximale Abweichung in dieser Zeit zulässig ist,
ohne dass es zu einer Filterumschaltung kommt.
Beispiel:
Der dynamische Filter soll derart eingestellt werden, dass eine maximale Steigung von 0.5 digit pro 100 ms
(5 Digit pro Sekunde) möglich ist, ohne dass der Filter geöffnet wird. Dadurch wird eine "ruhige"
Messwertausgabe erreicht. Bei schnellerer Änderung soll aber umgehend der Last gefolgt werden können.
• Dynamic filter change time (0x8000:13) [} 112] = 10 (entspricht 100 ms)
• Dynamic filter delta (0x8000:14) [} 112] = 0.5 (bezogen auf den berechneten Lastwert)
Im Folgenden ist der Messwertverlauf bei langsamer (links) und schneller (rechts) Änderung abgebildet.
Abb. 69: Auswirkung dynamischer IIR-Filter
• Links: Die Waage wird langsam belastet. Die Änderung des Gewichtes (delta/time) bleibt unterhalb der
Marke von 0.5 Digit pro 100 ms. Der Filter bleibt somit unverändert auf der stärksten Stufe (IIR8) und
bewirkt einen schwankungsarmen Messwert.
• Rechts: Die Waage wird schlagartig belastet. Die Änderung des Gewichtes überschreitet sofort den
Grenzwert von 0.5 Digit pro 100 ms. Der Filter wird alle 100 ms um eine Stufe geöffnet
(IIR8 → IIR7 → IIR6 ...) und der Anzeigewert folgt sofort dem Sprung. Nach der Entfernung des
Gewichtes fällt das Signal zügig wieder ab. Ist die Änderung des Gewichtes kleiner als 0.5 Digit pro
100 ms, wird der Filter alle 100 ms eine Stufe stärker gestellt bis IIR8 erreicht wird. Die grüne Linie soll
den abnehmenden "Rauschpegel" verdeutlichen.
Gewichtsberechnung
Nach jeder Erfassung der Analogeingänge erfolgt die Berechnung des resultierenden Gewichts bzw. der
resultierenden Kraft, welche sich aus dem Verhältnis des Messsignals zum Referenzsignal und aus
mehreren Kalibrierungen zusammensetzt:
YR = (UDiff / Uref) x Ai
YL = ( (YR – CZB) / (Cn – CZB) ) * Emax
YS = YL * AS
YG = YS * (G / 9.80665)
YAUS = YG x Gain - Tara
EP3356-0022
(1.0) Berechnung des Rohwertes in mV/V
(1.1) Berechnung des Gewichts
(1.2) Skalierfaktor (z.B. Faktor 1000 für Umskalierung
von kg in g)
(1.3) Einfluss der Erdbeschleunigung
(1.4) Gain und Tara
Version: 1.0.1
77
Inbetriebnahme/Konfiguration
Legende
Name
UDiff
CoE Index
Emax
Bezeichnung
Brückenspannung/Differenzspannung des Sensorelementes, nach
Averager und Filter
Brückenspeisespannung/Referenzsignal des Sensorelementes, nach
Averager und Filter
Interne Verstärkung, nicht veränderbar. Dieser Faktor berücksichtigt die
Einheitennormierung von mV zu V und die unterschiedlichen
Vollausschläge der Eingangskanäle
Nennkennwert des Sensorelementes (Einheit mV/V, z.B. nominell 2
mV/V oder 2.0234 mV/V laut Abgleichprotokoll)
Nullpunktabgleich (Zero balance) des Sensorelementes (Einheit mV/V,
z.B. -0.0142 laut Abgleichprotokoll)
Nennlast des Sensorelementes
AS
Skalierfaktor (z.B. Faktor 1000 für Umskalierung in kg in g)
8000:27 [} 112]
G
Erdbeschleunigung in m/s^2 (default: 9.80665 ms/s^2)
8000:26 [} 112]
Uref
Ai
Cn
CZB
8000:23 [} 112]
8000:25 [} 112]
8000:24 [} 112]
Gain
8000:21 [} 112]
Tara
8000:22 [} 112]
Wandlungsmodus
Der so genannte Wandlungsmodus bestimmt die Geschwindigkeit und Latenz der analogen Messung in der
EL/EP3356. Die Charakteristika:
Modus
Bedeutung
typ. Latenz
EL3356
0
High precision
7,2 ms
x
1
Analoge Wandlung mit 10,5 kSps
(Samples per second) Langsame
Wandlung und damit hohe
Genauigkeit
High speed / low latency Analoge 0,72 ms
Wandlung mit 105,5 kSps
(Samples per second) schnelle
Wandlung bei geringer Latenz
EL3356-0010
und
EP3356-0022
x
Stromaufnahme
typ.
70 %
(bez. Nennwert,
siehe Technische
Daten [} 9])
-
x
100 %
(bez. Nennwert,
siehe Technische
Daten [} 9])
Das Wandlungsprinzip der EL/EP3356 bedingt, dass erst nach einer definierten Zeit die analoge Spannung
als Digitalwert zur Verfügung steht. Dies veranschaulicht die nachfolgende Abbildung.
Es wird ein Sprungsignal 0 →1 auf den Eingang gegeben. Je nach Wandlungsmodus 0/1 ist nach 7,2 bzw.
0,72 ms der Messwert innerhalb der definierten Genauigkeit erreicht und auslesbar. Zu diesem Zeitpunkt
wird auch im Distributed Clocks-Betrieb der Zeitstempel gewonnen. Im realen Betrieb wird üblicherweise
kein sprungbehaftetes sondern ein höherfrequentes, wenn auch stetiges Signal angeschlossen. Dann bildet
die EL/EP3356 das Eingangssignal mit der entsprechenden Latenz zur Weiterverarbeitung ab, weshalb auch
eine schnellere Abfrage der Abtasteinheit in kürzeren Abständen als die Latenzzeit (EL3356-0010/
EP3356-0022 ermöglicht bis 100 µs) zur detailgetreuen Abbildung des analogen Eingangssignals sinnvoll
ist.
78
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 70: Latenz des Analog-Digital-Wandlers
Eine Veränderung der angegebenen Latenzzeit ist nicht möglich.
Darüber hinaus sind in jedem Modus über CoE einzeln einstellbar
• Aktivierung Averager
• Aktivierung Filter
• Filterart
Abb. 71: zu den einzelnen Modi gehörige Einstellparameter im CoE
Die EL3356 verfügt nur über Modus 0, die EL3356-0010 und die EP3356-0022 über Modus 0 + 1.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
79
Inbetriebnahme/Konfiguration
Moduswechsel (nur EL3356-0010, EP3356-0022)
Insbesondere für dynamische Wägevorgänge kann es sinnvoll sein, während des Wägevorgangs die
Messcharakteristik erheblich zu verändern. Wenn z.B. ein Schüttgut sackweise innerhalb 5 Sekunden
abgefüllt wird, sollte zu anfangs ein sehr offener Filter eingesetzt werden, damit der Messwert schnell dem
Füllungsgrad folgt. Dass der Messwert dabei sehr ungenau ist und hohen Schwankungen unterliegt, spielt
während dieser Phase keine Rolle. Wenn der Sack dann zu >90 % befüllt ist, muss die Befüllung
verlangsamt und mit hoher Genauigkeit die Beladung verfolgt werden, der Filter ist nun "zuzuziehen".
Deshalb können in der EL3356-0010 und EP3356-0022 die beiden Wandlungsmodi über das
Prozessdatenbit "Sample mode" in Bezug auf die Analogwertverarbeitung umgeschaltet werden.
Der Moduswechsel dauert ca. 30 ms, in dieser Zeit sind die Messwerte ungültig und zeigen dies durch das
Statusbyte an.
Abb. 72: Umschaltung SampleMode
80
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.6
Anwendungshinweise
Symmetrisches Bezugspotential
Die EL/EP3356 misst die beiden Spannungen Usupply und Ubridge unabhängig voneinander und ohne
galvanischen Bezug zu einer Versorgungsspannung. Die Messgenauigkeit kann zusätzlich gesteigert
werden, wenn ein Auseinanderdriften der internen Messkreise durch eine interne Kopplung verhindert wird.
Dazu besitzt die EL/EP3356 einen internen Schalter, der standardmäßig geschlossen ist und einen
Potentialbezug zwischen interner Elektronik und dem Brückenpunkt herstellt.
Abb. 73: Interner Schalter zur Erhöhung der Messgenauigkeit
Wenn mehrere DMS aus derselben Versorgung gespeist werden und es zu Ausgleichsströmen kommt die
die Messung verfälschen, kann der Schalter über CoE 0x8000:05 [} 112] geöffnet werden. Alternativ sind
galvanisch getrennte DMS-Versorgungen zu installieren.
Drahtbrucherkennung
Die EL/EP3356 verfügt über keine ausdrückliche Drahtbrucherkennung. Wird jedoch eine der BridgeLeitungen getrennt, geht i.d.R. die dort gemessene Spannung gegen den Endwert und zeigt somit einen
Error im Status-Wort an. Ein Over/Underrange der Speisespannung wird ebenfalls angezeigt.
Input freeze
Wenn die Klemme/Box durch InputFreeze im Control-Wort in den Freeze-Zustand versetzt wird, werden
keine analogen Messwerte mehr an den internen Filter weitergereicht. Diese Funktion ist dann anwendbar,
wenn z.B. aus der Applikation ein Einfüllstoß erwartet wird, der durch die Kraftbelastung die Filter unnötig
übersteuern würde. Das hätte zur Folge, dass einige Zeit verstreichen würde, bis sich die Filter wieder
eingeschwungen hätten. Der Anwender hat selbst auszumessen, wie lange für seinen Einfüllvorgang das
InputFreeze sinnvoll ist.
Zur Verdeutlichung: die zeitliche Steuerung und Entscheidung über den InputFreeze muss vom Anwender in
der PLC realisiert werden, sie ist nicht Bestandteil der EL/EP3356.
Im folgenden Beispiel (aufgezeichnet mit Scope2) werden Stöße auf eine 15 kg-Wägezelle aufgezeichnet,
der Filter ist mit IIR1 weit offen damit steile Flanken im Signal auftreten.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
81
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 74: Stöße auf Wägezelle mit und ohne InputFreeze
Erläuterung: Blau dargestellt ist die Gewichtskraft (A), in rot (B) der Zustand der Variable InputFreeze die
vom PLC-Program bedient wird und TRUE/FALSE sein kann. Die ersten beiden Stöße (C) führen zu großen
Spitzenausschlägen im Signal. Danach wird im PLC-Programm (siehe Beispielprogramm [} 120]) folgendes
aktiviert:
• wenn sich der Messwert zum letzten Zyklus (Zykluszeit 100 µs) um mehr als 10 g geändert hat (als
Indiz für schlagartige Belastung), wird bInputFreeze durch einen TOF-Baustein an die EL/EP3356 für
50 ms auf TRUE gesetzt
In (D) ist die Wirkung zu sehen: Die Spitzenbelastungen werden von der EL/EP3356 nicht mehr zur Kenntnis
genommen. Bei optimaler Anpassung an den erwarteten Kraftstoß kann die EL/EP3356 ohne
Überschwingen den aktuellen Belastungswert einmessen
Schwerkraftanpassung
Die Berechnung der Gewichtskraft ist abhängig von der Gravitation/Erdschwerkraft/Fallbeschleunigung am
Aufstellort der Waage. Im Allgemeinen entspricht die Gravitationsbeschleunigung der Erde am Aufstellort der
Anlage nicht dem festgelegten Standardwert g = 9,80665 m/s². Beispielsweise sind in Deutschland 4
Fallbeschleunigungszonen festgelegt, in denen eine lokale Gravitationsbeschleunigung von 9,807 bis
9,813 m/s² anzunehmen ist. Es handelt sich hier also schon innerhalb Deutschlands um eine deutliche
Streuung im Promille-Bereich für die Gravitationsbeschleunigung, die sich über die Formel FG = m*g direkt
auf die gemessene Gewichtskraft auswirkt!
Wenn:
• Wägezellen im theoretischen Abgleich mit Kennwerten nach Sensorzertifikat eingesetzt werden
• Eichgewichte verwendet werden, deren Gewichtskraft am Waagenaufstellort naturgemäß eine andere
ist als am Herkunftsort
• Waagen der Genauigkeitsklasse I bis III realisiert werden
• generell eine fallbeschleunigungsabhängige Waage realisiert wird
sollte geprüft werden, ob die Schwerkraftkorrektur über das Objekt 8000:26 [} 112] angepasst werden muss.
82
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Ruheerkennung
Wiegen ist ein dynamischer Vorgang, der zu großen Sprüngen in der Brückenspannung und damit
Wertberechnung führen kann. Nach einer Belastungsänderung muss sich der Messwert erst "beruhigen"
damit der Prozesswert in der Steuerung verwertbar ist. Die Auswertung des Messwertes und der Entscheid
über den Grad der Ruhe kann in der Steuerung vorgenommen werden, die EL/EP3356 bietet aber ebenfalls
diese Funktion, die standardmäßig aktiviert ist. Das Ergebnis wird im Status-Wort ausgegeben.
• Befindet sich der Lastwert länger als Zeit x innerhalb eines Wertebereichs y, wird das SteadyState im
StatusWord aktiviert
• Sobald diese Bedingung nicht mehr zutrifft, wird SteadyState auf FALSE gesetzt.
• Die Parameter x und y können im CoE vorgegeben werden
• Die Auswertung wird natürlich erheblich vom eingestellten Filter beeinflusst
Im folgenden Beispiel (aufgenommen mit den TwinCAT Scope2) wird eine 15 kg-Wägezelle sprunghaft mit
547 g ent- und belastet. SteadyState unterliegt einer Fensterzeit von 100 ms und 8 g Toleranz (15 kg
Nennwert, Skalierung 1000; siehe CoE).
Abb. 75: Sprunghafte ent- und belastung einer Wägezelle
Eichfähigkeit
"Eichen" ist eine besondere Art der Kalibrierung, die nach besonderen Vorschriften und unter Einbeziehung
ausgebildeten Personals und vorgeschriebener Hilfsmittel durchgeführt wird. Insbesondere beim Abfüllen
von Lebensmitteln sind im zentraleuropäischen Raum "geeichte" Waagen vorgeschrieben. Dadurch wird in
besonderer Weise die Richtigkeit der abgewogenen Menge sichergestellt.
Die Beckhoff Klemmen EL/KL335x als auch die Box EP3356 sind als Einzelgeräte nicht eichfähig. Sie
können aber als Teilelemente in Applikationen integriert werden, welche dann durch entsprechende
Maßnahmen seitens des Integrators mit den nötigen Eigenschaften für Eichfähigkeit ausgerüstet werden.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
83
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.7
Kalibrierung und Abgleich
Der Begriff "Kalibrierung" lässt sich in 3 verschiedenen Weisen auf die EL/EP3356 anwenden:
• Sensorkalibrierung: einmalige Kalibrierung des eingesetzten Sensors (DMS) bei
Anlageninbetriebnahme
• Selbstkalibrierung: fortlaufende wiederholte Selbstkalibrierung der Klemme/Box zur Verbesserung der
Messgenauigkeit
• Tara: wiederholte Brutto/Netto-Kompensation durch Tara
EL/EP3356 und Sonderversionen
Wenn nicht anders genannt bezieht sich die Angabe „EL/EP3356“ immer auch auf die Sonderversionen wie z.B. EL3356-0010 und EP3356-0022.
Hinweis
Sensorkalibrierung
Durch die Kalibrierung wird die EL/EP3356 an die Kennlinie des Sensorelementes angepasst. Für diesen
Vorgang werden zwei Werte benötigt: der Ausgangswert ohne Belastung ("Zero balance") und der unter
voller Belastung ("Rated output"). Diese Werte können durch ein Abgleichprotokoll oder durch eine
Kalibrierung mit Abgleichgewichten ermittelt werden.
Abb. 76: Anpassen an die Sensorkennlinie
Kalibrierung mittels Abgleich in der Anlage
Bei der "praktischen" Kalibrierung wird zuerst mit unbelasteter Waage, dann mit definiert belasteter Waage
gemessen. Aus den Messwerten berechnet die EL/EP3356 automatisch die vorliegenden Sensorkennwerte.
Der Ablauf:
1. CoE-Reset mit Objekt 0x1011:01 durchführen, siehe Wiederherstellen des Auslieferungszustandes
[} 125]
2. Scale factor (0x8000:27 [} 112]) = 1000 setzen (für Gewichtsangabe in g)
3. Gravity of earth (0x8000:26 [} 112]) setzen falls erforderlich (default: 9.806650)
4. Gain (0x8000:21 [} 112]) = 1 setzen
5. Tara (0x8000:22 [} 112]) = 0 setzen
6. Filter (0x8000:11 [} 112]) auf stärkste Sufe einstellen: IIR8
7. Nennlast des Sensors in 0x8000:24 [} 112] ("Nominal load") angeben
84
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
8. Nullabgleich: Waage nicht belasten. Sobald der Messwert über mind. 10 Sekunden einen
unveränderlichen Wert zeigt, das Kommando "0x0101" (257dec) auf CoE-Objekt 0xFB00:01
ausführen. Durch dieses Kommando wird der aktuelle mV/V Wert (0x9000:11 [} 111]) in das "Zero
balance" Objekt eingetragen. Kontrolle: CoEObjekt FB00:02 [} 109] und FB00:03 [} 109] muss nach
Ausführung "0" enthalten
9. Waage mit einer Referenzlast belasten. Diese sollte mindestens 20 % der Nennlast betragen. Je
größer die Referenzlast, desto besser können die Sensor-Werte berechnet werden. In Objekt
0x8000:28 [} 112] ("Reference load") die Last in der gleichen Einheit wie die Nennlast (0x8000:24
[} 112]) angeben. Sobald der Messwert über mind. 10 Sekunden einen unveränderlichen Wert zeigt,
das Kommando "0x0102" (258dec) auf CoE 0xFB00:01 [} 109] ausführen. Durch diesen Befehl
ermittelt die EL/EP3356 den Ausgabewert bei Nenngewicht ("Rated output"). Kontrolle: CoEObjekt
FB00:02 [} 109] und FB00:03 [} 109] muss nach Ausführung "0" enthalten
10. Rückstellung: Kommando "0x0000" (0dec) auf CoE-Objekt 0xFB00:01 [} 109] ausführen.
11. Filter auf niedrigere Stufe stellen.
Kalibrierung nach Sensor-Abgleichprotokoll (theoretische Kalibrierung)
Die Sensorkennwerte laut Hersteller-Zertifikat werden hier direkt der EL/EP3356 mitgeteilt, damit diese die
Last berechnen kann.
1. CoE-Reset mit Objekt 0x1011:01 durchführen, siehe Wiederherstellen des Auslieferungszustandes
[} 125]
2. Scale factor (0x8000:27 [} 112]) = 1000 setzen (für Gewichtsangabe in g)
3. Gravity of earth (0x8000:26 [} 112]) setzen falls erforderlich (default: 9.806650)
4. Gain (0x8000:21 [} 112]) = 1 setzen
5. Tara (0x8000:22 [} 112]) = 0 setzen
6. Nennlast des Sensors in 0x8000:24 [} 112] ("Nominal load") angeben
7. "Rated Output" (mV/V Wert 0x8000:23 [} 112]) aus dem Abgleichprotokoll übernehmen
8. "Zero Balance" (0x8000:25 [} 112]) aus dem Abgleichprotokoll übernehmen
Kalibrierung
Hinweis
EP3356-0022
Die Kalibrierung ist für die Genauigkeit des Systems von großer Bedeutung. Um diese zu
steigern, sollten die Filter während der gesamten Kalibrierphase möglichst stark eingestellt
sein. Dabei kann es mehrere Sekunden dauern, bis sich ein statischer Wert eingestellt hat.
Version: 1.0.1
85
Inbetriebnahme/Konfiguration
Lokale Speicherung
Hinweis
Die beim theoretischen und praktischen Abgleich geänderten Werte werden in einem lokalen EEPROM gespeichert. Dieses kann bis zu 1 Mio. mal beschrieben werden. Um die Lebensdauer des EEPROMS zu verlängern, sollten die Kommandos deshalb nicht zyklisch
ausgeführt werden.
Selbstkalibrierung der Messverstärker
Die Messverstärker werden automatisch periodisch einer Überprüfung und Selbstkalibrierung unterzogen.
Dafür sind mehrere Analogschalter vorgesehen, um die verschiedenen Kalibriersignale aufschalten zu
können. Wichtig dabei ist, dass in jeder Phase der Kalibrierung immer der gesamte Signalpfad (inklusive
aller passiver Bauteile) überprüft wird. Lediglich die Entstörglieder (L/C-Kombination) und die Analogschalter
selbst können nicht erfasst werden. Zusätzlich wird in größeren Abständen noch ein Selbsttest durchgeführt.
Die Selbstkalibrierung wird in der Default-Einstellung alle 3 Minuten durchgeführt.
Selbstkalibrierung
• Zeitintervall wird in 100 ms Schritten mit Objekt 0x8000:31 [} 112] eingestellt, default: 3 min. Dauer
ca 150 ms
Selbsttest
• Wird zusätzlich zusammen mit jeder n-ten Selbstkalibrierung durchgeführt. Das Vielfache (n) wird mit
Objekt 0x8000:32 [} 112] eingestellt, default: 10 zusätzliche Dauer ca. 70 ms.
Durch die Selbstkalibrierung der Eingangsstufen in den beiden Arbeitspunkten (Nullpunkt und Endwert)
werden die beiden Messkanäle aufeinander abgeglichen.
Schnittstelle zur Steuerung
Die Selbstkalibrierung findet automatisch in den festgelegten Abständen statt. Um zu verhindern, dass
während eines zeitkritischen Messvorganges kalibriert wird, kann über das Bit "Disable calibration" im
ControlWord die automatische Kalibrierung auch dauerhaft gesperrt werden. Sollte es notwendig sein
zusätzlich eine manuelle Prüfung durchzuführen, wird diese durch eine steigende Flanke des Bits "Start
manual calibration" im Prozessabbild gestartet. Während die Klemme/Box eine Selbstkalibrierung oder ein
Selbsttest durchführt, ist im Prozessabbild das Bit "Calibration in progress" gesetzt. Eine einmal gestartete
Selbstkalibrierung/Selbsttest kann nicht abgebrochen werden. Wenn die Selbstkalibrierung durch „Disable
calibration“ abgeschaltet wurde, kann sie trotzdem durch das Prozessdatenbit „Start calibration“ gestartet
werden.
Selbstkalibrierung
Hinweis
Die Selbstkalibrierung wird erstmalig direkt nach dem Aufstarten der Klemme/Box durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt muss die externe Referenzspannung bereits anliegen. Sollte die
Referenzspannung erst später angelegt werden, muss die Selbstkalibrierung manuell angestoßen werden (Prozessdaten Bit: „Start calibration“). Die Selbstkalibrierung muss nach
jedem Aufstarten mindestens einmalig durchgeführt werden. Die Versorgungsspannung
muss während der Selbstkalibrierung anliegen, da sonst nicht die nötigen Referenzspannungen erzeugt werden können. Wird die Selbstkalibrierung länger oder dauerhaft unterbunden, ist eine geringere Messgenauigkeit zu erwarten.
Nach einer Änderung der Einstellungen im CoE (Bereich x80nn) wird in jedem Fall (auch bei
DisabledCalibration = TRUE) eine Selbstkalibrierung durchgeführt, da die Einstellungen den Messvorgang
beeinflussen. CoE-Einstellungen sind soweit möglich außerhalb des fortlaufenden Messvorgangs zu ändern.
Tarierung
Beim Tarieren wird die Waage unter beliebiger anliegender Belastung "genullt", es wird also eine
Offsetkorrektur durchgeführt. Dies ist zum Brutto/Netto-Ausgleich bei Gütern nötig, die ohne
massebehaftetem Behälter nicht gewogen werden können. Die EL/EP3356 unterstützt 2 Tarierungen, es
empfiehlt sich, einen starken Filter bei der Tarierung einzustellen.
86
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Temporäres Tara
• Der Korrekturwert wird NICHT in der Klemme/Box gespeichert und geht bei Spannungsausfall
verloren. Dazu wird das Kommando "0x0001" auf CoE-Objekt 0xFB00:01 [} 109] ausgeführt (binärer
Dialog im Systemmanager: "01 00"). Dabei wird das Tara Objekt (0x8000:22 [} 112]) so eingestellt,
dass der Anzeigewert 0 ergibt. Hinweis: bei einem Geräteneustart (INIT->OP) wird das Tara nicht
gelöscht. Außerdem kann dieses Tara über das Control-Word ausgeführt werden:
Dauerhaftes Tara
• Der Korrekturwert wird lokal in der Klemme/Box im EEPROM gespeichert und geht bei
Spannungsausfall nicht verloren. Dazu wird das Kommando "0x0002" auf CoE-Objekt 0xFB00:01
[} 109] ausgeführt (binärer Dialog im Systemmanager: "02 00"). Dabei wird das Tara Objekt (0x8000:22
[} 112]) so eingestellt, dass der Anzeigewert 0 ergibt.
Lokale Speicherung
Hinweis
Die beim theoretischen und praktischen Abgleich geänderten Werte werden in einem lokalen EEPROM gespeichert. Dieses kann bis zu 1 Mio. mal beschrieben werden. Um die Lebensdauer des EEPROMs zu verlängern, sollten die Kommandos deshalb nicht zyklisch
ausgeführt werden.
Kommandos
Die vorher besprochenen Funktionen werden über Kommandos im standardisierten Objekt 0xFB00 [} 109]
vorgenommen.
Index
FB00:01
FB00:02
Name
Request
Status
Kommentar
Eingabe des auszuführenden Kommandos
Status des aktuell ausgeführten Kommandos
0: Kommando fehlerfrei ausgeführt
FB00:03
Response
255: Kommando wird ausgeführt
Optionaler Rückgabewert des Kommandos
Um die Ausführung der Kommandos aus der PLC durchzuführen, können die Funktionsbausteine
FB_EcCoESdoWrite und FB_EcCoESdoRead aus der TcEtherCAT.lib (enthalten in der Standard TwinCAT
Installation) genutzt werden.
Kommandos der EL/EP3356
Über den CoE-Eintrag 0xFB00:01 [} 109] können der Klemme/Box folgende Kommandos übergeben werden:
Kommando
0x0101
0x0102
0x0001
0x0002
EP3356-0022
Kommentar
Nullabgleich durchführen
Kalibrierung durchführen
Tarierung durchführen (Wert wird NICHT im EEprom der Klemme/Box gespeichert)
Tarierung durchführen (Wert wird im EEprom der Klemme/Box gespeichert)
Version: 1.0.1
87
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.8
Hinweise zur analogen Spezifikation
Beckhoff IO-Geräte (Klemmen, Boxen) mit analogen Eingängen sind durch eine Reihe technischer
Kenndaten charakterisiert, siehe dazu die Technischen Daten in den jeweiligen Dokumentationen.
Zur korrekten Interpretation dieser Kenndaten werden im Folgenden einige Erläuterungen gegeben.
Messbereichsendwert
Ein IO-Gerät mit analogem Eingang misst über einen nominellen Messbereich, der durch eine obere und
eine untere Schranke (Anfangswert und Endwert) begrenzt wird die meist schon der Gerätebezeichnung
entnommen werden kann.
Der Bereich zwischen beiden Schranken wird Messspanne genannt und entspricht der Formel (Endwert Anfangswert). Entsprechend zu Zeigergeräten ist dies die Messskala (vgl. IEC 61131) oder auch der
Dynamikumfang.
Für analoge IO-Geräte von Beckhoff gilt, dass als Messbereichsendwert (MBE) des jeweiligen Produkts
(auch: Bezugswert) die betragsmäßig größte Schranke gewählt und mit positivem Vorzeichen versehen wird.
Dies gilt für symmetrische und asymmetrische Messspannen.
Abb. 77: Messbereiche
Für die obigen Beispiele bedeutet dies:
• Messbereich 0...10 V: asymmetrisch unipolar, MBE = 10 V, Messspanne = 10 V
• Messbereich 4...20 mA: asymmetrisch unipolar, MBE = 20 mA, Messspanne = 16 mA
• Messbereich -200…1370 °C: asymmetrisch bipolar, MBE = 1370 °C, Messspanne = 1570 °C
• Messbereich -10...+10 V: symmetrisch bipolar, MBE = 10 V, Messspanne = 20 V
Dies gilt entsprechend für analoge Ausgangsklemmen/Ausgangsboxen
± Messfehler [% vom MBE] (auch: Messabweichung)
Der relative Messfehler bezieht sich auf den MBE und wird berechnet als Quotient aus der zahlenmäßig
größten Abweichung vom wahren Wert ("Messfehler") in Bezug auf den MBE.
Der Messfehler hat im Allgemeinen Gültigkeit für den gesamten zulässigen Betriebstemperaturbereich, auch
"Gebrauchsfehlergrenze" genannt und enthält zufällige und systematische Anteile auf das bezogene Gerät
(also "alle" Einflüsse wie Temperatur, Eigenrauschen, Alterung, ...).
Er ist immer als positiv/negativ-Spanne mit ± zu verstehen, auch wenn fallweise ohne ± angegeben.
88
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Die maximale Abweichung kann auch direkt angegeben werden.
Beispiel: Messbereich 0...10 V und Messfehler < ± 0,3 % MBE → maximale Abweichung ± 30 mV im
zulässigen Betriebstemperaturbereich.
Hinweis: da diese Angabe auch die Temperaturdrift beinhaltet, kann bei Sicherstellung einer konstanten
Umgebungstemperatur des Geräts und thermischer Stabilisierung in der Regel nach einem
Anwenderabgleich von einem signifikant geringeren Messfehler ausgegangen werden.
Dies gilt entsprechend für analoge Ausgangsklemmen/Ausgangsboxen.
Typisierung Single Ended / differentiell
Beckhoff unterscheidet analoge Eingänge grundsätzlich in den 2 Typen Single-Ended (SE) und differentiell
(DIFF) und steht hier für den unterschiedlichen elektrischen Anschluss bezüglich der Potenzialdifferenz.
In dieser Abbildung sind ein SE und ein DIFF-Modul als 2-kanalige Variante aufgezeigt, exemplarisch für alle
mehrkanaligen Ausführungen.
Abb. 78: Typisierung Single Ended / differentiell
Hinweis: gestrichelte Linien bedeuten, dass diese Verbindung nicht unbedingt in jedem SE- oder DIFFModul vorhanden sein muss.
Grundsätzlich gilt:
• die analoge Messung erfolgt immer als Spannungsmessung zwischen 2 Potenzialpunkten. Bei einer
Spannungsmessung ist R groß gewählt, um eine hohe Impedanz zu gewährleisten, bei einer
Strommessung ist R als Shunt niedrig gewählt. Ist der Messzweck eine Widerstandsbestimmung,
erfolgt die Betrachtung entsprechend.
◦ dabei sind diese beiden Punkte bei Beckhoff üblicherweise als Input+/SignalPotenzial und Input-/BezugsPotenzial gekennzeichnet.
◦ für die Messung zwischen 2 Potenzialpunkten sind auch 2 Potenziale heranzuführen.
◦ bei den Begrifflichkeiten "1-Leiter-Anschluss" oder "3-Leiter-Anschluss" ist bezüglich der reinen Analog-Messung zu beachten: 3- oder 4-Leiter können zur Sensorversorgung dienen, haben aber mit der eigentlichen Analog-Messung nichts zu tun, diese findet immer zwischen 2
Potenzialen/Leitungen statt. Dies gilt insbesondere auch für SE, auch wenn hier die Benennung suggeriert, dass nur eine Leitung benötigt wird.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
89
Inbetriebnahme/Konfiguration
• es ist im Vorfeld der Begriff der "galvanischen Trennung" klarzustellen. Beckhoff IO-Module verfügen
über 1...8 oder mehr analoge Kanäle; bei Betrachtungen bezüglich des Kanalanschluss ist zu
unterscheiden:
◦ wie sich die Kanäle INNERHALB eines Moduls zueinander stellen oder
◦ wie sich die Kanäle MEHRERER Module zueinander stellen.
Ob die Kanäle zueinander direkt in Verbindung stehen wird u.a. mit der Eigenschaft der galvanischen
Trennung spezifiziert.
• Beckhoff Klemmen/Boxen sind immer mit einer galvanischen Trennung von Feld/Analog-Seite zu Bus/
EtherCAT-Seite ausgerüstet. Wenn 2 analoge Klemmen/Boxen also nicht über die Powerkontakte
miteinander galvanisch verbunden sind, besteht faktisch eine galvanische Trennung zwischen den
Modulen.
• falls Kanäle innerhalb eines Moduls galvanisch getrennt sind oder eine 1-Kanal-Klemme keine
Powerkontakte aufweist, handelt es sich faktisch immer um differentielle Kanäle, siehe dazu auch
folgende Erläuterungen. Differentielle Kanäle sind nicht zwangsläufig galvanisch getrennt.
• analoge Messkanäle unterliegen technischen Grenzen sowohl bezüglich des empfohlenen
bestimmungsgemäßen Betriebsbereichs (Dauerbetrieb) als auch der Zerstörgrenze. Entsprechende
Hinweise in den Klemmendokumentationen/Boxendokumentationen sind zu beachten.
Erläuterung:
• Differentiell
◦ Die differentielle Messung ist das flexibelste Konzept. Beide Anschlusspunkte Input+/SignalPotenzial und Input-/BezugsPotenzial sind vom Anwender im Potenzial im Rahmen der technischen Spezifikation frei wählbar.
◦ Ein differentieller Kanal kann auch als SE betrieben werden, wenn das BezugsPotenzial von
mehreren Sensoren verbunden wird. Dieser Verbindungspunkt kann auch Anlagen-GND sein.
◦ Da ein differentieller Kanal intern symmetrisch aufgebaut ist (siehe vorherige Abbildung) stellt
sich in der Mitte zwischen den beiden zugeführten Potenzialen ein Mittel-Potenzial ein (X), das
gleichbedeutend mit dem internen Ground/Bezugsmasse dieses Kanals ist. Wenn mehrere
DIFF-Kanäle ohne galvanische Trennung in einem Modul verbaut sind, kennzeichnet die technische Eigenschaft "UCM (common mode Spannung)", wie weit die Kanäle in Ihrer Mittenspannung auseinander liegen dürfen.
◦ Die interne Bezugsmasse kann ggf. als Anschlusspunkt an der Klemme/Box zugänglich sein,
um ein definiertes GND-Potenzial in der Klemme/Box zu stabilisieren. Es ist allerdings dann
besonders auf die Qualität dieses Potenzials (Rauschfreiheit, Spannungskonstanz) zu achten.
An diesen GND-Punkt kann auch eine Leitung angeschlossen werden die dafür sorgt, dass bei
der differentiellen Sensorleitung die UCM,max nicht überschritten wird. Sind differentielle Kanäle
nicht galvanisch getrennt, ist i.d.R nur eine UCM,max zulässig. Bei galvanischer Trennung sollte
dieses Limit nicht vorhanden sein und die Kanäle dürfen nur bis zur spezifizierten Trennungsgrenze auseinander liegen.
◦ Differentielle Messung im Kombination mit korrekter Sensorleitungsverlegung hat den besonderen Vorteil, dass Störungen die auf das Sensorkabel wirken (idealerweise sind Hin- und
Rückleitung nebeneinander verlegt, so dass beide Leitungen von Störsignalen gleich getroffen
werden) sehr wenig effektive Auswirkung auf die Messung haben, weil beide Leitungen gemeinsam (= common) im Potenzial verschoben werden - umgangssprachlich: Gleichtaktstörungen wirken auf beide Leitungen gleichzeitig in Amplitude und Phasenlage.
◦ Trotzdem unterliegt die Unterdrückung von Gleichtaktstörungen innerhalb eines Kanals oder
zwischen Kanälen technischen Grenzen, die in den technischen Daten spezifiziert sind.
• Single Ended
◦ Ist die Analog-Schaltung als SE konzipiert, ist die Input-/Bezugsleitung intern fest auf ein bestimmtes nicht änderbares Potenzial gelegt. Dieses Potenzial muss an mindestens einer Stelle
der Klemme/Box von außen zum Anschluss des Bezugspotenzial zugänglich sein, z.B. über
die Powerkontakte.
◦ SE bietet also dem Anwender die Möglichkeit, bei mehreren Kanälen zumindest eine der beiden Sensorleitungen nicht bis zur Klemme/Box zurückführen zu müssen wie bei DIFF, sondern die Bezugsleitung bereits an den Sensoren zusammenzufassen, z.B. im Anlagen-GND.
90
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
◦ Nachteilig dabei ist, dass es über die getrennte Vor- und Rückleitung zu Spannungs/Stromveränderungen kommen kann, die von einem SE-Kanal nicht mehr erfasst werden können, siehe
Gleichtaktstörung. Ein UCM-Effekt kann nicht auftreten da die interne Schaltung der Kanäle eines Moduls ja immer durch Input-/BezugsPotenzial hart miteinander verbunden sind.
Typisierung 2/3/4-Leiter-Anschluss von Stromsensoren
Stromgeber/Sensoren/Feldgeräte (im Folgenden nur „Sensor“ genannt) mit der industriellen 0/4-20 mASchnittstelle haben typisch eine interne Wandlungselektronik von der physikalischen Messgröße
(Temperatur, Strom...) auf den Stromregelausgang. Diese interne Elektronik muss mit Energie (Spannung,
Strom) versorgt werden. Die Zuleitungsart dieser Versorgung trennt die Sensoren somit in
selbstversorgende oder extern versorgte Sensoren:
Selbstversorgende Sensoren
• Die Energie für den Eigenbetrieb bezieht der Sensor über die Sensor/Signal-Leitung + und – selbst.
Damit immer genug Energie für den Eigenbetrieb zur Verfügung steht und eine Drahtbrucherkennung
möglich ist, wurde bei der 4…20 mA-Schnittstelle als untere Grenze 4 mA festgelegt, d.h. minimal lässt
der Sensor 4 mA, maximal 20 mA Strom passieren.
• 2-Leiter-Anschluss, vgl. IEC 60381-1
• Solche Stromgeber stellen i.d.R. eine Stromsenke dar, möchten also als „variable Last“ zwischen +
und – sitzen. Vgl. dazu Angaben des Sensorherstellers.
Sie sind deshalb nach der Beckhoff-Terminologie wie folgt anzuschließen:
• bevorzugt an „single-ended“ Eingänge wenn die +Supply-Anschlüsse der Klemme/Box gleich
mitgenutzt werden sollen - anzuschließen an +Supply und Signal
• sie können aber auch an „differentielle“ Eingänge angeschlossen werden, wenn der Schluss nach
GND dann applikationsseitig selbst hergestellt wird – polrichtig anzuschließen an +Signal und –Signal.
Extern versorgte Sensoren
• 3/4-Leiter-Anschluss, vgl. IEC 60381-1
• die Energie/Betriebsspannung für den Eigenbetrieb bezieht der Sensor aus 2 eigenen
Versorgungsleitungen. Für die Signalübertragung der Stromschleife werden 1 oder 2 weitere
Sensorleitungen verwendet:
1. Sensorleitung: nach der Beckhoff-Terminologie sind solche Sensoren an „single-ended“ Eingänge
anzuschließen in 3 Leitungen mit +/-/Signal und ggf. FE/Schirm
2. Sensorleitungen: Bei Sensoren mit 4-Leiter-Anschluss nach +/-/+Signal/-Signal ist zu prüfen ob der
+Signal mit +Supply oder der –Signal-Anschluss mit –Supply verbunden werden darf.
• Ja: Dann kann entsprechend an einen Beckhoff „single-ended“ Eingang angeschlossen werden.
• Nein: es ist der Beckhoff „differentiell“ Eingang für +Signal und –Signal zu wählen, +Supply und –
Supply sind über extra Leitungen anzuschließen.
Hinweis: fachspezifische Organisationen wie NAMUR fordern einen nutzbaren Messbereich <4 mA/>20 mA
zur Fehlererkennung und Justage, vgl. NAMUR NE043.
Es ist in der Beckhoff Gerätedokumentation einzusehen, ob das jeweilige Gerät solch einen erweiterten
Signalbereich unterstützt.
Generell ist wegen der internen Diode die Polarität/Stromrichtung zu beachten!
EP3356-0022
Version: 1.0.1
91
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 79: 2/3/4-Leiter-Anschluss als Single-Ended- oder Differential-Anschlusstechnik
92
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.9
Spannungsmessung
EL/EP3356 und Sonderversionen
Wenn nicht anders genannt, bezieht sich die Angabe „EL/EP3356“ immer auch auf die
Sonderversionen wie z.B. EL3356-0010 und EP3356-0022.
Hinweis
Die EL/EP3356 bietet prinzipiell eine 2-kanalige Spannungsmessung auf einer Klemme/Box mit 2 sehr
unterschiedlichen Messbereichen von ±25 mV und ±12 V Nennspannung. Durch die beiden gleichzeitig
gemessenen Spannungen kann die Belastung des einen angeschlossenen DMS berechnet werden, die EL/
EP3356 führt diese Berechnung bereits in der Klemme/Box aus und stellt somit eine 1-kanalige Klemme/Box
im Sinne der Lastberechnung dar.
Für die einzelnen Kanäle gilt:
• Kanal 1
◦ Messbereich typ. ca. -13,5 ... 0 ... +13,5 V (entsprechend Prozesswert x80.00.00.00 ... 0 ...
x7F.FF.FF.FF)
◦ Messbereich nominell: -12 ... 0 ... +12 V
◦ max. zulässige Spannung -UD vs. +UD: ±13,5 V
◦ Messfehler < ±0,1 % vom Messbereichsendwert, 50 Hz Filter aktiv
• Kanal 2:
◦ Messbereich typ. ca. -27 ...0 ... +27 mV (entsprechend Prozesswert x80.00.00.00 ... 0 ...
x7F.FF.FF.FF)
◦ Messbereich nominell: -25 ... 0 ... +25 mV
◦ max. zulässige Spannung -Uref vs. +Uref: ±27 V
◦ Messfehler < ±0,1 % vom Messbereichsendwert, 50 Hz Filter aktiv
• im DMS-Betrieb wird durch den angeschlossenen DMS sichergestellt, dass keine unzulässig hohen
Potentialdifferenzen in- und außerhalb der Schaltung entstehen.
In der Standardeinstellung arbeitet die EL/EP3356 als 1-kanalige DMS-Erfassung mit dem Prozessabbild,
durch Ändern der Prozessdaten kann die Klemme/Box auf 2-kanalige Spannungsmessung umgestellt
werden. Siehe dazu die Hinweise zum Prozessabbild [} 96].
Wird die EL/EP3356 nicht als Lastermittlungsklemme/Lastermittlungsbox sondern als 2-kanalige analoge
Eingangsmessklemme/Eingangsmessbox verwendet, ist folgendes zu beachten:
• Die CoE Einstellungen sind zu finden für:
◦ Kanal 1: Objekte unter x8010:xx [} 109]
◦ Kanal 2: Objekte unter x8020:xx [} 109]
◦ die DMS-Objekte unter x8000:xx sind ohne Funktion. Ausnahme: der Averager (x8000:03
[} 112]) ist auch im Spannungsmessbetrieb einsetzbar und für beide Kanäle gleichzeitig gültig.
• Die Selbstkalibrierung ist nicht möglich und sinnvoll.
• Beide analogen Kanäle sind herstellerseitig nicht abgeglichen, da dies für die relative Messung im
DMS-Betrieb nicht erforderlich ist. Dies bedeutet z.B. für Kanal 1 mit nominellem Messbereich ±12 V
bzw. typ. Messbereich ±13,5 V, dass der maximale Messwert x7F.FF.FF.FF bei der einen Klemme/Box
bei z.B. 13,4 V, bei einer anderen bei 13,6 V ausgegeben werden kann. Sollen Klemmen/Boxen für
gleich anliegende Spannungen gleiche Prozesswerte ausgeben und somit austauschbar sein, muss
anwenderseitig durch kanalweise Einstellung im CoE jeder Kanal abgeglichen werden. Dazu können
die Anwenderkalibrierung (CoE x80n0:17 [} 109] [offset], x80n0:18 [} 109] [gain]) oder die
Anwenderskalierung (CoE x80n0:11 [} 109] [offset], x80n0:12 [} 109] [gain]) benutzt werden.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
93
Inbetriebnahme/Konfiguration
Spannungsmessung
Hinweis
94
Im Spannungsmessbetrieb ist die EL3356 in SingleEnded-Beschaltung gegen externes
GND zu beschalten. Außerdem ist der interne GND-Bezug durch den CoE-Schalter SymmetricReferencePotential zu schließen. Bei der EP3356 ist „supply“ nicht nutzbar, da die
Box intern 10 V erzeugt.
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.10
Distributed Clocks Betrieb (nur EL3356-0010 und
EP3356-0022)
Im Distributed Clocks-Betrieb (DC-Betrieb) wird zu jedem Messwert der genaue Zeitstempel aufgenommen
und als zyklisches Prozessdatum an die Steuerung übertragen. Dazu ist
• DC zu aktivieren. Dazu ist im Reiter "DC" die Auswahl „DC-Synchron (input based)“ zu treffen
• das PDO x1A03 in derProzessdatenverwaltung [} 96] ist im SyncManager 3 "Inputs" zu aktivieren
Abb. 80: Aktivierung DC und PDO Timestamp im TwinCAT System Manager
Die EL3356-0010/EP3356-0022 arbeitet freilaufend mit zyklischer aber nicht äquidistanter Erfassung, die
Zeitabstände zwischen 2 Messwerten sind also nicht konstant. Deshalb ist der zum Prozesswert
mitgelieferte 64-Bit-Zeitstempel anwenderseitig auszuwerten.
Um eine Verfälschung der Messergebnisse durch vorgeschaltete Filter zu unterbinden, wird in dieser
Betriebsart sowohl der Software-Filter als auch der Averager deaktiviert. Die Messung/Berechnung und
Bereitstellung des Messwertes im Prozessdatum erfolgt deshalb mit der dem Modus entsprechenden
Wandlungsrate:
• EL3356: 10,5 kSps
• EL3356-0010/EP3356-0022: 10,5 oder 105,5 kSps
Die minimale zulässige EtherCAT Zykluszeit beträgt für die EL3356-0010/EP3356-0022 mit und ohne DCBetrieb 100 µs.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
95
Inbetriebnahme/Konfiguration
Zeitstempel
Zum Zeitpunkt wann der eigentliche Zeitstempel gewonnen wird, siehe die Hinweise zur Latenz [} 71].
6.11
Prozessdaten
In diesem Kapitel werden die einzelnen PDOs mit ihrem Inhalt vorgestellt. Ein PDO (Prozess-Daten-Objekt)
ist eine Einheit an zyklisch übertragenen Prozesswerten. So eine Einheit kann eine einzelne Variable (z.B.
das Gewicht als 32-Bit-Wert) oder eine Gruppe/Struktur von Variablen sein. Die einzelnen PDOs lassen sich
im TwinCAT System Manager einzeln aktivieren bzw. deaktivieren. Dazu dient der Reiter
"Prozessdaten" (nur sichtbar wenn links die Klemme/Box ausgewählt ist). Eine Änderung der
Prozessdatenzusammenstellung im TwinCAT System Manager wird erst nach Neustart des EtherCATSystems wirksam.
Die EL/EP3356 kann in 2 Grundbetriebsarten benutzt werden
• 1-kanalige DMS-Auswertung (Dehnmessstreifen, Wägebalken, Load Cell). Hierbei werden intern beide
analogen Eingangsspannungen gemessen, nach den klemmeninternen/boxeninternen Einstellungen
lokal verrechnet und der resultierende Lastwert als zyklischer Prozesswert an die Steuerung
ausgegeben. Die Klemme/Box ist als 1-kanalige Klemme/Box zu betrachten. Der Lastwert kann in
Ganzzahl/Integer oder als Float/Real-Darstellung ausgegeben werden.
• 2-kanalige Spannungsmessung. Beide analogen Eingangsspannungen werden direkt als
Prozesswerte ausgegeben, es findet keine Lastberechnung statt. Für jeden Kanal kann der Wert und
die Statusinformationen ausgegeben werden.
Über die Auswahl der Prozessdaten (PDO) wird die Grundbetriebsart der Klemme EL3356/ Box EP3356
bestimmt.
EL/EP3356 und Sonderversionen
EL3356, EL3356-0010 und EP3356-0022 verfügen über dieselben Prozessdatenobjekte
außer: - EL3356: keine Modus-Umschaltung im ControlWord
Hinweis
Prozessdatenauswahl
Die Prozessdaten der EL/EP3356 werden im TwinCAT Systemmanager eingerichtet. Die einzelnen PDOs
lassen sich einzeln aktivieren bzw. deaktivieren. Dazu dient der Reiter "Prozessdaten" (nur sichtbar wenn
links die Klemme/Box ausgewählt ist).
96
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 81: EP3356 Prozessdatenauswahl im TwinCAT Systemmanager
Wenn im Systemmanager die Klemme/Box ausgewählt ist (A) zeigt der Reiter Prozessdaten (B) die PDOAuswahl. Es können die beiden SyncManager der Eingänge/Inputs (SM3) und Ausgänge/Outputs (SM2) (C)
verändert werden. Wird einer der beiden angeklickt, erscheint darunter die für diesen SyncManager
möglichen PDO (D). Bereits aktivierte PDO haben vorne ein Häkchen, die Aktivierung geschieht durch
Anklicken.
Die dann zum Gerät gehörigen Prozessdaten sind darunter aufgelistet (G). Damit die einzelnen
Bitbedeutungen z.B. im Status-Wort Status sichtbar und einzeln verlinkbar sind (G), muss im
Systemmanager ShowSubVariablen aktiviert werden (F). An welcher Bitposition die SubVariablen im Statusoder Control-Word Ctrl) sind, ist auch aus der Adressübersicht (H) oder den nachfolgenden Angaben zu
entnehmen.
Predefined PDO Assignment
Um die Konfiguration zu vereinfachen sind in der Gerätebeschreibung typische Konfigurationskombinationen
aus Prozessdaten hinterlegt. In der Prozessdatenübersicht können die vordefinierten Zusammenstellungen
ausgewählt werden. Daher steht die Funktion nur zur Verfügung, wenn die ESI/XML-Dateien auf dem
System hinterlegt sind (zum Download auf der Beckhoff Webseite).
EP3356-0022
Version: 1.0.1
97
Inbetriebnahme/Konfiguration
Folgende Kombinationen sind möglich (siehe auch vorherige Abbildung, E):
• Standard (INT32): [Default-Einstellung] Lastberechnung; 32-Bit Integer-Lastwert als Endwert
entsprechend der Rechenvorgaben im CoE, keine weitere Umrechnung in der PLC mehr nötig
• Standard (REAL): Lastberechnung; 32-Bit Fließkomma-Lastwert als Endwert entsprechend der
Rechenvorgaben im CoE, keine weitere Umrechnung in der PLC mehr nötig
• 2x AnalogIn (Standard): 2-kanalige Spannungsmessung, 32-Bit Integer-Spannungswert mit
Zusatzinformationen (Underrange, Overrange, Error, TxPdoToggle)
• 2x AnalogIn (Compact): 2-kanalige Spannungsmessung, nur 32-Bit Integer-Spannungswert
Default Prozessabbild
Das Default-Prozessabbild ist Standard (INT32).
Abb. 82: Default-Prozessabbild EP3356-0022
Hinweis EL3356: ohne Umschaltung SampleMode im Ctrl-Word
98
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Funktion der Variablen
Variable: Status
Bedeutung: Das Status-Wort (SW) befindet sich im Eingangsprozessabbild und wird von der Klemme/Box
zur Steuerung übertragen.
Bit
SW. SW. SW. SW.1 SW. SW. SW. SW. SW.
15
14
13
2
11
10
9
8
7
Na- TxPd
Sync
- Stea- Calime
o
Error
dy bratiTogState on in
gle
progress
Be- TogSynRu- Kalideu- gelt
chroheer- briertung 0→1nisieken- vor>0
rungsnung
gang
bei
fehler
[} 81] [} 84]
jeläuft
dem
aktualisierten
Datensatz
SW. SW. SW. SW. SW. SW. SW.
6
5
4
3
2
1
0
Error
Data
- Over- invaranlid
ge
Sammelanzeige
der
Fehler
-
-
Eingang
sdaten
sind
ungültig
-
Messbereich
überschritten
-
Variable: Value
Bedeutung: Berechneter 32-Bit DINT Lastwert in Einheit [1], mit Vorzeichen
Variable: Value (Real)
Bedeutung: Berechneter 32-Bit Festkomma-REAL Lastwert mit Mantisse und Exponent in Einheit [1]. Das
Format entspricht dem REAL aus der IEC 61131-3, die wiederum beim REAL Format auf die IEC 559
verweist. Dort ist eine REAL Zahl (einfache Genauigkeit) wie folgt definiert (siehe dazu auch Beckhoff
InfoSys: TwinCAT PLC Control: Standard Data Types). Diese 32-Bit-Variable kann nach IEC 61131 direkt mit
einer FLOAT-Variable der PLC verlinkt werden.
Bitposition (von links)
1
8
Funktion
Vorzeichen
Exponent
23 (+1 „hidden bit“, siehe
IE559)
Mantisse
Variable: WcState
Bedeutung: Zyklische Diagnosevariable; "0" zeigt ordnungsgemäße Datenübertragung an
Variable: Status
Bedeutung: State des EtherCAT Gerätes; State.3 = TRUE zeigt ordnungsgemäßen Betrieb in OP an
Variable: AdsAddr
Bedeutung: AmsNet-Adresse des EtherCAT Gerätes aus AmsNetId (hier: 192.168.0.20.5.1) und Port (hier:
1003)
EP3356-0022
Version: 1.0.1
99
Inbetriebnahme/Konfiguration
Variable: Ctrl
Bedeutung: Das Control-Wort (CW) befindet sich im Ausgangsprozessabbild und wird von der Steuerung
zur Klemme/Box übertragen.
Bit
CW. CW. CW. CW. CW. CW. CW. CW. CW. CW. CW. CW. CW. CW.
15
14 13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
Name
Tara Sam- Input
ple FreeMode ze
Bede
utun
g
CW. CW.
1
0
Disa- Start
ble CaliCali- bratibrati- on
on
Star- Um- Stop Schal- Startet schal- pt die tet
tet
Tara tung Mes- die um[} 107 Mo- sung auto- gedus [} 81] mati- hend
]
sche die
[} 71]
Selbs Selbs
(nur
tkali- tkaliEL33
brie- brie56-0
010
rung rung
und
[} 84] [} 84]
EP33
ab
56-0
022)
-
Zur Zerlegung der Status- und Ctrl-Variable siehe auch das Beispielprogramm [} 120].
Varianten (Predefined PDO)
Festkomma-Darstellung der Last
Die Anzeige des Lastwertes kann auch schon in der Klemme/Box in eine Kommadarstellung umgerechnet
werden. Dazu sind die Eingangs-PDO wie folgt zu ändern:
Abb. 83: Lastwert in Festkomma-Darstellung
Variable: Value (Real)
Bedeutung: berechneter 32-Bit Festkomma-REAL Lastwert mit Mantisse und Exponent in Einheit [1]. Das
Format entspricht dem REAL aus der IEC 61131-3, die wiederum beim REAL Format auf die IEC 559
verweist. Dort ist eine REAL Zahl (einfache Genauigkeit) wie folgt definiert (siehe dazu auch Beckhoff
InfoSys: TwinCAT PLC Control: Standard Data Types). Diese 32-Bit-Variable kann nach IEC 61131 direkt mit
einer FLOAT-Variable der PLC verlinkt werden.
100
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Bitposition (von
links)
Funktionen
1
8
Vorzeichen
Exponent
23 (+1 „hidden bit“, siehe
IEC 559)
Mantisse
Spannungsmessung
Die EL/EP3356 kann auch als 2-kanalige analoge Eingangsklemme/Eingangsbox zur Spannungsmessung
verwendet werden, siehe Hinweise [} 93].
Abb. 84: Spannungsmessung
Variable
Underrange
Overrange
Error
TyPdo Toggle
Value
Bedeutung
Messbereich unterschritten
Messbereich überschritten
Sammelanzeige der Fehler
Toggelt 0 → 1 → 0 bei jedem aktualisierten
Datensatz
Rechtsbündiger Spannungswert über den jeweiligen
Messbereich (Wertebereich x80.00.00.00…0…
x7F.FF.FF.FF)
Kanal 1: Versorgungsspannung
Kanal 2: Brückenspannung
EP3356-0022
Version: 1.0.1
101
Inbetriebnahme/Konfiguration
Distributed Clocks
Im DC-Betrieb (Distributed Clocks) muss das Prozessdatum x1A03 Timestamp aktiviert werden.
Im DC-Betrieb werden bei den Prozessdaten außerdem die Variablen DcOutputShift und DcInputShift
eingeblendet. Diese werden einmalig beim Aktivieren der Konfiguration auf Basis der eingestellten EtherCAT
Zykluszeit (zugeordnete Task beachten!) und DC-ShiftZeiten aus den EtherCAT-Master-Einstellungen in der
Einheit [ns] berechnet. In der Betriebsart InputBased gibt DcInputShift an, um wie viele Nanosekunden [ns]
vor oder nach dem globalen Sync die Klemme/Box Ihre Prozessdaten ermittelt. Weitere Informationen dazu
siehe die EtherCAT Systembeschreibung.
Da die EL3356-0010/EP3356-0022 nicht DC-getriggert arbeitet sondern selbst den Timestamp ermittelt, sind
diese Werte bei der EL3356-0010/EP3356-0022 ohne Bedeutung.
102
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Sync Manager (SM)
PDO-Zuordnung
Inputs: SM3, PDO-Zuordnung 0x1C13
EP3356-0022
Version: 1.0.1
103
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index
0x1A00 (default)
Index ausgeschlos- Größe (Byte.Bit)
sener PDOs
2.0
Name
PDO Inhalt
RMB Status
(Resistor
Measurement
Bridge)
Index 0x6000:02
[} 110] - Overrange
Index 0x6000:04
[} 110] - Data invalid
Index 0x6000:07
[} 110] - Error
Index 0x6000:08
[} 110] - Calibration
in progress
Index 0x6000:09
[} 110] - Steady
State
Index 0x1C32:20
[} 106] - Sync Error
Index 0x1800:09
[} 106] - TxPdo
Toggle
0x1A01 (default)
0x1A02
4.0
RMB Value (INT 32) Index 0x6000:11
[} 110] - Value
4.0
RMB Value (Real)
Index 0x6000:12
[} 110] - Value
8.0
RMB Timestamp
Index 0x6000:13
[} 110] - Value
6.0
AI Standard Channel Index 0x6010:01
1 (Analog Input)
[} 110] - Underrange
0x1A04
0x1A05
0x1A06
0x1A02
0x1A07
0x1A01
0x1A04
0x1A05
0x1A06
0x1A03
0x1A07
0x1A04
0x1A05
0x1A06
0x1A04
0x1A07
0x1A00
0x1A01
0x1A02
Index 0x6010:02
[} 110] - Overrange
0x1A03
0x1A05
Index 0x6010:07
[} 110] - Error
Index 0x6010:10
[} 110] - TxPdo
Toggle
Index 0x6010:11
[} 110] - Value
104
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index
0x1A05
Index ausgeschlos- Größe (Byte.Bit)
sener PDOs
0x1A00
4.0
0x1A01
Name
PDO Inhalt
AI Standard Channel Index 0x6010:11
1 (Analog Input)
[} 110] - Value
0x1A02
0x1A03
0x1A06
0x1A04
0x1A00
6.0
AI Standard Channel Index 0x6020:01
2 (Analog Input)
[} 110] - Underrange
0x1A01
0x1A02
Index 0x6020:02
[} 110] - Overrange
0x1A03
0x1A07
Index 0x6020:07
[} 110] - Error
Index 0x6020:10
[} 110] - TxPdo
Toggle
Index 0x6020:11
[} 110] - Value
0x1A07
0x1A00
4.0
AI Standard Channel Index 0x6020:11
2 (Analog Input)
[} 110] - Value
0x1A01
0x1A02
0x1A03
0x1A06
Outputs: SM2, PDO-Zuordnung 0x1C12
Index
0x1600 (default)
Index ausgeschlos- Größe (Byte.Bit)
sener PDOs
2.0
Name
PDO Inhalt
RMB Control
(Resistor
Measurement
bridge)
Index 0x7000:01
[} 111] - Start
calibration
Index 0x7000:02
[} 111] - Disable
calibration
Index 0x7000:03
[} 111] - Input freeze
Index 0x7000:04
[} 111] - Sample
Mode (nur
EL3356-0010/
EP3356-0022)
Index 0x7000:05
[} 111] - Tara
EP3356-0022
Version: 1.0.1
105
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.12
CoE - Objektbeschreibung und Parametrierung
EtherCAT XML Device Description
Hinweis
Die Darstellung entspricht der Anzeige der CoE-Objekte aus der EtherCAT XML Device
Description. Es wird empfohlen, die entsprechend aktuellste XML-Datei im Download-Bereich auf der Beckhoff Website herunterzuladen und entsprechend der Installationsanweisungen zu installieren.
Parametrierung über das CoE-Verzeichnis (CAN over EtherCAT)
Hinweis
Die Parametrierung der Klemme/Box wird über den CoE-Online Reiter (mit Doppelklick auf
das entsprechende Objekt) bzw. über den Prozessdatenreiter (Zuordnung der PDOs) Vorgenommen. Beachten Sie bei Verwendung/Manipulation der CoE-Parameter die allgemeinen CoE-Hinweise: - StartUp-Liste führen für den Austauschfall. – Unterscheidung zwischen Online/Offline Dictionary, Vorhandensein aktueller XML-Beschreibung. – „CoE-Reload“ zum Zurücksetzen der Veränderungen
Index 1011 Restore default parameters
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1011:0
Restore default parameters [} 125]
Herstellen der Defaulteinstellungen
UINT8
RO
0x01 (1dez)
1011:01
SubIndex 001
Wenn Die dieses Objekt im Set Value Dialog auf
UINT32
„0x64616F6C“ setzen, werden alle Backup Objekte wieder in den Auslieferungszustand gesetzt.
RW
0x00000000
(0dez)
106
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index 8000 RMB Settings
EP3356-0022
Version: 1.0.1
107
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags Default
8000:0
RMB Settings
Max. Subindex
UINT8
RO
0x32 (50dez)
8000:01
Mode0 enable filter
BOOLEAN
RW
0x01 (1dez)
8000:02
Mode1 enable filter
(Nur EL3356-0010/
EP3356-0022)
0: Keine Filter aktiv. Die Klemme/Box arbeitet Zyklussynchron
BOOLEAN
RW
0x01 (1dez)
1: Die in Subindex 8000:11 [} 107] bzw. 8000:12 [} 107] gewählten Filtereinstellungen sind aktiv.
8000:03
Mode0 enable avera- Hardware Mittelwertfilter aktivieren
ger
BOOLEAN
RW
0x01 (1dez)
8000:04
Mode1 enable averager (Nur
EL3356-0010/
EP3356-0022)
BOOLEAN
RW
0x01 (1dez)
8000:05
Symmetric reference
potential
Symmetrische Messung [} 71] einschalten
BOOLEAN
RW
0x01 (1dez)
8000:11
Mode0 filter settings
RW
0x0000 (0dez)
Mode1 filter settings
(Nur EL3356-0010/
EP3356-0022)
0: FIR 50 Hz
1: FIR 60 Hz
2: IIR 1
3: IIR 2
4: IIR 3
5: IIR 4
6: IIR 5
7: IIR 6
8: IIR 7
9: IIR 8
10: Dynamic IIR
11: PDO Filter frequency
siehe Filter [} 71]
UINT16
8000:12
UINT16
RW
0x0000 (0dez)
8000:13
Dynamic filter change Abtastrate für die dynamische Filterumschaltung.
time
Skalierung in 0.01 ms (100 = 1 s)
UINT16
RW
0x000A (10dez)
REAL32
RW
0x41A00000
(1101004800dez) =
20.0
(nur wenn die Filter eingeschaltet sind und als Filter [} 71]
"dynamic IIR" gewählt ist)
8000:14
Dynamic filter delta
Grenzwert für die dynamische Filterumschaltung.
(nur wenn die Filter eingeschaltet sind und als Filter [} 71]
"dynamic IIR" gewählt ist)
8000:21
Gain
Skalierfaktor
REAL32
RW
0x3F800000
(1065353216dez)
= 1.0
8000:22
Tara
Offset des Prozessdatenwertes
REAL32
RW
0x00000000 (0dez)
= 0.0
8000:23
Rated output
Nennkennwert des Sensorelementes in mV/V
REAL32
RW
0x40000000
(1073741824dez)
= 2.0
8000:24
Nominal load
Nennlast des Kraftaufnehmers/Wägezelle/ect. (z.B. in kg
oder N oder ..)
REAL32
RW
0x40A00000
(1084227584dez) =
5.0
8000:25
Zero balance
Nullpunkt-Offset in mV/V
REAL32
RW
0x00000000 (0dez)
= 0.0
8000:26
Gravity of earth
Aktuelle Erdbeschleunigung (default 9.806650)
REAL32
RW
0x411CE80A
(1092413450dez) =
9.806650
8000:27
Scale factor
Über diesen Faktor kann das Prozessdatum umskaliert
werden. Um z.B. die Anzeige von kg in g zu ändern, kann
hier der Faktor 1000 eingetragen werden.
REAL32
RW
0x447A0000
(1148846080dez) =
1000.0
8000:28
Reference load
Referenzgewicht für manuelles Kalibrieren
REAL32
RW
0x40A00000
(1084227584dez) =
5.0
8000:29
Steady state window
Zeitkonstante für das "Steady state" Bit (dient zur Ruheerkennung [} 81])
UINT16
RW
0x03E8 (1000dez)
8000:2A
Steady state tolerance
Toleranzfenster für das "Steady state" Bit
UINT32
RW
0x00000005 (5dez)
8000:31
Calibration interval
Kalibrierintervall für die automatische Kalibrierung der
Klemme/Box.
UINT16
RW
0x0708 (1800dez)
Die Einheit ist 100 ms.
Der kleinstmögliche Wert ist 5. (500 ms) Ein Wert von 0
schaltet die automatische Selbstkalibrierung aus. Dies ist
auch über das Prozessdaten-Bit "Disable calibration" möglich.
108
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags Default
8000:32
Test interval
Dieses Register beinhaltet das Prüfintervall für den zyklischen Selbsttest der Klemme/Box. Dieses Intervall ist immer ein vielfaches (Default: 10dez) des Kalibrierintervalls
(8000:31). Somit ergibt sich im Auslieferungszustand ein
Prüfintervall von 10 x 180 s = 1800 s.
UINT16
RW
0x000A (10dez)
Über das Prozessdaten-Bit "Disable calibration" kann der
Selbsttest unterbunden werden.
Index 8010, 8020 AI Settings
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
80n0:0
AI Settings
Max. Subindex
UINT8
RO
0x18 (24dez)
80n0:01
Enable user scale
Die Anwender Skalierung ist aktiv.
BOOLEAN
RW
0x00 (0dez)
80n0:06
Enable filter
Filter aktivieren
BOOLEAN
RW
0x01 (1dez)
80n0:0A
Enable user calibra- Freigabe des Anwender Abgleichs
tion
BOOLEAN
RW
0x00 (0dez)
80n0:0B
Enable vendor calibration
Freigabe des Hersteller Abgleichs
BOOLEAN
RW
0x01 (1dez)
80n0:11
User scale offset
Offset der Anwenderskalierung
INT32
RW
0x00000000
(0dez)
80n0:12
User scale gain
Gain der Anwenderskalierung.
Der Gain besitzt eine Festkommadarstellung mit
dem Faktor 2-16 .
Der Wert 1 entspricht 65535dez (0x00010000hex)
und wird auf +/- 0x7FFFF begrenzt
INT32
RW
0x00010000
(65536dez)
80n0:15
Filter settings
Dieses Objekt bestimmt die digitalen Filtereinstel- UINT16
lungen, wenn es über Enable filter (Index 80n0:06
[} 109]) aktiv ist.
Die möglichen Einstellungen sind fortlaufend
nummeriert.
RW
0x0000 (0dez)
0: 50 Hz FIR
1: 60 Hz FIR
2: IIR 1
3: IIR 2
4: IIR 3
5: IIR 4
6: IIR 5
7: IIR 6
8: IIR 7
9: IIR 8
80n0:17
User calibration off- Anwender Offset Abgleich
set
INT32
RW
0x00000000
(0dez)
80n0:18
User calibration gain Anwender Gain Abgleich
INT16
RW
0x4000
(16384dez)
Kommando-Objekt, Index FB00 RMB Command
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
FB00:0
RMB Command
Max. Subindex
UINT8
RO
0x03 (3dez)
FB00:01
Request
Über das Request-Objekt können Kommandos an OCTETdie Klemme/Box abgesetzt werden.
STRING[2]
RW
{0}
UINT8
RO
0x00 (0dez)
OCTETSTRING[4]
RO
{0}
Befehl:
- 0x0101: Nullabgleich
- 0x0102: Kalibrierung
- 0x0001 Tarierung
- 0x0002 Tarierung (Daten werden im EEProm
gespeichert)
s. Kommandos [} 71]
FB00:02
Status
Status des aktuell ausgeführten Kommandos
0: Kommando fehlerfrei ausgeführt
255: Kommando wird ausgeführt
FB00:03
Response
EP3356-0022
Optionaler Rückgabewert des Kommandos
Version: 1.0.1
109
Inbetriebnahme/Konfiguration
Eingangsdaten, Index 6000 RMB Inputs
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
6000:0
RMB Inputs
Max. Subindex
UINT8
RO
0x13 (19dez)
6000:02
Overrange
Der Messwert hat seinen Endwert erreicht
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
6000:04
Data invalid
Die angezeigten Prozessdaten sind ungültig. z.B. BOOLEAN
während der Kalibrierung.
RO
0x00 (0dez)
6000:07
Error
Es ist ein Fehler aufgetreten.
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
6000:08
Calibration in progress
Die Kalibrierung läuft. Die Prozessdaten zeigen
den letzten gültigen Messwert an.
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
6000:09
Steady state
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
6000:0E
Sync error
Das Sync Error Bit wird nur für den Distributed
BOOLEAN
Clocks Mode benötigt und zeigt an, ob in dem abgelaufenen Zyklus ein Synchronisierungsfehler
aufgetreten ist.
RO
0x00 (0dez)
6000:10
TxPDO Toggle
Der TxPDO Toggle wird vom Slave getoggelt,
wenn die Daten der zugehörigen TxPDO aktualisiert wurden.
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
6000:11
Value
Messwert als 32 Bit signed Integer
INT32
RO
0x61746144
(1635017028dez
)
6000:12
Value (Real)
Messwert als Real
REAL32
RO
0x00000000
(0dez)
6000:13
Timestamp
Timestamp des aktuellen Messwertes. (Nur
EL3356-0010/EP3356-0022 im DC-Betrieb)
UINT64
RO
Eingangsdaten Index 6010, 6020 AI Inputs
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
60n0:0
AI Inputs
Max. Subindex
UINT8
RO
0x11 (17dez)
60n0:01
Underrange
Messbereich unterschritten.
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
60n0:02
Overrange
Messbereich überschritten.
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
60n0:07
Error
Es ist ein Fehler aufgetreten.
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
- Over- / Underrange Udif
- Over- / Underrange Uref
- die externe Uref ist zu klein (zwischen -1 V und
+1 V)
- Data invalid
60n0:10
TxPDO Toggle
Der TxPDO Toggle wird vom Slave getoggelt,
wenn die Daten der zugehörigen TxPDO aktualisiert wurden.
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
60n0:11
Value
32 Bit Messwert
INT32
RO
0x00000000
(0dez)
110
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Ausgangsdaten, Index 7000 RMB Outputs
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
7000:0
RMB Outputs
Max. Subindex
UINT8
RO
0x05 (5dez)
7000:01
Start calibration
Mit einer steigenden Flanke kann die Kalibrierung BOOLEAN
manuell gestartet werden. Somit kann verhindert
werden, dass die Kalibrierung zu einem ungünstigen Zeitpunkt automatisch gestartet wird.
RO
0x00 (0dez)
7000:02
Disable calibration
0: Die automatische Kalibrierung ist aktiv.
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
1: Die automatische Kalibrierung ist abgeschaltet.
7000:03
Input freeze
Die Prozessdaten und die digitalen Filter werden
eingefroren.
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
7000:04
Sample mode
Auswahl des Aufnahmemodus:
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
0: 10,5 kHz High precision
1: 105 kHz Low latency
7000:05
Tara
Mit einer steigenden Flanke kann das Prozessda- BOOLEAN
tum auf 0 gesetzt werden. Der Tara-Wert wird
nicht im EEProm gespeichert und steht somit
nach einem Reset der Klemme/Box nicht mehr
zur Verfügung.
RO
0x00 (0dez)
7000:11
Filter frequency
Filterfrequenz des variablen PDO-Filters in 0,1
Hz. siehe Filter [} 71]
UINT16
RO
0x00 (0dez)
Wertebereich: 1 ... 2000 (entspricht 0,1 ... 200 Hz)
Bei einem Wert von 0 bzw. größer 2000, verhält
sich das Filter wie ein 50 Hz FIR Filter
Informations-/Diagnostikdaten, Index 801E, 802E AI Internal data
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
801E:0
AI Internal data
Max. Subindex
UINT8
RO
0x01 (1dez)
801E:01
ADC raw value 1
ADC Rohwert
INT32
RO
0x00000000
(0dez)
Index 9000 RMB Info data
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
9000:0
RMB Info data
Max. Subindex
UINT8
RO
0x11 (17dez)
9000:11
mV/V
Aktueller mV/V Wert
REAL32
RO
0x00000000
(0dez)
Index A000 RMB Diag data
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
A000:0
RMB Diag data
Max. Subindex
UINT8
RO
0x18 (24dez)
A000:11
No internal referecn- Keine interne Referenzspannung am ADC-Eince supply
gangs (URef Kanal)
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
A000:12
No internal referecn- Keine interne Referenzspannung am ADC-Eince bridge
gangs (UDif Kanal)
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
A000:13
No external reference supply
Die externe Referenzspannung ist kleiner ±1V
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
A000:15
Overrange bridge
Messbereichsüberschreitung im Brückenzweig
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
A000:16
Underrange bridge
Messbereichsunterschreitung im Brückenzweig
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
A000:17
Overrange supply
Messbereichsüberschreitung der Referenzspannung
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
A000:18
Underrange supply
Messbereichsunterschreitung der Referenzspannung
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
EP3356-0022
Version: 1.0.1
111
Inbetriebnahme/Konfiguration
Hersteller-Konfigurationsdaten, Index 801F, 802F AI Vendor data
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
801F:0
AI Vendor data
Max. Subindex
UINT8
RO
0x02 (2dez)
801F:01
Calibration offset
Offset (Herstellerabgleich)
INT32
RW
0x01E10000
(31522816dez)
801F:02
Calibration gain
Gain (Herstellerabgleich)
INT16
RW
0x4000
(16384dez)
Datentyp
Standardobjekte, Index 1000 Device type
Index
Name
Bedeutung
Flags
Default
1000:0
Device type
Geräte-Typ des EtherCAT-Slaves: Das Lo-Word UINT32
enthält das verwendete CoE Profil (5001). Das HiWord enthält das Modul Profil entsprechend des
Modular Device Profile.
RO
0x01681389
(23597961dez)
Index 1008 Device name
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1008:0
Device name
Geräte-Name des EtherCAT-Slave
STRING
RO
EL3356 /
EP3356
Index 1009 Hardware version
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1009:0
Hardware version
Hardware-Version des EtherCAT-Slaves
STRING
RO
00
Index 100A Software version
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
100A:0
Software version
Firmware-Version des EtherCAT-Slaves
STRING
RO
01
Index 1018 Identity
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1018:0
Identity
Informationen, um den Slave zu identifizieren
UINT8
RO
0x04 (4dez)
1018:01
Vendor ID
Hersteller-ID des EtherCAT-Slaves
UINT32
RO
0x00000002
(2dez)
1018:02
Product code
Produkt-Code des EtherCAT-Slaves
UINT32
RO
0x0D1C3052
(219951186dez)
1018:03
Revision
Revisionsnummer des EtherCAT-Slaves, das
UINT32
Low-Word (Bit 0-15) kennzeichnet die Sonderklemmennummer/Sonderboxennummer, das
High-Word (Bit 16-31) verweist auf die Gerätebeschreibung
RO
0x00100000
(1048576dez)
1018:04
Serial number
Seriennummer des EtherCAT-Slaves, das LowUINT32
Byte (Bit 0-7) des Low-Words enthält das Produktionsjahr, das High-Byte (Bit 8-15) des Low-Words
enthält die Produktionswoche, das High-Word (Bit
16-31) ist 0
RO
0x00000000
(0dez)
Index 10F0 Backup parameter handling
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
10F0:0
Backup parameter
handling
Informationen zum standardisierten Laden und
Speichern der Backup Entries
UINT8
RO
0x01 (1dez)
10F0:01
Checksum
Checksumme über alle Backup-Entries des Ether- UINT32
CAT-Slaves
RO
0x00000000
(0dez)
112
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index 1600 RMB RxPDO-Map Control
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1600:0
RMB RxPDO-Map
Control
PDO Mapping RxPDO-Map control
UINT8
RO
0x07 (7dez)
1600:01
Subindex 001
1. PDO Mapping entry (object 0x7000 (RMB outputs), entry 0x01 (Start calibration))
OCTETSTRING[10]
RO
0x7000:01, 1
1600:02
Subindex 002
2. PDO Mapping entry (object 0x7000 (RMB outputs), entry 0x02 (Disable calibration))
OCTETSTRING[10]
RO
0x7000:02, 1
1600:03
Subindex 003
3. PDO Mapping entry (object 0x7000 (RMB outputs), entry 0x03 (Input freeze))
OCTETSTRING[10]
RO
0x7000:03, 1
1600:04
Subindex 004
4. PDO Mapping entry (4 bits align)
OCTETSTRING[10]
RO
0x0000:00, 1
1600:05
Subindex 005
5. PDO Mapping entry (object 0x7000 (RMB outputs), entry 0x05 (Tara))
OCTETSTRING[10]
RO
0x7000:05, 1
1600:06
Subindex 006
6. PDO Mapping entry (3 bits align)
OCTETSTRING[10]
RO
0x0000:00, 3
1600:07
Subindex 007
7. PDO Mapping entry (8 bits align)
OCTETSTRING[10]
RO
0x0000:00, 8
Index 1601 RMB RxPDO-Map-Filter frequency
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1601:0
RMB RxPDO-Map
Filter frequency
PDO Mapping RxPDO-Map Filter frequency
UINT8
RO
0x01 (1dez)
1601:01
Subindex 001
1. PDO Mapping entry (object 0x7000 (RMB ouputs), entry 0x11 (Start calibration))
OCTETSTRING[10]
RO
0x7000:11, 16
Index 1800 RMB TxPDO-Par Status
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1800:0
RMB TxPDO-Par
Status
PDO Parameter TxPDO 1
UINT8
RO
0x06 (6dez)
1800:06
Exclude TxPDOs
Hier sind die TxPDOs (Index der TxPDO Mapping OCTETObjekte) angegeben, die nicht zusammen mit
STRING[10]
TxPDO 1 übertragen werden dürfen
RO
04 1A 05 1A 06
1A 07 1A 00 00
Index 1801 RMB TxPDO-Par Value (INT 32)
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1801:0
RMB TxPDO-Par
Value (INT32)
PDO Parameter TxPDO 2
UINT8
RO
0x06 (6dez)
1801:06
Exclude TxPDOs
Hier sind die TxPDOs (Index der TxPDO Mapping OCTETObjekte) angegeben, die nicht zusammen mit
STRING[10]
TxPDO 2 übertragen werden dürfen
RO
02 1A 04 1A 05
1A 06 1A 07 1A
Index 1802 RMB TxPDO-Par Value (Real)
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1802:0
RMB TxPDO-Par
Value (Real)
PDO Parameter TxPDO 3
UINT8
RO
0x06 (6dez)
1802:06
Exclude TxPDOs
Hier sind die TxPDOs (Index der TxPDO Mapping OCTETObjekte) angegeben, die nicht zusammen mit
STRING[10]
TxPDO 3 übertragen werden dürfen
RO
01 1A 04 1A 05
1A 06 1A 07 1A
Datentyp
Flags
Default
UINT8
RO
0x06 (6dez)
RO
04 1A 05 1A 06
1A 07 1A 00 00
Index 1803 RMB TxPDO-Par Timestamp
Index
Name
1803:0
RMB TxPDO-Par Ti- PDO Parameter TxPDO 4
mestamp
1803:06
Exclude TxPDOs
EP3356-0022
Bedeutung
Hier sind die TxPDOs (Index der TxPDO Mapping OCTETObjekte) angegeben, die nicht zusammen mit
STRING[10]
TxPDO 4 übertragen werden dürfen
Version: 1.0.1
113
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index 1804 AI TxPDO-Par Standard Ch. 1
Index
Name
1804:0
AI TxPDO-Par Stan- PDO Parameter TxPDO 5
dard Ch.1
Bedeutung
1804:06
Exclude TxPDOs
Datentyp
Flags
Default
UINT8
RO
0x06 (6dez)
RO
05 1A 00 1A 01
1A 02 1A 03 1A
Datentyp
Flags
Default
UINT8
RO
0x06 (6dez)
RO
04 1A 00 1A 01
1A 02 1A 03 1A
Datentyp
Flags
Default
UINT8
RO
0x06 (6dez)
RO
07 1A 00 1A 01
1A 02 1A 03 1A
Datentyp
Flags
Default
UINT8
RO
0x06 (6dez)
RO
06 1A 00 1A 01
1A 02 1A 03 1A
Hier sind die TxPDOs (Index der TxPDO Mapping OCTETObjekte) angegeben, die nicht zusammen mit
STRING[10]
TxPDO 5 übertragen werden dürfen
Index 1805 AI TxPDO-Par Compact Ch.1
Index
Name
1805:0
AI TxPDO-Par Com- PDO Parameter TxPDO 6
pact Ch.1
Bedeutung
1805:06
Exclude TxPDOs
Hier sind die TxPDOs (Index der TxPDO Mapping OCTETObjekte) angegeben, die nicht zusammen mit
STRING[10]
TxPDO 6 übertragen werden dürfen
Index 1806 AI TxPDO-Par Standard Ch.2
Index
Name
1806:0
AI TxPDO-Par Stan- PDO Parameter TxPDO 7
dard Ch.2
Bedeutung
1806:06
Exclude TxPDOs
Hier sind die TxPDOs (Index der TxPDO Mapping OCTETObjekte) angegeben, die nicht zusammen mit
STRING[10]
TxPDO 7 übertragen werden dürfen
Index 1807 AI TxPDO-Par Compact Ch.2
Index
Name
1807:0
AI TxPDO-Par Com- PDO Parameter TxPDO 8
pact Ch.2
Bedeutung
1807:06
Exclude TxPDOs
Hier sind die TxPDOs (Index der TxPDO Mapping OCTETObjekte) angegeben, die nicht zusammen mit
STRING[10]
TxPDO 8 übertragen werden dürfen
Index 1A00 RMB TxPDO-Map Status
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1A00:0
RMB TxPDO-Map
Status
PDO Mapping RxPDO-Map Status
UINT8
RO
0x0C (12dez)
1A00:01
Subindex 001
1. PDO Mapping entry (1 bits align)
OCTETSTRING[10]
RO
0x0000:00, 1
1A00:02
Subindex 002
2. PDO Mapping entry (object 0x6000 (RMB inputs), entry 0x02 (Overrange))
OCTETSTRING[10]
RO
0x6000:02, 1
1A00:03
Subindex 003
3. PDO Mapping entry (1 bits align)
OCTETSTRING[10]
RO
0x0000:00, 1
1A00:04
Subindex 004
4. PDO Mapping entry (object 0x6000 (RMB inputs), entry 0x04 (Data invalid))
OCTETSTRING[10]
RO
0x6000:04, 1
1A00:05
Subindex 005
5. PDO Mapping entry (2 bits align)
OCTETSTRING[10]
RO
0x0000:00, 2
1A00:06
Subindex 006
6. PDO Mapping entry (object 0x6000 (RMB inputs), entry 0x07 (Error))
OCTETSTRING[10]
RO
0x6000:07, 1
1A00:07
Subindex 007
7. PDO Mapping entry (object 0x6000 (RMB inputs), entry 0x08 (Calibration in progress))
OCTETSTRING[10]
RO
0x6000:08, 1
1A00:08
Subindex 008
8. PDO Mapping entry (object 0x6000 (RMB inputs), entry 0x09 (Steady state))
OCTETSTRING[10]
RO
0x6000:09, 1
1A00:09
Subindex 009
9. PDO Mapping entry (4 bits align)
OCTETSTRING[10]
RO
0x0000:00, 4
1A00:0A
Subindex 010
10. PDO Mapping entry (object 0x6000 (RMB inputs), entry 0x0E (Sync error))
OCTETSTRING[10]
RO
0x6000:0E, 1
1A00:0B
Subindex 011
11. PDO Mapping entry (1 bits align)
OCTETSTRING[10]
RO
0x0000:00, 1
1A00:0C
Subindex 012
12. PDO Mapping entry (object 0x6000 (RMB inputs), entry 0x10 (TxPDO Toggle))
OCTETSTRING[10]
RO
0x6000:10, 1
114
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index 1A01 RMB TxPDO-Map Value (INT32)
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1A01:0
RMB TxPDO-Map
Value (INT32)
PDO Mapping Value (INT32)
UINT8
RW
0x01 (1dez)
1A01:01
SubIndex 001
1. PDO Mapping entry (object 0x6000 (RMB inputs), entry 0x11 (Value))
UINT32
RW
0x6000:11, 32
Index 1A02 RMB TxPDO-Map Value (Real)
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1A02:0
RMB TxPDO-Map
Value (real)
PDO Mapping Value (real)
UINT8
RW
0x01 (1dez)
1A02:01
SubIndex 001
1. PDO Mapping entry (object 0x6000 (RMB inputs), entry 0x12 (Value (real)))
UINT32
RW
0x6000:12, 32
Index 1A03 RMB TxPDO-Map Timestamp
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1A03:0
RMB TxPDO-Map
Timestamp
PDO Mapping Value Timestamp
UINT8
RW
0x01 (1dez)
1A03:01
SubIndex 001
1. PDO Mapping entry (object 0x0000, entry
0x00)
UINT64
RW
0x0000:00, 64
Index 1A04 AI TxPDO-Map Standard Ch.1
Index
Name
Datentyp
Flags
Default
1A04:0
AI supply TxPDOPDO Mapping TxPDO Standard Ch. 1
Map Standard Ch. 1
Bedeutung
UINT8
RW
0x07 (7dez)
1A04:01
SubIndex 001
1. PDO Mapping entry (object 0x6010 (AI supply
Inputs), entry 0x01 (Underrange))
UINT32
RW
0x6010:01, 1
1A04:02
SubIndex 002
2. PDO Mapping entry (object 0x6010 (AI supply
Inputs), entry 0x02 (Overrange))
UINT32
RW
0x6010:02, 1
1A04:03
SubIndex 003
3. PDO Mapping entry (4 bits align)
UINT32
RW
0x0000:00, 4
1A04:04
SubIndex 004
4. PDO Mapping entry (object 0x6010 (AI supply
Inputs), entry 0x04 (Error))
UINT32
RW
0x6010:07, 1
1A04:05
SubIndex 005
5. PDO Mapping entry (8 bits align)
UINT32
RW
0x0000:00, 8
1A04:06
SubIndex 006
6. PDO Mapping entry (object 0x6010, entry 0x10 UINT32
(TxPDO Toggle))
RW
0x6010:10, 1
1A04:07
SubIndex 007
7. PDO Mapping entry (object 0x6010, entry 0x11 UINT32
(Value))
RW
0x6010:11, 32
Datentyp
Flags
Default
UINT8
RW
0x01 (1dez)
RW
0x6010:11, 32
Index 1A05 AI TxPDO-Map Compact Ch.1
Index
Name
1A05:0
AI supply TxPDOPDO Mapping TxPDO Compact Ch. 1
Map Compact Ch. 1
1A05:01
SubIndex 001
EP3356-0022
Bedeutung
1. PDO Mapping entry (object 0x6010, entry 0x11 UINT32
(Value))
Version: 1.0.1
115
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index 1A06 AI TxPDO-Map Standard Ch.2
Index
Name
Datentyp
Flags
Default
1A06:0
AI supply TxPDOPDO Mapping TxPDO Standard Ch. 2
Map Standard Ch. 2
Bedeutung
UINT8
RW
0x07 (7dez)
1A06:01
SubIndex 001
1. PDO Mapping entry (object 0x6020 (AI supply
Inputs), entry 0x01 (Underrange))
UINT32
RW
0x6020:01, 1
1A06:02
SubIndex 002
2. PDO Mapping entry (object 0x6020 (AI supply
Inputs), entry 0x02 (Overrange))
UINT32
RW
0x6020:02, 1
1A06:03
SubIndex 003
3. PDO Mapping entry (4 bits align)
UINT32
RW
0x0000:00, 4
1A06:04
SubIndex 004
4. PDO Mapping entry (object 0x6020 (AI supply
Inputs), entry 0x04 (Error))
UINT32
RW
0x6020:07, 1
1A06:05
SubIndex 005
5. PDO Mapping entry (8 bits align)
UINT32
RW
0x0000:00, 8
1A06:06
SubIndex 006
6. PDO Mapping entry (object 0x6020, entry 0x10 UINT32
(TxPDO Toggle))
RW
0x6020:10, 1
1A06:07
SubIndex 007
7. PDO Mapping entry (object 0x6020, entry 0x11 UINT32
(Value))
RW
0x6020:11, 32
Datentyp
Flags
Default
UINT8
RW
0x01 (1dez)
RW
0x6020:11, 32
Index 1A07 AI TxPDO-Map Compact Ch.2
Index
Name
1A07:0
AI supply TxPDOPDO Mapping TxPDO Compact Ch. 2
Map Compact Ch. 2
Bedeutung
1A07:01
SubIndex 001
1. PDO Mapping entry (object 0x6020, entry 0x11 UINT32
(Value))
Index 1C00 Sync manager type
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1C00:0
Sync manager type
Benutzung der Sync Manager
UINT8
RO
0x04 (4dez)
1C00:01
SubIndex 001
Sync-Manager Type Channel 1: Mailbox Write
UINT8
RO
0x01 (1dez)
1C00:02
SubIndex 002
Sync-Manager Type Channel 2: Mailbox Read
UINT8
RO
0x02 (2dez)
1C00:03
SubIndex 003
Sync-Manager Type Channel 3: Process Data
Write (Outputs)
UINT8
RO
0x03 (3dez)
1C00:04
SubIndex 004
Sync-Manager Type Channel 4: Process Data
Read (Inputs)
UINT8
RO
0x04 (4dez)
Index 1C12 RxPDO assign
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1C12:0
RxPDO assign
PDO Assign Outputs
UINT8
RW
0x02 (2dez)
1C12:01
Subindex 001
1. zugeordnete RxPDO (enthält den Index des zu- UINT16
gehörigen RxPDO Mapping Objekts)
RW
0x1600
(5632dez)
1C12:02
Subindex 002
2. zugeordnete RxPDO (enthält den Index des zu- UINT16
gehörigen RxPDO Mapping Objekts)
RW
-
Index 1C13 TxPDO assign
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1C13:0
TxPDO assign
PDO Assign Inputs
UINT8
RW
0x01 (1dez)
1C13:01
Subindex 001
1. zugeordnete TxPDO (enthält den Index des zu- UINT16
gehörigen TxPDO Mapping Objekts)
RW
0x1A00
(6656dez)
1C13:02
Subindex 002
2. zugeordnete TxPDO (enthält den Index des zu- UINT16
gehörigen TxPDO Mapping Objekts)
RW
0x1A01
(6657dez)
1C13:03
Subindex 003
3. zugeordnete TxPDO (enthält den Index des zu- UINT16
gehörigen TxPDO Mapping Objekts)
RW
-
116
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index 1C32 SM output parameter
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
1C32:0
SM output parameter
Synchronisierungsparameter der Outputs
UINT8
RO
0x20 (32dez)
1C32:01
Sync mode
Aktuelle Synchronisierungsbetriebsart:
UINT16
RW
0x0001 (1dez)
UINT32
RW
0x000C65D4
(812500dez)
UINT32
RO
0x00000000
(0dez)
UINT16
RO
0xC007
(49159dez)
• 0: Free Run
• 1: Synchron with SM 2 Event
• 2: DC-Mode - Synchron with SYNC0 Event
• 3: DC-Mode - Synchron with SYNC1 Event
1C32:02
Cycle time
Zykluszeit (in ns):
• Free Run: Zykluszeit des lokalen Timers
• Synchron with SM 2 Event: Zykluszeit des
Masters
• DC-Mode: SYNC0/SYNC1 Cycle Time
1C32:03
Shift time
Zeit zwischen SYNC0 Event und Ausgabe der
Outputs (in ns, nur DC-Mode)
1C32:04
Sync modes suppor- Unterstützte Synchronisierungsbetriebsarten:
ted
• Bit 0 = 1: Free Run wird unterstützt
• Bit 1 = 1: Synchron with SM 2 Event wird
unterstützt
• Bit 2-3 = 01: DC-Mode wird unterstützt
• Bit 4-5 = 10: Output Shift mit SYNC1 Event
(nur DC-Mode)
• Bit 14 = 1: dynamische Zeiten (Messen
durch Beschreiben von 1C32:08 [} 117])
1C32:05
Minimum cycle time Minimale Zykluszeit (in ns)
UINT32
RO
0x0000C350
(50000dez)
1C32:06
Calc and copy time
UINT32
RO
0x00000000
(0dez)
1C32:07
Minimum delay time
UINT32
RO
0x00000000
(0dez)
1C32:08
Command
UINT16
RW
0x0000 (0dez)
Minimale Zeit zwischen SYNC0 und SYNC1
Event (in ns, nur DC-Mode)
• 0: Messung der lokalen Zykluszeit wird
gestoppt
• 1: Messung der lokalen Zykluszeit wird
gestartet
Die Entries 1C32:03 [} 117], 1C32:05 [} 117],
1C32:06 [} 117], 1C32:09 [} 117], 1C33:03 [} 118],
1C33:06 [} 118], 1C33:09 [} 118] werden mit den
maximal gemessenen Werten aktualisiert.
Wenn erneut gemessen wird, werden die Messwerte zurückgesetzt
1C32:09
Maximum Delay time
Zeit zwischen SYNC1 Event und Ausgabe der
Outputs (in ns, nur DC-Mode)
UINT32
RO
0x00000000
(0dez)
1C32:0B
SM event missed
counter
Anzahl der ausgefallenen SM-Events im OPERA- UINT16
TIONAL (nur im DC Mode)
RO
0x0000 (0dez)
1C32:0C
Cycle exceeded
counter
Anzahl der Zykluszeitverletzungen im OPERAUINT16
TIONAL (Zyklus wurde nicht rechtzeitig fertig bzw.
der nächste Zyklus kam zu früh)
RO
0x0000 (0dez)
1C32:0D
Shift too short coun- Anzahl der zu kurzen Abstände zwischen SYNC0 UINT16
ter
und SYNC1 Event (nur im DC Mode)
RO
0x0000 (0dez)
1C32:20
Sync error
RO
0x00 (0dez)
EP3356-0022
Im letzten Zyklus war die Synchronisierung nicht
korrekt (Ausgänge wurden zu spät ausgegeben,
nur im DC Mode)
Version: 1.0.1
BOOLEAN
117
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index 1C33 SM input parameter
Index
Name
Datentyp
Flags
Default
1C33:0
SM input parameter Synchronisierungsparameter der Inputs
Bedeutung
UINT8
RO
0x20 (32dez)
1C33:01
Sync mode
UINT16
RW
0x0022 (34dez)
Aktuelle Synchronisierungsbetriebsart:
• 0: Free Run
• 1: Synchron with SM 3 Event (keine
Outputs vorhanden)
• 2: DC - Synchron with SYNC0 Event
• 3: DC - Synchron with SYNC1 Event
• 34: Synchron with SM 2 Event (Outputs
vorhanden)
1C33:02
Cycle time
wie 1C32:02 [} 117]
UINT32
RW
0x000C65D4
(812500dez)
1C33:03
Shift time
Zeit zwischen SYNC0-Event und Einlesen der In- UINT32
puts (in ns, nur DC-Mode)
RO
0x00000000
(0dez)
1C33:04
Sync modes suppor- Unterstützte Synchronisierungsbetriebsarten:
ted
• Bit 0: Free Run wird unterstützt
UINT16
RO
0xC007
(49159dez)
UINT32
RO
0x0000C350
(50000dez)
Zeit zwischen Einlesen der Eingänge und Verfüg- UINT32
barkeit der Eingänge für den Master (in ns, nur
DC-Mode)
RO
0x00000000
(0dez)
UINT32
RO
0x00000000
(0dez)
• Bit 1: Synchron with SM 2 Event wird
unterstützt (Outputs vorhanden)
• Bit 1: Synchron with SM 3 Event wird
unterstützt (keine Outputs vorhanden)
• Bit 2-3 = 01: DC-Mode wird unterstützt
• Bit 4-5 = 01: Input Shift durch lokales
Ereignis (Outputs vorhanden)
• Bit 4-5 = 10: Input Shift mit SYNC1 Event
(keine Outputs vorhanden)
• Bit 14 = 1: dynamische Zeiten (Messen
durch Beschreiben von 1C32:08 [} 117]
oder 1C33:08 [} 118])
1C33:05
Minimum cycle time wie 1C32:05 [} 117]
1C33:06
Calc and copy time
1C33:07
Minimum delay time
1C33:08
Command
wie 1C32:08 [} 117]
UINT16
RW
0x0000 (0dez)
1C33:09
Maximum Delay time
Zeit zwischen SYNC1-Event und Einlesen der
Eingänge (in ns, nur DC-Mode)
UINT32
RO
0x00000000
(0dez)
1C33:0B
SM event missed
counter
wie 1C32:11 [} 117]
UINT16
RO
0x0000 (0dez)
1C33:0C
Cycle exceeded
counter
wie 1C32:12 [} 117]
UINT16
RO
0x0000 (0dez)
1C33:0D
Shift too short coun- wie 1C32:13 [} 117]
ter
UINT16
RO
0x0000 (0dez)
1C33:20
Sync error
BOOLEAN
RO
0x00 (0dez)
wie 1C32:32 [} 117]
Index F000 Modular device profile
Index
Name
Datentyp
Flags
Default
F000:0
Modular device pro- Allgemeine Informationen des Modular Device
file
Profiles
Bedeutung
UINT8
RO
0x02 (2dez)
F000:01
Module index distan- Indexabstand der Objekte der einzelnen Kanäle
ce
UINT16
RO
0x0010 (16dez)
F000:02
Maximum number of Anzahl der Kanäle
modules
UINT16
RO
0x0001 (1dez)
Index F008 Code word
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
F008:0
Code word
reserviert
UINT32
RW
0x00000000
(0dez)
118
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Index F010 Module list
Index
Name
Bedeutung
Datentyp
Flags
Default
F010:0
Module list
Max. Subindex
UINT8
RW
0x03 (3dez)
F010:01
SubIndex 001
RMB
UINT32
RW
0x00000172
(370dez)
F010:02
SubIndex 002
AI
UINT32
RW
0x0000012C
(300dez)
F010:03
SubIndex 003
AI
UINT32
RW
0x0000012C
(300dez)
EP3356-0022
Version: 1.0.1
119
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.13
Beispielprogramm
Verwendung der Beispielprogramme
Hinweis
Dieses Dokument enthält exemplarische Anwendungen unserer Produkte für bestimmte
Einsatzbereiche. Die hier dargestellten Anwendungshinweise beruhen auf den typischen
Eigenschaften unserer Produkte und haben ausschließlich Beispielcharakter. Die mit diesem Dokument vermittelten Hinweise beziehen sich ausdrücklich nicht auf spezifische Anwendungsfälle, daher liegt es in der Verantwortung des Kunden zu prüfen und zu entscheiden, ob das Produkt für den Einsatz in einem bestimmten Anwendungsbereich geeignet ist.
Wir übernehmen keine Gewährleistung, dass der in diesem Dokument enthaltene Quellcode vollständig und richtig ist. Wir behalten uns jederzeit eine Änderung der Inhalte dieses
Dokuments vor und übernehmen keine Haftung für Irrtümer und fehlende Angaben.
In dem vorliegenden Beispielprogramm wird eine EP3356-0022 von einem PLC-Programm angesprochen
(für TwinCAT 2). In der Zip-Datei (http://infosys.beckhoff.com/content/1031/ep3356/Resources/
zip/1856737419.zip) befinden sich das PLC*.pro und der Systemmanager *.tsm. Über einfache
Visualisierung kann die Box bedient werden, die Funktion InputFreeze ist beispielhaft ausprogrammiert.
Abb. 85: Bedienung des Beispielprogramms
Die Klemme EL3356 ist dabei wie folgt anzuschließen:
120
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 86: EL3356: Anschluss des Lastsensors/Vollbrücke
Es wird hier eine Netzteilklemme EL9510 zur Speisung der DMS mit 10 V benutzt.
Das Box-Modul EP3356 ist dabei wie folgt anzuschließen:
Abb. 87: EP3356: Anschluss des Lastsensors/Vollbrücke
Die Sensorversorgung von 10 V wird in der EP3356 erzeugt.
EP3356-0022
Version: 1.0.1
121
Inbetriebnahme/Konfiguration
Vorgehensweise zum Starten des Programms
• Nach Klick auf den Download-Button speichern Sie das Zip-Archiv lokal auf ihrer Festplatte und
entpacken die *.TSM (Konfigurationsdatei und *.PRO (PLC-Programmdatei) in einem temporären
Arbeitsordner
• Start der *.TSM-Datei und *.PRO Datei; der TwinCAT-System Manger und die TwinCAT PLC öffnen
sich
• Schließen Sie die Hardware entsprechend einer der beiden vorherigen Abbildungen an und verbinden
Sie den Ethernet-Adapter ihres PCs mit dem EtherCAT-Koppler / EtherCAT-Box (weitere Hinweise zu
den EtherCAT-Kopplern finden sie in den entsprechenden Kopplerhandbüchern)
• Auswahl des lokalen Ethernet-Adapters (ggf. mit Echtzeit-Treiber) unter Systemkonfiguration, E/A Konfiguration, E/A -Geräte, Gerät (EtherCAT); dann unter Karteireiter "Adapter", "Suchen..." den
entsprechenden Adapter auswählen und bestätigen (siehe die beiden nachfolgende Abbildungen)
Abb. 88: Suchen des Ethernet-Adapters
Abb. 89: Auswahl und Bestätigung des Ethernet-Adapters
• Aktivieren und bestätigen der Konfiguration (siehe die beiden nachfolgenden Abbildungen)
122
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 90: Aktivierung der Konfiguration
Abb. 91: Konfigurationsaktivierung bestätigen
• Neue Variablenzuordnung bestätigen, Neustart im RUN-Modus (siehe die beiden nachfolgenden
Abbildungen)
Abb. 92: Variablenzuordnung erzeugen
Abb. 93: Neustart TwinCAT im RUN-Modus
• In der TwinCAT PLC unter Menü „Projekt“ → „Alles Übersetzen“ das Projekt übersetzen
EP3356-0022
Version: 1.0.1
123
Inbetriebnahme/Konfiguration
Abb. 94: Projekt übersetzen
• In der TwinCAT PLC: Einloggen mit der Taste „F11“, Laden des Programms bestätigen, Start des
Programms mit Taste „F5“
Abb. 95: Programmstart bestätigen
124
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Inbetriebnahme/Konfiguration
6.14
Wiederherstellen des Auslieferungszustandes
Um den Auslieferungszustand der Backup-Objekte bei den ELxxxx-Klemmen / EPxxxx-Boxen
wiederherzustellen, kann im TwinCAT System Manger (Config-Modus) das CoE-Objekt Restore default
parameters, Subindex 001 angewählt werden).
Abb. 96: Auswahl des PDO Restore default parameters
Durch Doppelklick auf SubIndex 001 gelangen Sie in den Set Value -Dialog. Tragen Sie im Feld Dec den
Wert 1684107116 oder alternativ im Feld Hex den Wert 0x64616F6C ein und bestätigen Sie mit OK.
Alle Backup-Objekte werden so in den Auslieferungszustand zurückgesetzt.
Abb. 97: Eingabe des Restore-Wertes im Set Value Dialog
Alternativer Restore-Wert
Hinweis
Bei einigen Modulen älterer Bauart lassen sich die Backup-Objekte mit einem alternativen
Restore-Wert umstellen:
Dezimalwert: 1819238756
Hexadezimalwert: 0x6C6F6164
Eine falsche Eingabe des Restore-Wertes zeigt keine Wirkung!
EP3356-0022
Version: 1.0.1
125
Anhang
7
Anhang
7.1
Allgemeine Betriebsbedingungen
Schutzarten nach IP-Code
In der Norm IEC 60529 (DIN EN 60529) sind die Schutzgrade festgelegt und nach verschiedenen Klassen
eingeteilt. Die Bezeichnung erfolgt in nachstehender Weise.
1. Ziffer: Staub- und
Berührungsschutz
0
1
2
3
4
5
6
2. Ziffer: Wasserschutz*
0
1
2
3
4
5
6
7
Bedeutung
Nicht geschützt
Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit dem Handrücken.
Geschützt gegen feste Fremdkörper Ø 50 mm
Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit einem Finger. Geschützt
gegen feste Fremdkörper Ø 12,5 mm
Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit einem Werkzeug.
Geschützt gegen feste Fremdkörper Ø 2,5 mm
Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit einem Draht. Geschützt
gegen feste Fremdkörper Ø 1 mm
Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit einem Draht.
Staubgeschützt. Eindringen von Staub ist nicht vollständig verhindert, aber der
Staub darf nicht in einer solchen Menge eindringen, dass das zufriedenstellende
Arbeiten des Gerätes oder die Sicherheit beeinträchtigt wird
Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit einem Draht. Staubdicht.
Kein Eindringen von Staub
Bedeutung
Nicht geschützt
Geschützt gegen Tropfwasser
Geschützt gegen Tropfwasser, wenn das Gehäuse bis zu 15° geneigt ist
Geschützt gegen Sprühwasser. Wasser, das in einem Winkel bis zu 60°
beiderseits der Senkrechten gesprüht wird, darf keine schädliche Wirkung haben
Geschützt gegen Spritzwasser. Wasser, das aus jeder Richtung gegen das
Gehäuse spritzt, darf keine schädlichen Wirkungen haben
Geschützt gegen Strahlwasser.
Geschützt gegen starkes Strahlwasser.
Geschützt gegen die Wirkungen beim zeitweiligen Untertauchen in Wasser.
Wasser darf nicht in einer Menge eintreten, die schädliche Wirkungen verursacht,
wenn das Gehäuse für 30 Minuten in 1 m Tiefe in Wasser untergetaucht ist
*) In diesen Schutzklassen wird nur der Schutz gegen Wasser definiert.
Chemische Beständigkeit
Die Beständigkeit bezieht sich auf das Gehäuse der Feldbus/EtherCAT Box und den verwendeten
Metallteilen. In der nachfolgenden Tabelle finden Sie einige typische Beständigkeiten.
126
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Anhang
Art
Wasserdampf
Natriumlauge
(ph-Wert > 12)
Essigsäure
Argon (technisch rein)
Beständigkeit
bei Temperaturen >100°C nicht beständig
bei Raumtemperatur beständig
> 40°C unbeständig
unbeständig
beständig
Legende
• beständig: Lebensdauer mehrere Monate
• bedingt beständig: Lebensdauer mehrere Wochen
• unbeständig: Lebensdauer mehrere Stunden bzw. baldige Zersetzung
7.2
EtherCAT Box - Zubehör
Befestigung
Bestellangaben
ZS5300-0001
Beschreibung
Montageschiene (500 mm x 129 mm)
Beschriftungsmaterial, Stopfen
Bestellangaben
ZS5000-0000
ZS5000-0002
ZS5000-0010
ZS5000-0020
ZS5100-0000
ZS5100-xxxx
Beschreibung
Feldbus-Box-Set M8 (Beschriftungsschilder, Abdeckstopfen)
Feldbus-Box-Set M12 (Beschriftungsschilder, Abdeckstopfen)
Stopfen M8, IP67 (50 Stück)
Stopfen M12, IP67 (50 Stück)
Beschriftungsschilder nicht bedruckt, 4 Streifen à 10 Stück
Beschriftungsschilder bedruckt, auf Anfrage
Werkzeug
Bestellangaben
ZB8800
ZB8800-0001
ZB8800-0002
ZB8801-0000
ZB8801-0001
ZB8801-0002
ZB8801-0003
Beschreibung
Drehmoment-Schraubwerkzeug für M8-Leitungen für Stecker mit Rändel, inklusive
Ratsche
Aufsatz M12 für Drehmoment-Schraubwerkzeug ZB8800
Aufsatz M8 (feldkonfektionierbar) für Drehmoment-Schraubwerkzeug ZB8800
Drehmoment-Schraubwerkzeug für Stecker mit Sechskant, einstellbar
Wechselklinge für M8/SW9 für Drehmoment-Schraubwerkzeug ZB8801-0000
Wechselklinge für M12/SW13 für Drehmoment-Schraubwerkzeug ZB8801-0000
Wechselklinge für M12 feldkonfektionierbar/SW18 für DrehmomentSchraubwerkzeug ZB8801-0000
Weiteres Zubehör
Weiteres Zubehör finden Sie in der Preisliste für Feldbuskomponenten von Beckhoff und im
Internet unter www.beckhoff.de.
Hinweis
EP3356-0022
Version: 1.0.1
127
Anhang
7.3
Support und Service
Beckhoff und seine weltweiten Partnerfirmen bieten einen umfassenden Support und Service, der eine
schnelle und kompetente Unterstützung bei allen Fragen zu Beckhoff Produkten und Systemlösungen zur
Verfügung stellt.
Beckhoff Support
Der Support bietet Ihnen einen umfangreichen technischen Support, der Sie nicht nur bei dem Einsatz
einzelner Beckhoff Produkte, sondern auch bei weiteren umfassenden Dienstleistungen unterstützt:
• Support
• Planung, Programmierung und Inbetriebnahme komplexer Automatisierungssysteme
• umfangreiches Schulungsprogramm für Beckhoff Systemkomponenten
Hotline:
Fax:
E-Mail:
+49(0)5246/963-157
+49(0)5246/963-9157
[email protected]
Beckhoff Service
Das Beckhoff Service-Center unterstützt Sie rund um den After-Sales-Service:
• Vor-Ort-Service
• Reparaturservice
• Ersatzteilservice
• Hotline-Service
Hotline:
Fax:
E-Mail:
+49(0)5246/963-460
+49(0)5246/963-479
[email protected]
Weitere Support- und Serviceadressen finden Sie auf unseren Internetseiten unter http://www.beckhoff.de.
Beckhoff Firmenzentrale
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG
Hülshorstweg 20
33415 Verl
Deutschland
Telefon:
Fax:
E-Mail:
+49(0)5246/963-0
+49(0)5246/963-198
[email protected]
Die Adressen der weltweiten Beckhoff Niederlassungen und Vertretungen entnehmen Sie bitte unseren
Internetseiten:
http://www.beckhoff.de
Dort finden Sie auch weitere Dokumentationen zu Beckhoff Komponenten.
128
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Abbildungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1
EP3356-0022.............................................................................................................................
8
Abb. 2
DMS...........................................................................................................................................
10
Abb. 3
Viertel-, Halb-, und Vollbrücke ...................................................................................................
11
Abb. 4
4-Leiter-Anschluss .....................................................................................................................
12
Abb. 5
6-Leiter-Anschluss .....................................................................................................................
12
Abb. 6
Beispiel-Wägezelle ....................................................................................................................
13
Abb. 7
Parallelschaltung von DMS........................................................................................................
15
Abb. 8
Karteireiter EtherCAT--> Erweiterte Einstellungen-->Verhalten--> Watchdog ..........................
18
Abb. 9
EtherCAT State Machine ...........................................................................................................
20
Abb. 10
Karteireiter "CoE-Online" ...........................................................................................................
23
Abb. 11
StartUp-Liste im TwinCAT System Manager .............................................................................
24
Abb. 12
Offline-Verzeichnis.....................................................................................................................
25
Abb. 13
Online-Verzeichnis.....................................................................................................................
25
Abb. 14
Abmessungen der EtherCAT-Box-Module ................................................................................
27
Abb. 15
Montageschiene ZS5300-0001..................................................................................................
28
Abb. 16
EtherCAT Box mit M8-Steckverbindern.....................................................................................
29
Abb. 17
EtherCAT Box mit M8- und M12-Steckverbindern.....................................................................
29
Abb. 18
7/8"-Steckverbinder ...................................................................................................................
30
Abb. 19
Drehmomentschlüssel ZB8801..................................................................................................
30
Abb. 20
EtherCAT Box: M8, 30 mm Gehäuse ........................................................................................
31
Abb. 21
EtherCAT Box: M860 mm Gehäuse (am Beispiel EP9214) ......................................................
31
Abb. 22
Koppler Box: M12 ......................................................................................................................
32
Abb. 23
EtherCAT-LEDs .........................................................................................................................
33
Abb. 24
EtherCAT Box, Anschlüsse für die Versorgungsspannungen ...................................................
34
Abb. 25
Pinbelegung M8, Power In und Power Out................................................................................
34
Abb. 26
EP92x4-0023, Anschlüsse Power In und Power Out ................................................................
36
Abb. 27
Pinbelegung 7/8“, Power IN und Power Out..............................................................................
36
Abb. 28
Status-LEDs für die Spannungsversorgung ..............................................................................
37
Abb. 29
Leitungsverluste auf den Powerkabeln......................................................................................
38
Abb. 30
ZK2030-xxxx-yyyy - Leitungsverluste ........................................................................................
39
Abb. 31
ZK1090-3131-0xxx ....................................................................................................................
40
Abb. 32
ZK2020-3132-0xxx ....................................................................................................................
41
Abb. 33
Auswahl von Beckhoff-Sensorkabel ..........................................................................................
41
Abb. 34
UL-Markierung ...........................................................................................................................
42
Abb. 35
BG2000-0000, Anschlussleitungen durchschieben ...................................................................
44
Abb. 36
BG2000-0000, Anschlussleitungen festschrauben....................................................................
45
Abb. 37
BG2000-0000, Schutzgehäuse montieren.................................................................................
45
Abb. 38
Analoger Spannungseingang M12, Widerstandsbrücke............................................................
47
Abb. 39
LEDs EP3356-0022 ...................................................................................................................
48
Abb. 40
Anfügen eines neuen E/A-Gerätes (E/A-Geräte -> Rechte Maustaste -> Gerät anfügen...) .....
51
Abb. 41
Auswahl des Gerätes (EtherCAT) .............................................................................................
51
Abb. 42
Anfügen einer neuen Box (Gerät -> Rechte Maustaste -> Box anfügen...) ...............................
51
Abb. 43
Auswahl einer Box (z.B.: EP6224-2022) ...................................................................................
52
Abb. 44
TwinCAT Anzeige Config-Modus...............................................................................................
54
EP3356-0022
Version: 1.0.1
129
Abbildungsverzeichnis
Abb. 45
Scan Devices.............................................................................................................................
55
Abb. 46
Hinweis automatischer Gerätescan ...........................................................................................
55
Abb. 47
erkannte Ethernet-Geräte ..........................................................................................................
55
Abb. 48
Scan-Abfrage nach dem automatischen Anlegen eines EtherCAT Gerätes .............................
56
Abb. 49
beispielhafte Online-Anzeige .....................................................................................................
56
Abb. 50
Master-Anzeige nach „Scan for boxes“ .....................................................................................
57
Abb. 51
Identische Konfiguration ............................................................................................................
57
Abb. 52
Beispiel-Korrekturdialog.............................................................................................................
58
Abb. 53
Beispiel-Korrekturdialog mit Änderungen ..................................................................................
59
Abb. 54
Konfigurieren der Prozessdaten ................................................................................................
60
Abb. 55
Baumzweig der zu konfigurierende EtherCAT Box ...................................................................
61
Abb. 56
Karteireiter Allgemein ................................................................................................................
62
Abb. 57
Karteireiter EtherCAT ................................................................................................................
62
Abb. 58
Karteireiter Prozessdaten ..........................................................................................................
64
Abb. 59
Karteireiter Startup.....................................................................................................................
66
Abb. 60
Karteireiter CoE - Online............................................................................................................
67
Abb. 61
Erweiterte Einstellungen ............................................................................................................
68
Abb. 62
Karteireiter Online......................................................................................................................
69
Abb. 63
Eingangsspannungen ................................................................................................................
72
Abb. 64
Parallelschaltung mit EL3356 ....................................................................................................
72
Abb. 65
Parallelschaltung mit EP3356....................................................................................................
73
Abb. 66
Signalflussplan der EP3356-0022 .............................................................................................
73
Abb. 67
Notch-Kennlinie/Amplitudengang und Sprungantwort der FIR-Filter.........................................
74
Abb. 68
Sprungantwort und Bodediagramm der IIR-Filter ......................................................................
75
Abb. 69
Auswirkung dynamischer IIR-Filter ............................................................................................
77
Abb. 70
Latenz des Analog-Digital-Wandlers .........................................................................................
79
Abb. 71
zu den einzelnen Modi gehörige Einstellparameter im CoE ......................................................
79
Abb. 72
Umschaltung SampleMode........................................................................................................
80
Abb. 73
Interner Schalter zur Erhöhung der Messgenauigkeit ...............................................................
81
Abb. 74
Stöße auf Wägezelle mit und ohne InputFreeze .......................................................................
82
Abb. 75
Sprunghafte ent- und belastung einer Wägezelle......................................................................
83
Abb. 76
Anpassen an die Sensorkennlinie .............................................................................................
84
Abb. 77
Messbereiche ............................................................................................................................
88
Abb. 78
Typisierung Single Ended / differentiell .....................................................................................
89
Abb. 79
2/3/4-Leiter-Anschluss als Single-Ended- oder Differential-Anschlusstechnik ..........................
92
Abb. 80
Aktivierung DC und PDO Timestamp im TwinCAT System Manager .......................................
95
Abb. 81
EP3356 Prozessdatenauswahl im TwinCAT Systemmanager ..................................................
97
Abb. 82
Default-Prozessabbild EP3356-0022.........................................................................................
98
Abb. 83
Lastwert in Festkomma-Darstellung .......................................................................................... 100
Abb. 84
Spannungsmessung .................................................................................................................. 101
Abb. 85
Bedienung des Beispielprogramms ........................................................................................... 120
Abb. 86
EL3356: Anschluss des Lastsensors/Vollbrücke ....................................................................... 121
Abb. 87
EP3356: Anschluss des Lastsensors/Vollbrücke....................................................................... 121
Abb. 88
Suchen des Ethernet-Adapters.................................................................................................. 122
Abb. 89
Auswahl und Bestätigung des Ethernet-Adapters ..................................................................... 122
Abb. 90
Aktivierung der Konfiguration..................................................................................................... 123
130
Version: 1.0.1
EP3356-0022
Abbildungsverzeichnis
Abb. 91
Konfigurationsaktivierung bestätigen......................................................................................... 123
Abb. 92
Variablenzuordnung erzeugen................................................................................................... 123
Abb. 93
Neustart TwinCAT im RUN-Modus............................................................................................ 123
Abb. 94
Projekt übersetzen..................................................................................................................... 124
Abb. 95
Programmstart bestätigen ......................................................................................................... 124
Abb. 96
Auswahl des PDO Restore default parameters ......................................................................... 125
Abb. 97
Eingabe des Restore-Wertes im Set Value Dialog .................................................................... 125
EP3356-0022
Version: 1.0.1
131

Wurzeln

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Pressemitteilung

5.2 Eindampfung und Verdampfung

Fit für die Zukunft

2. Geographische Einordnung und Landschaftscharakterisierung

Pressemitteilung

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Zerspanungsmechaniker/in