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EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000

1. 40 Hauptgliederungspunkte der Geratebeschreibungsdatel c cccccescessesteeeseeeees 45 Unterpunkte des Knotens Descriptions 44ur44s44HHnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn namen 46 Wichtige Unterpunkte des Knotens Descriptions usersnsennsnnnnnnnnnnnennnnnn 46 Knoten in der Konfiguration des Receive PDOS 220444400nsnannnnnnnnnnnnnnnnnnnn nenn 47 Unterknoten des Knotens Entry f r die PDO Konfiguration nn 48 Unterknoten des Knotens InitCmd 4004444srnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnn nn 49 Belegung X1 RJ45 Buchse ODEN 242ssnnnnennennnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnn nenn 54 Belegung X2 RJ45 Buchse unten 222244444440RRnnnnnHnnnnnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnnnnnnannnnnnnnannnn 55 Bestellnummer der Fa LAPP und L tze uusrsnnensnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnn 55 Fenlermeldungen 2 2 2 ar ait abet ei TR 57 Warnmeldungenis essrseeek eier en 58 EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 8 Allgemeines 1 Allgemeines 1 1 In diesem Handbuch verwendete Symbole 1 Information Wichtige Informationen und Hinweise gt A Vorsicht Die Nichtbeachtung kann hohe Sachsch den zur Folge haben GEFAHR Die Nichtbeachtung kann Sachsch den und Personensch den zur Folge haben IN Vorsicht Lebensgefahrlich
2. cecceeeeeeeeeeeeeeeeeeees 17 2 3 7 Schutz bei Handhabung und Montage eeeeeeeeeeeeeeeeees 18 3 PROBUKTBESCHREIBUNG nee 19 3 1 Allgemeines kes ee ee energie 19 3 2 Kenndaten des Technologiemodul EtherCAT 444senn nn 19 4 TECHNISCHE DA TEN nun rennen 20 4 1 Anzeigeelemenld s s2 2 eben 20 Ace VEINSTEAT WMieldce ne ee ee 20 5 _FUNKTIONS BERSICHT u2u2u2222u000200000n0nannnnnnnnnnnunnnnnnnnnnnunnnnnnnnnnnunnnnennnnnnnn 21 5 1 EINETGAT Frol kellussnssnsssssneseseeeee 24 5 2 XML Beschreibungsdatei uu444444444444HBnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 24 6 CANOPEN OVER ETHERCAT COB cccccceesssssssssccseseeeeessseseesssseseneees 26 6 1 CANopen Kommunikationsschnittstelle cceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 26 6 1 1 Konfiguration der Kommunikationsschnittstelle 27 6 1 2 Neue und ge nderte CANopen Kommunikationsobjekte unter DE Tee ai 29 6 1 2 1 Objekt 1100 EtherCAT fixed station address 30 6 1 2 2 Objekt 1C00 Sync Manager Communication Type 31 EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 10 Seite 5 6 1 2 3 Objekt 1C10 Sync Manager Channel 0 Mailbox Receive 32 6 1 2 4 Objekt 1C11 Sync Manager Channel 1 Mailbox Send 33 6 1 2 5 Objekt 1C12 Sync Manager Channel 2 Process Data Output 33 6 1 2 6 Objekt
3. Es ist ein Fehler auf dem Mailbox Kanal aufgetreten Folgende Fehler werden hier berwacht gt Es wird ein unbekannter Service angefragt gt Es soll ein anderes Protokoll als CANopen over EtherCAT CoE verwendet werden gt Es wird ein unbekannter Sync Manager angesprochen Alle diese Fehler sind als entsprechende Error Codes f r den Servopositionierregler ARS 2000 definiert Tritt einer der oben genannten Fehler auf wird er Uber einen Standard Emergency Frame an die Steuerung bertragen Hierzu siehe auch Kapitel 6 6 Emergency Frame und Kapitel 10 Servicefunktionen und St rungsmeldungen 1 Der Servopositionierregler ARS 2000 mit dem Technologiemodul EtherCAT unterst tzt die Funktion Application Controller bermittelt aufgrund eines Ereignis eine definierte Fehlermeldungsnummer Error Control Frame Telegramm vom Regler EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 44 CANopen over EtherCAT CoE 6 6 Emergency Frame Uber den EtherCAT CoE Emergency Frame werden Fehlermeldungen zwischen Master und Slave ausgetauscht Die CoE Emergency Frames dienen dabei direkt der Ubertragung der unter CANopen definierten Emergency Messages Dabei werden die CANopen Telegramme wie f r die SDO und PDO bertragung auch einfach durch die CoE Emergency Frames getunnelt Abbildung 9 zeigt einen CoE Emergency Frame 6 Byte 2 Byte 2 Byte 1 Byte 5 Byte 1 n Byte M
4. Luftfeuchtigkeit 0 90 nicht betauend Aufstellh he bis 1000 m ber NN Au enabmessungen LxBxH ca 92x 65x 19 mm Gewicht ca 55 g Steckplatz Technologieschacht TECH2 4 1 Anzeigeelemente Das Technologiemodul Ethernet besitzt an der Frontseite zwei LED s zur Anzeige der Betriebszust nde Tabelle 2 Anzeigeelemente Zwei Farb LED Run gr n Link aktivity EtherCAT Port 1 rot EtherCAT aktiv gelb rote LED Link activity EtherCAT Port 2 4 2 EtherCAT Interface Tabelle 3 Signalpegel und Differenzspannung Signalpegel 0 2 5 VDC Differenzspannung 1 9 2 1 VDC EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Funktions bersicht Seite 21 5 Funktions bersicht Das Feldbussystem EtherCAT bedeutet Ethernet for Controller and Automation Technology und wurde von der Fa Beckhof Industrie entwickelt Es wird von der internationalen Organisation EtherCAT Technology Group ETG betreut und unterst tzt und ist als offene Technologie konzeptioniert die durch die International Electrotechnical Commission IEC genormt ist EtherCAT ist ein auf Ethernet basierendes Feldbussystem und setzt neue Geschwindigkeitsstandards und ist dank flexibler Topologie Linie Baum Stern und einfacher Konfiguration wie ein Feldbus zu handhaben Das EtherCAT Protokoll wird mit einem speziellen genormten Ethernettyp direkt im Ethernet Frame gemaB IEEE802 3 transp
5. SDO upload segmented request max 1 Segment mit 4 Byte Nutzdaten v Vv Vv VV VV Y WV SDO upload segmented response max 1 Segment mit 4 Byte Nutzdaten Alle oben angegebenen Transferarten werden vom Servopositionierregler ARS 2000 unterst tzt o Da bei Verwendung der CoE Implementierung des ARS 2000 nur die Standard CANopen Objekte angesprochen werden k nnen deren Gr e auf 32 Bit 4 Byte begrenzt ist werden die Transferarten nur bis zu einer maximalen Datenl nge von 32 Bit 4 Byte unterst tzt 6 4 PDO Frame Die Process Data Objects PDO dienen der zyklischen bertragung von Soll und Istwertdaten zwischen Master und Slave Sie m ssen vor dem Betrieb des Slave im Zustand Pre Operational durch den Master konfiguriert werden Anschlie Bend werden sie in PDO Frames bertragen Diese PDO Frames haben den folgenden Aufbau 1 8 Byte 1 n Byte Nm _ a Standard CANopen PDO frame optional Abbildung 7 PDO Frame Telegrammaufbau EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 42 CANopen over EtherCAT CoE Process Data Dateninhalt des PDOs Process Data Object Process Data optional Weitere optionale Dateninhalte weiterer PDO s Process Data Object Um ein PDO ber das EtherCAT CoE Protokoll zu bertragen m ssen die Transmit und Receive PDOs zus tzlich zur PDO Konfiguration PDO Mapping einem bertragungskanal des Sync Managers zugeordnet wer
6. Servopositionierregler ARS 2100 Beschreibung der technischen Daten und der Ger tefunktionalit t sowie Hinweise zur Installation und Betrieb des Servopositionierregler ARS 2100 Produkthandbuch Servopositionierregler ARS 2302 ARS 2305 ARS 2310 Beschreibung der technischen Daten und der Ger tefunktionalit t sowie Hinweise zur Installation und Betrieb des Servopositionierregler ARS 2302 2305 und 2310 Produkthandbuch Servopositionierregler ARS 2320 ARS 2320W ARS 2340 und ARS 2360W Beschreibung der technischen Daten und der Ger tefunktionalit t sowie Hinweise zur Installation und Betrieb des Servopositionierregler ARS 2320 ARS 2320W ARS 2340 and ARS 2360W Der Servopositionierregler ARS 2000 verf gt ber einen FLASH Programmspeicher der ein Update der Betriebssoftware Firmware des Servopositionierregler ARS 2000 auch nach Auslieferung und Einbau in die Maschine erm glicht Die Betriebssoftware des Servopositionierregler ARS 2000 wird vom Hersteller kontinuierlich weiterentwickelt und erweitert um einer m glichst breiten Palette von Kundenanforderungen gerecht zu werden Die in diesem Handbuch aufgef hrten Informationen beziehen sich auf folgende Hardwarevariante und Firmwareversion des Servopositionierregler ARS 2000 und der Version des Parametriersoftware Metronix ServoCommander o Firmware ab Version 3 5 KM Release 1 7 Parametriersoftware ab Version 2 8 Hardware ARS 2000 mit EtherCA
7. 7 Parametrierung mit dem Metronix ServoCommander Das EtherCAT Interface wird unter dem Men Parameter Feldbus EtherCAT parametriert IV EtherCAT aktiv CoE CANopen over EtherCAT Knotennummer Basisknotennummer 4 Offset aus 4 gt 7 Addition von DINO DIN3 zur Knotennummer J Addition von AINI zur Knotennummer J Addition von AIN2 zur Knotennummer Effektive Knotennummer 1 CAN mu inaktiv sein um die deaktivierten Parameter parametrieren zu konnen x Abbruch Hilfe Abbildung 10 Einstellung der EtherCAT Schnittstelle F r die Aktivierung der EtherCAT Schnittstelle muss das oben angegebene H kchen gesetzt sein Falls ein EtherCAT Modul gesteckt ist erfolgt dies automatisch nach dem Neustart des Servos Es ist aber teilweise sinnvoll w hrend der Inbetriebnahme den Bus zu deaktivieren um die Achse manuell ber Metronix ServoCommander zu verfahren K Basisknotennummer Die Verwendung der Knotennummer ist unter EtherCAT optional da der Servoregler bereits Uber den EtherCAT Baustein seitens des Masters identifiziert wird Ferner ist es erforderlich eine zur Steuerung passende PDO Konfiguration zu erstellen welche dem Servorelegler sagt in welcher Reihenfolge die PDO s in welche Objekte geschrieben bzw gelesen werden sollen Hierzu bestehen mehrere M glichkeiten i Laden einer DCO Parameterdatei mit einem voreingestellten PDO Mapping welche zum Mapping der
8. Outputs oder Transmit PDO Inputs handelt F r ein Receive PDO muss dieser Wert immer auf Output gesetzt sein Der Knoten Entry enth lt jeweils ein CANopen Objekt das in das PDO gemappt werden soll Ein Entry Knoten enth lt dabei den Index und Subindex des zu mappenden CANopen Objekts sowie dessen Name und Datentyp Die Reihenfolge und das Mapping der einzelnen CANopen Objekte f r das PDO entspricht der Reihenfolge in der sie ber die Entry Eintr ge in der Ger tebeschreibungsdatei angegeben sind Die einzelnen Unterpunkte eines Entry Knotens sind in der folgenden Tabelle angegeben Tabelle 14 Unterknoten des Knotens Entry f r die PDO Konfiguration Knotenname Bedeutung Anpassbar Index Dieser Eintrag gibt den Index des CANopen Objekts an Ja dass in das PDO gemappt werden soll SubIndex Dieser Eintrag gibt den Subindex des zu mappenden Ja CANopen Objekts an BitLen Dieser Eintrag gibt die Gr e des zu mappenden Objekts in Bit an Dieser Eintrag muss immer dem Typ des zu mappenden Objekts entsprechen Erlaubt 8 Bit 16 Bit 32 Bit Name Dieser Eintrag gibt den Namen des zu mappenden Objekts als String an DataType Dieser Eintrag gibt den Datentypen des zu mappenden Objekts an Dieser kann f r die einzelnen CANopen Objekte dem CANopen Handbuch f r den Servopositionierregler ARS 2000 entnommen werden EtherCAT Handbuch Servopositionierregler
9. hrlich werden und zu elektrischem Schlag f hren Beim Betrieb elektrischer Ger te stehen zwangsl ufig bestimmte Teile dieser Ger te unter gef hrlicher Spannung GEFAHR Hohe elektrische Spannung Lebensgefahr Verletzungsgefahr durch elektrischen Schlag oder schwere K rperverletzung F r den Betrieb gelten in jedem Fall die einschl gigen DIN VDE EN und IEC Vorschriften sowie alle staatlichen und rtlichen Sicherheits und Unfallverh tungsvorschriften Der Anlagenbauer bzw der Betreiber hat f r die Einhaltung dieser Vorschriften zu sorgen Vor dem Einschalten die daf r vorgesehenen Abdeckungen und Schutzvorrichtungen f r den Ber hrschutz an den Ger ten anbringen F r Einbauger te ist der Schutz gegen direktes Ber hren elektrischer Teile durch ein u eres Geh use wie beispielsweise einen Schaltschrank sicherzustellen Die Vorschriften VGB4 sind zu beachten N gp Den Schutzleiter der elektrischen Ausr stung und der Ger te stets fest an das Versorgungsnetz anschlie en ND Nach der Norm EN60617 den vorgeschriebenen Mindest Kupfer Querschnitt f r die Schutzleiterverbindung in seinem ganzen Verlauf beachten N gp Vor Inbetriebnahme auch f r kurzzeitige Mess und Pr fzwecke stets den Schutzleiter an allen elektrischen Ger ten entsprechend dem Anschlussplan anschlie en oder mit Erdleiter verbinden Auf dem Geh use k nnen sonst hohe Spannungen auftreten die elektrischen Schlag verursachen N
10. 3 Kanal 3 ist reserviert f r Transmit PDOs In den nachfolgenden Kapitel werden die Objekte 0x1C00 und 0x1C10 bis 0x1C13 genauer beschrieben da sie nur unter dem EtherCAT CoE Protokoll definiert und implementiert sind und daher im CANopen Handbuch f r den Servopositionierregler ARS 2000 nicht dokumentiert sind i Der Servopositionierregler ARS 2000 mit dem Technologiemodul EtherCAT unterst tzt vier Receive PDOs RxPDO und vier Trasmit PDOs TxPDO i Die Objekte 0x1008 0x1009 und 0x100A werden vom ARS 2000 nicht unterst tzt da keine Klartext Strings aus dem Servopositionierregler gelesen werden k nnen 6 1 2 1 Objekt 1100 EtherCAT fixed station address ber dieses Objekt wird dem Slave w hrend der Initialisierungsphase eine eindeutige Adresse zugewiesen Das Objekt hat die folgende Bedeutung e 00 EtherCAT fixed station address UNTIG EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 CANopen over EtherCAT CoE Seite 31 Value Range 0 FFFFh 6 1 2 2 Objekt 1C00 Sync Manager Communication Type ber dieses Objekt kann die Transferart f r die verschiedenen Kan le des EtherCAT Sync Managers ausgelesen werden Da der ARS 2000 unter dem EtherCAT CoE Protokoll nur die ersten vier Sync Kan le unterst tzt sind die folgenden Objekte nur lesbar vom Typ read only Dadurch ist die Konfiguration des Sync Managers f r den ARS 2000 fest konfiguriert Die
11. Betreiber hat f r die Einhaltung dieser Vorschriften zu sorgen Die Bedienung Wartung und oder Instandsetzung des Servopositionierregler ARS 2000 darf nur durch f r die Arbeit an oder mit elektrischen Ger ten ausgebildetes und qualifiziertes Personal erfolgen N Sp Vermeidung von Unf llen K rperverletzung und oder Sachschaden Vertikale Achsen gegen Herabfallen oder Absinken nach Abschalten des Motors zus tzlich sichern wie durch N Sp gt mechanische Verriegelung der vertikalen Achse gt externe Brems Fang Klemmeinrichtung oder gt ausreichenden Gewichtsausgleich der Achse Die eingebaute Motor Haltebremse oder eine externe vom Antriebsregelger t angesteuerte Motor Haltebremse allein ist nicht f r den Personenschutz geeignet N gp Die elektrische Ausr stung ber den Hauptschalter spannungsfrei schalten und gegen Wiedereinschalten sichern warten bis der Zwischenkreis entladen ist bei N gp gt Wartungsarbeiten und Instandsetzung gt Reinigungsarbeiten gt langen Betriebsunterbrechungen Vor der Durchf hrung von Wartungsarbeiten ist sicherzustellen dass die Stromversorgung abgeschaltet verriegelt und der Zwischenkreis entladen ist N gp Bei der Montage ist sorgf ltig vorzugehen Es ist sicherzustellen dass sowohl bei Montage als auch w hrend des sp teren Betriebes des Antriebs keine Bohrsp ne Metallstaub oder Montageteile Schrauben Muttern Leitungsabschnitte in den Servopositionierregl
12. Geratebeschreibungsdatei erstellt Sie kann von der Metronix Hompepage heruntergeladen werden Um es dem Anwender zu erm glichen diese Datei an seine Applikation anzupassen wird ihr Inhalt hier genauer erkl rt EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 CANopen over EtherCAT CoE Seite 45 6 7 1 Grundsatzlicher Aufbau der Geratebeschreibungsdatei Die EtherCAT Ger tebeschreibungsdatei ist im XML Format gehalten Dieses Format hat den Vorteil dass es mit einem Standard Texteditor gelesen und editiert werden kann Eine XML Datei beschreibt dabei immer eine Baumstruktur In ihr sind einzelne Zweige durch Knoten definiert Diese Knoten haben eine Anfangs und Endmarkierung Innerhalb eines Knotens k nnen beliebig viele Unterknoten enthalten sein Das nachfolgende Beispiel erl utert grob den grunds tzlichen Aufbau einer XML Datei lt car gt lt engine gt lt pistons gt 4 lt pistons gt lt valves gt 8 lt valves gt lt power gt 78 kW lt power gt lt engine gt lt chassis gt lt interior gt lt interior gt lt chassis gt lt car gt F r den Aufbau einer XML Datei m ssen folgende kurze Regeln eingehalten werden i Jeder Knoten hat einen eindeutigen Namen i Jeder Knoten wird ge ffnet mit lt Knotenname gt und geschlossen mit lt Knotenname gt Die Geratebeschreibungsdatei f r den Servopositionierregler ARS 2000 unter EtherCAT CoE gliedert sich in folgende Unt
13. Multicast und Querkommunikation zwischen Slaves ist m glich MTU max 1514 Byte 48 Bit 48 Bit 16 Bit 16 Bit 32 Bit Destination Source EtherType CRC i Embedded in Standard Ethernet Frame w EtherType 88A4h Ethernet H CRC Or via UDP IP with UDP Port 88A4h Abbildung 2 EtherCAT Telegrammaufbau 5 2 XML Beschreibungsdatei Um EtherCAT Slave Ger te einfach an einen EtherCAT Master anbinden zu k nnen muss f r jedes EtherCAT Slave Ger t eine Beschreibungsdatei vorliegen Diese Beschreibungsdatei ist vergleichbar mit den EDS Dateien f r das CANopen Feldbussystem oder den GSD Dateien f r Profibus Im Gegensatz zu diesen ist die EtherCAT Beschreibungsdatei im XML Format gehalten wie es h ufig bei EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Funktions bersicht Seite 25 Internet und Webanwendungen benutzt wird und enth lt Informationen zu folgenden Merkmalen des EtherCAT Slave Ger tes te 0 Informationen zum Hersteller des Ger tes Name Typ und Versionsnummer des Ger tes Typ und Versionsnummer des zu verwendenden Protokolls f r dieses Ger t z B CANopen over Ethernet Parametrierung des Ger tes und Konfiguration der Prozessdaten In Abbildung 3 ist ein Beispiel einer XML Beschreibungsdatei f r den ARS 2000 gegeben lt xml version 1 0 gt lt EtherCATInfo Version 1 0 gt lt Vendor gt lt Id gt xE4 lt Td gt lt Name g
14. Objekte haben die folgende Bedeutung sw oO Subindex Description Communication Type Sync Channel 0 Access ro PDO Mapping Value Range Subindex Description Communication Type Sync Channel 1 Access ro PDO Mapping Value Range Default Value EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 32 Subindex 0S o r ommunication Type Sync Channel 2 0 unused 3 Process Data Output TxPDO Master Slave Default Value 3 Value Range sw foa ooo 0 unused 4 Process Data Input RxPDO Master lt Slave Value Range 6 1 2 3 O CANopen over EtherCAT CoE bjekt 1010 Sync Manager Channel 0 Mailbox Receive Uber dieses Objekt kann ein PDO fiir den Sync Kanal 0 konfiguriert werden Da der Sync Kanal 0 immer durch das Mailbox Telegrammprotokoll belegt ist kann dieses Objekt vom Anwender nicht geandert werden Das Objekt hat daher immer die folgenden Werte Sind oo SSCS unbenutzt 1 Der durch die EtherCAT Spezifikation f r den Subindex 0 dieser Objekte festgelegte Name Number of assigned PDOs ist hier irref hrend da die Sync Manager Kan le 0 und 1 immer durch das Mailbox Telegramm belegt sind In dieser Telegrammart werden unter EtherCAT CoE immer SDOs bertragen Der Subindex 0 dieser beiden Objekte bleibt also EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 CANopen over EtherCAT CoE Seite 33 6 1 2 4 O
15. Produkt selbst sind Personen die mit der Aufstellung der Montage der Inbetriebsetzung und dem Betrieb des Produktes sowie mit allen Warnungen und Vorsichtsma nahmen gem dieser Betriebsanleitung in diesem Produkthandbuch ausreichend vertraut sind und ber die ihrer T tigkeit entsprechenden Qualifikationen verf gen N Ausbildung und Unterweisung bzw Berechtigung Ger te Systeme gem den Standards der Sicherheitstechnik ein und auszuschalten zu erden und gem den Arbeitsanforderungen zweckm ig zu kennzeichnen N Ausbildung oder Unterweisung gem den Standards der Sicherheitstechnik in Pflege und Gebrauch angemessener Sicherheitsausr stung N Schulung in Erster Hilfe Die nachfolgenden Hinweise sind vor der ersten Inbetriebnahme der Anlage zur Vermeidung von K rperverletzungen und oder Sachsch den zu lesen o iI Diese Sicherheitshinweise sind jederzeit einzuhalten 1 Versuchen Sie nicht den Servopositionierregler zu installieren oder in Betrieb zu nehmen bevor Sie nicht alle Sicherheitshinweise f r elektrische Antriebe und Steuerungen in diesem Dokument sorgf ltig durchgelesen haben Diese Sicherheitsinstruktionen und alle anderen Benutzerhinweise sind vor jeder Arbeit mit dem Servopositionierregler durchzulesen EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 12 i fo 0 0 Sicherheitshinweise f r elektrische Antriebe und Steuerungen Sollten Ihnen k
16. Steuerung passt Oo Manuelles Erstellen einer PDO Zuordnung mit Hilfe des Men s Parameter Feldbus EtherCAT PDO Konfiguration Transmit bzw Receive gt Erstellen eines Transmit PDO Abbildes welches zum Input Abbild der Steuerung passt gt Erstellen eines Receive PDO Abbildes welches zum Output Abbild der Steuerung passt EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 52 Parametrierung mit dem Metronix ServoCommander gt Auswertung der Daten mit der SYNC Nachricht Dies ist erforderlich damit der CAN Treiber die Receive Daten Ubernimmt und sich ggf mittels der PLL aufsynchronisieren kann Setzen der Einstellung ber den Mailbox Bereich der XML Datei blicherweise k nnen Steuerungen die XML Datei einlesen und die gew nschten Parametrierungen durchf hren s u lt Mailbox gt lt CoE DS402Channels 1 EdsFile METRONIX eds PdoAssign 1 gt lt InitCmd gt lt Transition gt PS lt Transition gt lt Index gt x6040 lt Index gt lt SubIndex gt 0 lt SubIndex gt lt Data gt 0 lt Data gt lt Comment gt control_word lt Comment gt lt InitCmd gt lt CoE gt lt Mailbox gt O Beachten Sie dass die Parametrierung der EtherCAT Funktionalit t nach einem Reset nur erhalten bleibt wenn der Parametersatz im Servopositionierregler ARS 2000 gesichert wurde EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Mechanische Installation S
17. anderen Produkten oder aufgrund unsachgem er Handhabung an Maschinen oder Anlagen entstehen Metronix beh lt sich das Recht vor das Dokument oder das Produkt ohne vorherige Ank ndigung zu ndern zu erg nzen oder zu verbessern Dieses Dokument darf weder ganz noch teilweise ohne ausdr ckliche Genehmigung des Urhebers in irgendeiner Form reproduziert oder in eine andere nat rliche oder maschinenlesbare Sprache oder auf Datentr ger bertragen werden sei es elektronisch mechanisch optisch oder auf andere Weise Warenzeichen Alle Produktnamen in diesem Dokument k nnen eingetragene Warenzeichen sein Alle Warenzeichen in diesem Dokument werden nur zur Identifikation des jeweiligen Produkts verwendet ServoCommander ist ein eingetragenes Warenzeichen der Metronix Me ger te und Elektronik GmbH EtherCAT ist ein eingetragenes Warenzeichen EtherCAT ist ein von der Firma Beckhoff initiierter Ethernet basierter Feldbus der als offener Standard propagiert wird EtherCAT ist eine offene Technologie die in der IEC International Electrotechnical Commission genormt wird Unterst tzt wird sie von der ETG EtherCAT Technology Group einer internationalen Anwender und Herstellervereinigung EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 3 Verzeichnis der Revisionen Ersteller Metronix MeBgerate und Elektronik GmbH Handbuchname EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 20
18. und SDOs zum Versenden der Objekte ber EtherCAT von den Einstellungen die unter CANopen gemacht werden m ssen Um die CANopen Objekte die ber PDO oder SDO Transfers zwischen Master und Slave ausgetauscht werden sollen in das EtherCAT Protokoll einzubinden ist unter EtherCAT ein sogenannter Sync Manager implementiert Dieser Sync Manager dient dazu die Daten der zu sendenden PDOs und SDOs in die EtherCAT Telegramme einzubinden Zu diesem Zweck stellt der Sync Manager mehrere Sync Kan le zur Verf gung die jeweils einen CANopen Datenkanal Receive SDO Transmit SDO Receive PDO oder Transmit PDO auf das EtherCAT Telegramm umsetzen k nnen Die Abbildung 4 soll die Einbindung des Sync Manager in das System veranschaulichen EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 28 CANopen over EtherCAT CoE SYNC KanalO Receive SDO SYNC Kanal 1 Transmit SDO EtherCAT Bus SYNC Kanal2 Receive SDO 1 2 3 4 SYNC Kanal3 Transmit SDO 1 2 3 4 8 B D Abbildung 4 Beispielmapping der SDOs und PDOs auf die Sync Kan le Alle Objekte werden ber so genannte Sync Kan le verschickt Die Daten dieser Kan le werden automatisch in den EtherCAT Datenstrom eingebunden und bertragen Die EtherCAT Implementierung im Servopositionierregler ARS 2000 unterst tzt vier solcher Sync Kan le Aus diesem Grund ist gegen ber CANopen ein zus tzlich Mapping der SDOs und PDOs auf die
19. vom Master erst initialisiert werden bevor er in einer Anwendung durch den Master verwendet werden kann Zu diesem Zweck ist f r die Kommunikation eine Zustandsmaschine Statemachine definiert die einen festen Handlungsablauf f r eine solche Initialisierung festlegt Solch eine Statemachine ist auch f r das EtherCAT Interface definiert Dabei d rfen Wechsel zwischen den einzelnen Zust nden der Statemachine nur zwischen bestimmten Zust nden stattfinden und werden immer durch den Master initiiert Ein Slave darf von sich aus keinen Zustandswechsel vornehmen Die einzelnen Zust nde und die erlaubten Zustandswechsel sind in den folgenden Tabellen und Abbildungen beschrieben Tabelle 7 Zust nde der EhterCAT Statemachine f r die Kommunikation Power ON Das Ger t wurde eingeschaltet Es initialisiert sich selbst und schaltet direkt in den Zustand Init Init In diesem Zustand wird der EtherCAT Feldbus durch den Master synchronisiert Dazu geh rt auch das Einrichten der asynchronen Kommunikation zwischen Master und Slave Mailbox Telegrammprotokoll Es findet noch keine direkte Kommunikation zwischen Master und Slave statt Die Konfiguration startet gespeicherte Werte werden geladen Wenn alle Ger te die an den Bus angeschlossen sind konfiguriert wurden wird in den Zustand Pre Operational gewechselt Pre Operational In diesem Zustand ist die asynchrone Kommunikation zwischen Master und Slave aktiv
20. wird entweder das Eintreffen des Telegramms oder der Hardware Synchronisationspuls des Distributed Clocks Mechanismus s u zur Daten bernahme verwendet EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 CANopen over EtherCAT CoE Seite 43 Das Technologiemodul EtherCAT f r ARS 2000 unterst tzt durch Einsatz des FPGA Baustein ESC20 eine Synchronisation ber die unter EtherCAT spezifizierten Mechanismus der Distributed Clocks verteilte Uhren Auf diesen Takt wird der Stromregler des Servopositionierreglers ARS 2000 synchronisiert und es erfolgt die Auswertung bzw das Senden der entsprechend konfigurierten PDOs F r weitergehende Informationen sei hier auf das CANopen Handbuch des Servopositionierreglers ARS 2000 verwiesen 1 Der Servopositionierregler ARS 2000 mit dem Technologiemodul EtherCAT unterst tzt die Funktionen Zyklisches PDO Frame Telegramm durch das Prozessdaten Telegrammprotokoll Synchrones PDO Frame Telegramm durch das Prozessdaten Telegrammprotokoll T Der Servopositionierregler ARS 2000 mit dem Technologiemodul EtherCAT unterst tzt vier Receive PDO s RxPDO und vier Trasmit PDO s TxPDO 6 5 Error Control Die EtherCAT CoE Implementierung f r den Servopositionierregler ARS 2000 berwacht folgende Fehlerzust nde des EtherCAT Feldbus FPGA ist nicht bereit bei Start des Systems i Es ist ein Busfehler aufgetreten
21. 00 Dateiname ECAT HB_ARS2000_2p0_ DE Speicherort der Datei Lfd Nr Beschreibung Datum der Anderung Erstellung i 28 10 2008 Corporate Identity aktualisiert keine 13 04 2011 technischen Anderungen EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 4 INHALTSVERZEICHNIS 1 ALLGEMEINES sisisitrctcsscetescrcantuncosacceaeueaptetadgantnevoaetedasaasteaanasotebuibentviaruaetenovedtans 8 1 1 In diesem Handbuch verwendete Symbole eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 8 122 GAIDKOPZUNGS I srctsi ee ee eh aed tbat tata 8 Io DOKUMEMIQON rensei E 9 TA Deem AING een 10 2 SICHERHEITSHINWEISE F R ELEKTRISCHE ANTRIEBE UND STEUERUNGEN assscvsievsccvasevacasshevdedestevdncsttancaccececdsaciacvenavalsvacevahivecaticv scvecectis 11 2 1 AlgemeineHinweise s2 2 in 11 2 2 Gefahren durch falschen Gebrauch ssssssssssssssssssssssssssssssssseees 12 2 3 Siehlerhellshinweiser zu sk ee ee ee ee 13 2 3 1 Allgemeine Sicherheitshinweise 44444444nnnnnnnn nn 13 2 3 2 Sicherheitshinweise bei Montage und Wartung 06 14 2 3 3 Schutz gegen Ber hren elektrischer Teile 2222222222444 4 gt 15 2 3 4 Schutz durch Schutzkleinspannung PELV gegen elektrischen Schlagern e A A 16 2 3 5 Schutz vor gef hrlichen Bewegungen ssssssssserrrressserrrrrrene 16 2 3 6 Schutz gegen Ber hren hei er Teile
22. 1C13 Sync Manager Channel 3 Process Data Input 35 6 1 3 Nicht unterst tzte CANopen Kommunikationsobjekte unter CoE36 6 2 Kommunikations Statemachine nnnnnnnnnnnnnnnnnn nenn 37 6 2 1 Unterschiede zwischen den Statemachines von CANopen und all 01 16 87 4 Gctdues cers ana a a a a 40 6 3 SDO Frame ac RR RE oar RR RR RR tE oei aii orein 40 Bid A BON eaa ee 41 6 5 Error Conto ieee EE ee ee een ee hehe 43 6 6 Emergency Fra mete iat stieneiiciieal sii a eenen ereer ennnen ennnen ennenen 44 6 7 Anpassung der Geratebeschreibungsdatei ssssesseeeeseeeeeeeeeees 44 6 7 1 Grunds tzlicher Aufbau der Ger tebeschreibungsdatei 45 6 7 2 Receive PDO Konfiguration im Knoten RxPDO 47 6 7 3 Transmit PDO Konfiguration im Knoten TXPDO 49 6 7 4 Initialisierungskommandos Uber den Knoten Mailbox 49 6 8 Synchronisation Distributed Clocks cceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeneeeeeeeees 50 PARAMETRIERUNG MIT DEM METRONIX SERVOCOMMANDERTM 51 MECHANISCHE INSTALLATION ccccccccceecccceeeeeeeeeeeeseseeeeeeseseseeseneneneeesees 53 ELEKTRISCHE INSTALLATION anne 54 9 1 Steckerbelegung und Kabelspezifikationen uennn 54 9 1 1 Ausf hrung am Ger t X1 X2 nn 54 9 1 2 Belegung der Steckverbinder X1 X2 54 9 1 3 Art und Ausf h
23. ARS 2000 Version 2 0 CANopen over EtherCAT CoE Seite 49 6 7 3 Transmit PDO Konfiguration im Knoten TxPDO Der Knoten TxPDO dient der Festlegung des Mappings f r die Transmit PDOs und deren Zuordnung zu einem Kanal des Sync Managers Die Konfiguration entspricht dabei der der Receive PDOs aus Kapitel 6 7 2 Receive PDO Konfiguration im Knoten RxPDO mit dem Unterschied dass der Knoten Name des PDOs anstelle von Outputs auf Inputs gesetzt werden muss 6 7 4 Initialisierungskommandos ber den Knoten Mailbox Der Knoten Mailbox in der Ger tebeschreibungsdatei dient dem Beschreiben von CANopen Objekten durch den Master im Slave w hrend der Initialisierungsphase Die Kommandos und Objekte die dort beschrieben werden sollen werden ber spezielle Eintr ge festgelegt In diesen Eintr gen ist der Phasen bergang bei dem dieser Wert beschrieben werden soll festgelegt Weiterhin enth lt solch ein Eintrag die CANopen Objektnummer Index und Subindex so wie den Datenwert der geschrieben werden soll und einen Kommentar Ein typischer Eintrag hat die folgende Form lt InitCmd gt lt Transition gt PS lt Transition gt lt Index x6060 lt Index gt lt SubIndex gt 0 lt SubIndex gt lt Data gt 03 lt Data gt lt Comment gt velocity mode lt Comment gt lt InitCmd gt In obigem Beispiel wird im Zustands bergang PS von Pre Operational nach Safe Operational die Betriebsart im CANopen Objek
24. Dieser Zustand wird vom Master benutzt um m gliche zyklische EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 38 CANopen over EtherCAT CoE Kommunikation tiber PDOs einzurichten und notwendige Parametrierungen tiber die azyklische Kommunikation vorzunehmen Wenn dieser Zustand fehlerfrei durchlaufen wurde wechselt der Master in den Zustand Safe Operational Safe Operational Dieser Zustand wird benutzt um alle Ger te die an den EtherCAT Bus angeschlossen sind in einen sicheren Zustand zu versetzen Dabei sendet der Slave aktuelle Istwerte an den Master ignoriert allerdings neue Sollwerte vom Master und benutzt stattdessen sichere Defaultwerte Wenn dieser Zustand fehlerfrei durchlaufen wurde wechselt der Master in den Zustand Operational Operational In diesem Zustand ist sowohl die azyklische als auch die zyklische Kommunikation aktiv Master und Slave tauschen Soll und Istwertdaten aus In diesem Zustand kann der ARS 2000 ber das CoE Protokoll freigegeben und verfahren werden Zwischen den einzelnen Zust nden der Kommunikations Statemachine sind nur berg nge gem Abbildung 5 erlaubt Pre Operational Ol Safe Operational Operational Abbildung 5 Statemachine der Kommunikation In Tabelle 8 sind die berg nge einzeln beschrieben EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 CANopen over EtherCAT Co
25. E Seite 39 Tabelle 8 Status berg nge der Kommunikations Statemachine Start der azyklischen Kommunikation Mailbox Telegrammprotokoll Stop der azyklischen Kommunikation Mailbox Telegrammprotokoll Start Inputs Update Start der zyklischen Kommunikation Process Data Telegrammprotokoll Slave sendet Istwerte an Master Der Slave ignoriert Sollwerte vom Master und benutzt interne Defaultwerte Stop Input Update Stop der zyklischen Kommunikation Process Data Telegrammprotokoll Der Slave sendet keine Istwerte mehr an den Master Start Output Update Der Slave wertet aktuelle Sollwertvorgaben des Master aus Stop Output Update Der Slave ignoriert die Sollwerte vom Master und benutzt interne Defaultwerte Stop Output Update Stop Input Update Stop der zyklischen Kommunikation Process Data Telegrammprotokoll Der Slave sendet keine Istwerte mehr an den Master und der Master sendet keine Sollwerte mehr an den Slave Stop Input Update Stop Mailbox Communication Stop der zyklischen Kommunikation Process Data Telegrammprotokoll und Stop der azyklischen Kommunikation Mailbox Telegrammprotokoll Der Slave sendet keine Istwerte mehr an den Master und der Master sendet keine Sollwerte mehr an den Slave Stop Output Update Stop Input Update Stop Mailbox Communication Stop der zyklischen Kommunikation Process Data Telegrammprotokoll und Stop der azyklischen Kommunikation Mailbox Te
26. Len gt 16 lt BitLen gt lt Name gt Controlword lt Name gt lt DataType gt UINT lt DataType gt lt Entry gt lt Entry gt lt Index gt x6060 lt Index gt lt SubIndex gt 0 lt SubIndex gt lt BitLen gt 8 lt BitLen gt lt Name gt Mode_Of_Operation lt Name gt lt DataType gt USINT lt DataType gt lt Entry gt lt RxPDO gt Wie man in obigen Beispiel erkennen kann wird das gesamte Mapping des Receive PDOs in einem solchen Eintrag detailliert beschrieben Dabei gibt der erste groBe Block die Objektnummer des PDOs und dessen Typ an AnschlieBend folgt eine Liste aller CANopen Objekte die in das PDO gemappt werden sollen In der folgenden Tabelle sind die einzelnen Eintr ge genauer beschrieben Tabelle 13 Knoten in der Konfiguration des Receive PDOs Knotenname Bedeutung Anpassbar RxPDO Fixed 1 Dieser Knoten beschreibt direkt die Beschaffenheit des Nein Sm 2 Receive PDOs und seiner Zuordnung zum Sync Manager Der Eintrag Fixed 1 gibt an dass das Mapping des Objekts nicht geandert werden kann Der Eintrag Sm 2 gibt an dass das PDO dem Sync Kanal 2 des Sync Managers zugeordnet werden soll EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 48 CANopen over EtherCAT CoE Dieser Eintrag enth lt die Objektnummer des PDOs Hier wird das erste Receive PDO unter der Objektnummer 0x1600 konfiguriert Der Name gibt an ob es sich bei diesem PDO um ein Receive PDO
27. Ng Die Hinweise f r eine EMV gerechte Installation sind in dem entsprechendem Kapitel im Benutzerhandbuch ARS 2000 zu entnehmen Die Einhaltung der durch die nationalen Vorschriften geforderten Grenzwerte liegt in der Verantwortung der Hersteller der Anlage oder Maschine Die technischen Daten die Anschluss und Installationsbedingungen f r den Servopositionierregler sind aus diesem Produkthandbuch zu entnehmen und unbedingt einzuhalten Ko GEFAHR Es sind die Allgemeinen Errichtungs und Sicherheitsvorschriften f r das Arbeiten an Starkstromanlagen z B DIN VDE EN IEC oder andere nationale und internationale Vorschriften zu beachten Nichtbeachtung k nnen Tod K rperverletzung oder erheblichen Sachschaden zur Folge haben EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 14 Sicherheitshinweise f r elektrische Antriebe und Steuerungen Ohne Anspruch auf Vollst ndigkeit gelten unter anderem folgende Vorschriften Jo VDE 0100 Bestimmung f r das Errichten von Starkstromanlagen bis 1000 Volt EN 60204 Elektrische Ausr stung von Maschinen EN 50178 Ausr stung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln 2 3 2 Sicherheitshinweise bei Montage und Wartung F r die Montage und Wartung der Anlage gelten in jedem Fall die einschl gigen DIN VDE EN und IEC Vorschriften sowie alle staatlichen und rtlichen Sicherheits und Unfallverh tungsvorschriften Der Anlagenbauer bzw der
28. P Cat 5 Es werden Baum Stern und Linien Topologien unterst tzt Der Netzaufbau muss entsprechend der 5 4 3 Regel erfolgen Es d rfen maximal 10 Hubs in Linie verkabelt werden Das Technologiemodul EtherCAT enth lt einen Hub Die Gesamtkabell nge ist auf 100 m begrenzt Die aufgef hrten Kabelbezeichnungen beziehen sich auf Kabel der Firma LAPP und L tze Sie haben sich in der Praxis bew hrt und befinden sich in vielen Applikationen erfolgreich im Einsatz Es sind aber auch vergleichbare Kabel anderer Hersteller verwendbar Tabelle 18 Bestellnummer der Fa LAPP und L tze Leitungsl nge Bestell Nummer EtherCAT Kabel von der Firma LAPP 0 5 m 90PCLC50000 im 90PCLC500010 2m 90PCLC500020G 5m 90PCLC500050G EtherCAT Kabel von der Firma L tze 0 5 m 192000 EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 56 Elektrische Installation EtherCAT Verkabelung Aufgrund der sehr hohen m glichen Baudraten empfehlen wir ausschlie lich die Verwendung der standardisierten Kabel und Steckverbinder Diese sind teilweise mit zus tzlichen Diagnosem glichkeiten versehen und erleichtern im St rungsfall die schnelle Analyse der Feldbus Schnitistelle Folgen Sie bei dem Aufbau des EtherCAT Netzes unbedingt den Ratschlagen der gangigen Literatur bzw den nachfolgenden Informationen und Hinweisen um ein stabiles st rungsfreies System zu erhalten Bei einer nicht
29. Port 2 X2 Pint Abbildung 11 Lage der Elemente an der Frontplatte EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 54 Elektrische Installation 9 Elektrische Installation 9 1 Steckerbelegung und Kabelspezifikationen 9 1 1 Ausf hrung am Ger t X1 X2 RJ45 Buchsen X1 RJ45 Buchse oben Uplink zum Master oder einem vorherigen Teilnehmer einer linienf rmigen Verbindung z B mehrere Servopositionierregler X2 RJ45 Buchse unten Uplink zum Master Ende einer linienf rmigen Verbindung oder Anschluss weiterer nachgeordneter Teilnehmer 9 1 2 Belegung der Steckverbinder X1 X2 Tabelle 16 Belegung X1 RJ45 Buchse oben Spezifikation Empf ngersignal RX Adernpaar 3 Empf ngersignal RX Adernpaar 3 Sendesignal TX Adernpaar 2 Adernpaar 1 Adernpaar 1 Sendesignal TX Adernpaar 2 Adernpaar 4 Adernpaar 4 EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Elektrische Installation Seite 55 Tabelle 17 Belegung X2 RJ45 Buchse unten Spezifikation Sendesignal TX Adernpaar 3 Sendesignal TX Adernpaar 3 Empf ngersignal RX Adernpaar 2 Adernpaar 1 Empf ngersignal RX Adernpaar 2 Adernpaar 1 Adernpaar 4 Adernpaar 4 9 1 3 Art und Ausf hrung des Kabels Die Verkabelung erfolgt mit geschirmten Twisted Pair Kabeln ST
30. Protokoll zu bertragen Tunnelung Folgende Anwender und Ger teprotokolle werden von EtherCAT unterst tzt CANopen over EtherCAT CoE wird vom ARS 2000 unterst tzt Servodrive Profil nach IEC 61491 over EtherCAT SoE entspricht dem SERCOS 2 Protokoll File Access over EtherCAT FoE Ethernet over EtherCAT EoE m 1 Der Servopositionierregler ARS 2000 mit dem Technologiemodul EtherCAT unterst tzt das CoE Protokoll CANopen over EtherCAT unter Verwendung des FPGA ESC20 Funktions bersicht siehe Tabelle 4 Damit werden die CANopen Kommunikationsobjekte ber das EtherCAT Telegramm getunnelt T Als Tunneln bezeichnet man in der Elektronischen Datenverarbeitung EDV das Ubertragen der Daten eines Netzwerkprotokolls hier die CANopen Komunikationsobjekte des DS402 und DS301 Protokolls eingebettet in ein anderes Netzwerkprotokoll hier das EtherCAT Protokoll CoE In der Abbildung 1 sind die einzelnen Protokolle des multiprotokollfahigen Feldbussystem EtherCAT schematisch dargestellt Dort findet das vom Servopositionierregler ARS 2000 benutzte CANopen over EtherCAT Protokoll CoE Protokoll besondere Beachtung Wie in Abbildung 1 zu erkennen stellt das EtherCAT Protokoll auf der Ubertragungsschicht das Mailbox Protokoll f r azyklische Kommunikation und das Process Data Protokoll f r den Austausch von zyklischen Daten zur Verf gung ber diese beiden Protokolle wird das CoE Proto
31. S 2000 wird f r jedes dieser Ger te eine XML Datei Extended Markup Language erstellt Diese XML Datei beschreibt detailliert das anzusprechende Ger t und seine Leistungsmerkmale und wird vom Hersteller zur Verf gung gestellt Die f r den ARS 2000 vorhandene XML Datei wird in Kapitel 5 2 XML Beschreibungsdatei beschrieben EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 24 Funktions bersicht 5 1 EtherCAT Protokoll Das EtherCAT Protokoll ist f r Prozessdaten optimiert und wird ber das Ethernet bertragen F r das EtherCAT Protokoll wurde ein eigener EtherType 88A4h definiert Dadurch k nnen EtherCAT Daten direkt in Standard Ethernet Frames transportiert werden Diese bertragungsart wird immer dann gew hlt wenn sich alle Busteilnehmer im gleichen Ethernet Subnetz befinden F r die Kommunikation ber das aktuelle Subnetz hinaus kann auch das UDP IP Protokoll zur bertragung der EtherCAT Datenpakete benutzt werden Dabei wird einfach der Ethernet Header gegen den USB IP Header ausgetauscht Die EtherCAT Nutzdaten bleiben dabei unbeeinflusst siehe Abbildung 2 Ein EtherCAT Telegramm kann aus mehreren Subtelegrammen bestehen die jeweils einen Speicherbereich des bis zu 4 Gigabyte gro en logischen Prozessabbildes bedienen k nnen Die datentechnische Reihenfolge ist dabei unabh ngig von der physikalischen Reihenfolge der Ethernet Klemmen im Netz Es kann wahlfrei adressiert werden Broadcast
32. Safe Operational Br Operational Operational 6 3 SDO Frame Alle Daten eines SDO Transfers werden bei CoE ber SDO Frames bertragen Diese Frames haben den folgenden Aufbau 6 Byte 2 Byte 1 Byte 2 Byte 1Byte 4AByte 1 n Byte T Mandatory Header Standard CANopen SDO frame optional Abbildung 6 SDO Frame Telegrammaufbau Mailbox Header Daten f r die Mailbox Kommunikation L nge Adresse und Typ CoE Header Kennung des CoE Services SDO Control Byte Kennung f r einen Lese oder Schreibbefehl Index Hauptindex des CANopen Kommunikationsobjekts Subindex Subindex des CANopen Kommunikationsobjekts Data Dateninhalt des CANopen Kommunikationsobjekts Data optional Weitere optionale Daten Diese Option wird vom Servopositionierregler ARS 2000 nicht unterst tzt EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 CANopen over EtherCAT CoE Seite 41 da nur Standard CANopen Objekte angesprochen werden k nnen Die maximale Gr e dieser Objekte ist 32 Bit Um ein Standard CANopen Objekt ber einen solchen SDO Frame zu bertragen wird der eigentliche CANopen SDO Frame in einen EtherCAT SDO Frame verpackt und bertragen Standard CANopen SDO Frames k nnen verwendet werden f r Initialisierung des SDO Downloads Download des SDO Segments Initialisierung des SDO Uploads Upload des SDO Segments Abbruch des SDO Transfers SDO upload expedited request SDO upload expedited response
33. Sync Kan le notwendig Dieses geschieht ber die so genannten Sync Manager Objekte Objekte 0x1C00 und 0x1C10 bis 0x1C13 siehe Kapitel 6 1 2 Diese Objekte sind nachfolgend n her beschrieben Der ARS 2000 verf gt ber vier einzelne Sync Kan le Die Zuordnung dieser Sync Kan le zu den einzelnen Transferarten ist fest und kann vom Anwender nicht ge ndert werden Die Belegung ist wie folgt Sync Kanal 0 Mailbox Telegrammprotokoll f r eingehende SDOs Master Slave Sync Kanal 1 Mailbox Telegrammprotokoll f r ausgehende SDOs Master lt Slave Sync Kanal 2 Prozessdaten Telegrammprotokoll f r eingehende PDOs Master Slave Hier ist das Objekt 0x1C12 zu beachten Sync Kanal 3 Prozessdaten Telegrammprotokoll f r ausgehende PDOs Master lt Slave Hier ist das Objekt 0x1C13 zu beachten Die Parametrierung der einzelnen PDOs wird Uber die Objekte 0x1600 bis 0x1603 Reveive PDOs und 0x1A00 bis 0x1A03 Transmit PDOs eingestellt Die Parametrierung der PDOs wird dabei wie im CANopen Handbuch beschrieben durchgef hrt Grunds tzlich kann die Einstellung der Sync Kan le und die Konfiguration der PDOs nur im Zustand Pre Operational durchgef hrt werden EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 CANopen over EtherCAT CoE Seite 29 T Unter EtherCAT ist es nicht vorgesehen die Parametrierung des Slave selbst durchzuf hren Zu diesem Zweck stehen die Ger tebeschreibungsdatei
34. T Technologiemodul EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 10 Allgemeines 1 4 Lieferumfang Der Master konfiguriert jeden Slave mittels einer XML Datei EtherCAT Device Description Diese XML Datei kann im Internet unter www metronix de unter dem Men punkt Download Software ARS 2000 ARS 2000 XML Datei heruntergeladen werden Dateiname ARS2000_XML_Vxpy xml Vxpy gibt die Versionsnummer der XML Datei an EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Sicherheitshinweise f r elektrische Antriebe und Steuerungen Seite 11 2 Sicherheitshinweise f r elektrische Antriebe und Steuerungen 2 1 Allgemeine Hinweise oO il Bei Schaden infolge von Nichtbeachtung der Warnhinweise in dieser Betriebsanleitung bernimmt die Metronix Me ger te und Elektronik GmbH keine Haftung Wenn die Dokumentation in der vorliegenden Sprache nicht einwandfrei verstanden wird bitte beim Lieferant anfragen und diesen informieren Der einwandfreie und sichere Betrieb des Servopositionierregler ARS 2000 setzt den sachgem en und fachgerechten Transport die Lagerung die Montage und die Installation sowie die sorgf ltige Bedienung und die Instandhaltung voraus F r den Umgang mit elektrischen Anlagen ist ausschlie lich ausgebildetes und qualifiziertes Personal einsetzen AUSGEBILDETES UND QUALIFIZIERTES PERSONAL im Sinne dieses Produkthandbuches bzw der Warnhinweise auf dem
35. andatory Header Standard CANopen Emergency frame optional Abbildung 9 Emergency Frame Telegrammaufbau Mailbox Header Daten f r die Mailbox Kommunikation L nge Adresse und Typ CoE Header Kennung des CoE Services ErrorCode Error Code der CANopen EMERGENCY Message Error Register Error Register der CANopen EMERGENCY Message Data Dateninhalt der CANopen EMERGENCY Message Data optional Weitere optionale Daten In der CoE Implementation f r den ARS 2000 werden die Standard CANopen Emergency Frames unterst tzt Das Data optional Feld wird nicht unterst tzt Da auch hier eine einfache Weitergabe der ber CoE empfangenen und gesendeten Emergency Messages an das im Servopositionierregler ARS 2000 implementierte CANopen Protokoll stattfindet k nnen alle Fehlermeldungen im CANopen Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 nachgeschlagen werden 6 7 Anpassung der Geratebeschreibungsdatei Wie schon in Kapitel 5 2 XML Beschreibungsdatei beschrieben wird unter EtherCAT jedes Ger t ber eine Ger tebeschreibungsdatei beschrieben Diese Datei kann zur einfachen Anbindung der EtherCAT Ger te an eine EtherCAT Steuerung verwendet werden In dieser Datei ist die komplette Parametrierung des Slave inklusive Parametrierung des Sync Managers und der PDOs enthalten Aus diesem Grund kann einer nderung der Konfiguration des Slave ber diese Datei geschehen F r den Servopositionierregler ARS 2000 hat Metronix solch eine
36. asis vorhanden auf die sich die einzelnen Slaves synchronisieren k nnen Die unter CANopen f r diesen Zweck vorgesehenen Sync Telegramme entfallen unter CoE Das im Servopositionierregler ARS 2000 verwendete FPGA ESC20 unterst tzt Distributed Clocks Eine sehr exakte zeitliche Synchronisation kann hiermit durchgef hrt werden Entsprechend ist f r die Transmit und Receive PDOs unter CoE der Transmission Type on Sync verf gbar 1 Der Servopositionierregler ARS 2000 mit dem Technologiemodul EtherCAT unterst tzt die Distributed Clocks Synchronisationsfunktion In der gegenw rtigen Implementierung ist es aber auch m glich ohne Distributed Clocks eine Synchrone bernahme der PDO Daten und ein synchronisieren der reglerinternen PLL auf den synchronen Datenrahmen des EtherCAT Frames zu erreichen Hierbei nutzt die Firmware das Eintreffen des EtherCAT Frames als Zeitbasis Es gelten die folgenden Einschr nkungen Der Master muss die EtherCAT Frames mit einem sehr geringen Jitter senden k nnen Die Zykluszeit des EtherCAT Frames muss exakt zur Zykluszeit tp des reglerinternen Interpolators passen Das Ethernet muss exklusiv f r den EtherCAT Frame zur Verf gung stehen Andere Telegramme m ssen ggf auf das Raster synchronisiert werden und d rfen nicht den Bus blockieren EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Parametrierung mit dem Metronix ServoCommander Seite 51
37. bject Vendor ID Product Code Revision Seriennr 0x1100 EtherCAT fixed station address Feste Adresse die dem Slave w hrend der Initialisierung durch den Master zugewiesen wird 0x1600 1 RxPDO Mapping Identifier des 1 Receive PDO 0x1601 2 RxPDO Mapping Identifier des 2 Receive PDO 0x 1602 3 RxPDO Mapping Identifier des 3 Receive PDO 0x 1603 4 RxPDO Mapping Identifier des 4 Receive PDO 0x1A00 1 TxPDO Mapping Identifier des 1 Transmit PDO 0x1A01 2 TxPDO Mapping Identifier des 2 Transmit PDO 0x1A02 3 TxPDO Mapping Identifier des 3 Transmit PDO EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 30 CANopen over EtherCAT CoE 0x1A03 4 TxPDO Mapping Identifier des 4 Transmit PDO 0x1C00 Sync Manager Communication Type Objekt zur Konfiguration der einzelnen Sync Kan le SDO oder PDO Transfer Ox1C10 Sync Manager PDO Mapping for Sync Zuordnung des Sync Kanal 0 zu einem channel 0 PDO SDO Kanal 0 ist immer reserviert fiir den Mailbox Receive SDO Transfer 0x1C11 Sync Manager PDO Mapping for Sync Zuordnung des Sync Kanal 1 zu einem channel 1 PDO SDO Kanal 1 ist immer reserviert f r den Mailbox Send SDO Transfer 0x1C12 Sync Manager PDO Mapping for Sync Zuordnung des Sync Kanal 2 zu einem PDO channel 2 Kanal 2 ist reserviert fiir Receive PDOs 0x1C13 Sync Manager PDO Mapping for Sync Zuordnung des Sync Kanal 3 zu einem PDO channel
38. bjekt 1011 Sync Manager Channel 1 Mailbox Send Uber dieses Objekt kann ein PDO fiir den Sync Kanal 1 konfiguriert werden Da der Sync Kanal 1 immer durch das Mailbox Telegrammprotokoll belegt ist kann dieses Objekt vom Anwender nicht geandert werden Das Objekt hat daher immer die folgenden Werte Subindex w ooo 6 1 2 5 Objekt 1012 Sync Manager Channel 2 Process Data Output Uber dieses Objekt kann ein PDO f r den Sync Kanal 2 konfiguriert werden Der Sync Kanal 2 ist fest f r den Empfang von Receive PDOs Master Slave vorgesehen In diesem Objekt muss unter dem Subindex 0 die Anzahl der PDOs eingestellt werden die diesem Sync Kanal zugeordnet sind In den Subindizes 1 bis 4 wird anschlie end die Objektnummer des PDOs eingetragen das dem Kanal zugeordnet werden soll Dabei k nnen hier nur die Objektnummern der vorher konfigurierten Receive PDOs benutzt werden Objekt 1600 bis 1603 In der gegenw rtigen Implementierung erfolgt keine weitere Auswertung der Daten der u a Objekte durch die Firmware des Servoreglers Es wird die CANopen Konfiguration der PDOs f r die Auswertung unter EtherCAT herangezogen io Sync Manager Channel 2 Process Data Output Object Gose_ ARRAY UINTE EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 34 Subindex 00 Value Range 0 no PDO assigned to this channel 1 one PDO assigned to this channel 2 two PDOs assigned to this channel 3 thr
39. chschaden Der Personenschutz ist aus den oben genannten Gr nden durch berwachungen oder Ma nahmen die anlagenseitig bergeordnet sind sicherzustellen Diese werden nach den spezifischen Gegebenheiten der Anlage einer Gefahren und Fehleranalyse vom Anlagenbauer vorgesehen Die f r die Anlage geltenden Sicherheitsbestimmungen werden hierbei mit einbezogen Durch Ausschalten Umgehen oder fehlendes Aktivieren von Sicherheitseinrichtungen k nnen willk rliche Bewegungen der Maschine oder andere Fehlfunktionen auftreten 2 3 6 Schutz gegen Ber hren hei er Teile GEFAHR Hei e Oberfl chen auf Ger tegeh use m glich Verletzungsgefahr Verbrennungsgefahr Geh useoberfl che in der N he von hei en W rmequellen nicht ber hren Verbrennungsgefahr NP Np Vor dem Zugriff Ger te nach dem Abschalten erst 10 Minuten abk hlen lassen Werden hei e Teile der Ausr stung wie Ger tegeh use in denen sich K hlk rper und Widerst nde befinden ber hrt kann das zu Verbrennungen f hren N gp EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 18 Sicherheitshinweise f r elektrische Antriebe und Steuerungen 2 3 7 Schutz bei Handhabung und Montage Die Handhabung und Montage bestimmter Teile und Komponenten in ungeeigneter Art und Weise kann unter ung nstigen Bedingungen zu Verletzungen f hren GEFAHR Verletzungsgefahr durch unsachgem e Handhabung K rperverletzung durch Quetsch
40. den siehe Kapitel 6 1 1 Konfiguration der Kommunikationsschnittstelle Dabei findet der Datenaustausch von PDOs f r den Servopositionierregler ARS 2000 ausschlie lich ber das EtherCAT Prozessdaten Telegrammprotokoll statt 1 Die bertragung von CANopen Prozessdaten PDOs ber die azyklische Kommunikation Mailbox Telegrammprotokoll wird vom Servopositionierregler ARS 2000 nicht unterst tzt Da intern im Servopositionierregler ARS 2000 alle ber das EtherCAT CoE Protokoll ausgetauschten Daten direkt an die interne CANopen Implementierung weitergereicht werden wird auch das PDO Mapping wie im CANopen Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 beschriebenen realisiert Die Abbildung 8 soll diesen Vorgang veranschaulichen Object Dictionary Mapping Object eee eee ee ee ee ee x I PDO Length 32 Bit 3 VVh Object C 5 Object D 8 Object E Q 2 Object F Object G Abbildung 8 PDO Mapping Durch die einfache Weitergabe der ber CoE empfangenen Daten an das im ARS 2000 implementierte CANopen Protokoll k nnen f r die zu parametrierenden PDOs neben dem Mapping der CANopen Objekte auch die f r das CANopen Protokoll f r den ARS 2000 verf gbaren Transmission Types der PDOs verwendet werden Der Servopositionierregler ARS 2000 unterst tzt auch den Transmission Type Sync Message Wobei die Sync Message Uber EtherCAT nicht gesendet werden braucht Es
41. e gibt die Einheit zur Anzeige von Positionswerten in der Steuerung an Das Objekt ist nur als Datencontainer vorhanden Es erfolgt keine weitere Auswertung durch die Firmware 0x608B velocity_notation_index gibt die Anzahl der Nachkommastellen zur Anzeige von Geschwindigkeitswerten in der Steuerung an Das Objekt ist nur als Datencontainer vorhanden Es erfolgt keine 0x608A position_dimension_index weitere Auswertung durch die Firmware 0x608C velocity_dimension_index gibt die Einheit zur Anzeige von EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 CANopen over EtherCAT CoE Seite 37 Geschwindigkeitswerten in der Steuerung an Das Objekt ist nur als Datencontainer vorhanden Es erfolgt keine weitere Auswertung durch die Firmware 0x608D acceleration_notation_index gibt die Anzahl der Nachkommastellen zur Anzeige von Beschleunigungswerten in der Steuerung an Das Objekt ist nur als Datencontainer vorhanden Es erfolgt keine weitere Auswertung durch die Firmware 0x608E acceleration_dimension_index gibt die Einheit zur Anzeige von Beschleunigungswerten in der Steuerung an Das Objekt ist nur als Datencontainer vorhanden Es erfolgt keine weitere Auswertung durch die Firmware 6 2 Kommunikations Statemachine Wie in fast allen Feldbusanschaltungen f r Servopositionierregler muss der angeschlossene Slave hier der Servopositionierregler ARS 2000
42. e Telegrammaufbau u sersnsesssnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnonnnnnnn nenn 44 Einstellung der EtherCAT Schnittstelle r400nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 51 Lage der Elemente an der Frontplatte erusnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nenn 53 Pin Anordnung der Buchsen RJ45 von X1 und X2 u sersseenneennnnennnnennnnn 56 EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 7 Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4 Tabelle 5 Tabelle 6 Tabelle 7 Tabelle 8 Tabelle 9 Tabelle 10 Tabelle 11 Tabelle 12 Tabelle 13 Tabelle 14 Tabelle 15 Tabelle 16 Tabelle 17 Tabelle 18 Tabelle 19 Tabelle 20 Technische Daten Umgebungsbedingungen und Qualifikation 0 20 Anzeigeelemente 4 ca tii ae HH eis iin 20 Signalpegel und Differenzspannung sn40ersnsennsnennnnnnannnnnnnnnnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnnen 20 Vergleichs bersicht ESC10 ESC20 und ASIC 220ssssnnnnnennnnennnennennnnennennennnnen 21 Neue und ge nderte Objekte f r CANopen over EtherCAT CoE 29 Nicht unterst tzte Objekte f r CANopen over EtherCAT CoE 36 Zust nde der EhterCAT Statemachine f r die Kommunikation en 37 Status berg nge der Kommunikations Statemachine 00s0nnssnnnnnnennnnnnennnnn 39 Unterschiede in der Statemachine zwischen CANopen und EtherCAT
43. e Spannung Der Sicherheitshinweis enth lt einen Hinweis auf eine eventuell auftretende lebensgef hrliche Spannung 1 2 Abk rzungen EtherCAT Ethernet for Controller and Automation Technology ETG EtherCAT Technology Group CoE CANopen over EtherCAT ESC EtherCAT Slave Controller FPGA Field Programmable Gate Array DS Draft Standard FW Firmware CiA CAN in Automation IEC International Electrotechnical Commission PDI Process Data Interface EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Allgemeines Seite 9 1 3 Dokumentation Dieses Produkthandbuch ARS 2000 Technologiemodul EtherCAT dient zum sicheren Arbeiten mit dem Feldbussystem EtherCAT f r den Servopositionierregler ARS 2000 Weitergehende Informationen finden sich in folgenden Handb chern zur ARS 2000 Produktfamilie CANopen Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Beschreibung des implementierten CANopen Protokolls gem CiA DSP402 und DS301 Montageanleitung Mounting Instructions ARS 2000 Anleitung zum Anschlusses des Servopositionierregler ARS 2000 Softwarehandbuch Servopositionierregler ARS 2000 Beschreibung der Geratefunktionalitat und der Softwarefunktionen der Firmware einschlieBlich der RS232 Kommunikation Beschreibung des Parametrierprogramms Metronix ServoCommander mit einer Anleitung bei der Erstinbetriebnahme eines Servopositionierreglers der Reihe ARS 2000 Produkthandbuch
44. ee PDOs assigned to this channel 4 four PDOs assigned to this channel 0 no PDOs assigned to this channel subindex Ot hat PDO Mapping object Number of assigned SR PDO Mapping object Number of assigned w Sy PDO Mapping object Number of assigned w 0x1602 third Receive PDO P PDO Mapping object Number of assigned EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 CANopen over EtherCAT CoE Version 2 0 CANopen over EtherCAT CoE Seite 35 6 1 2 6 Objekt 1013 Sync Manager Channel 3 Process Data Input Uber dieses Objekt kann ein PDO fiir den Sync Kanal 3 konfiguriert werden Der Sync Kanal 3 ist fest f r das Senden von Transmit PDOs Master lt Slave vorgesehen In diesem Objekt muss unter dem Subindex 0 die Anzahl der PDOs eingestellt werden die diesem Sync Kanal zugeordnet sind In den Subindizes 1 bis 4 wird anschlie end die Objektnummer des PDOs eingetragen das dem Kanal zugeordnet werden soll Dabei k nnen hier nur die Objektnummern der vorher konfigurierten Transmit PDOs benutzt werden 0x1A00 bis 0x1A03 In der gegenw rtigen Implementierung erfolgt keine weitere Auswertung der Daten der u a Objekte durch die Firmware des Servoreglers Es wird die CANopen Konfiguration der PDO s f r die Auswertung unter EtherCAT herangezogen Subindex 3 S Value Range 0 no PDO assigned to this channel 1 one PDO assigned to this channel 2 two PDOs assigned to this channel 3 three PDO assigned to th
45. eine Benutzerhinweise f r den Servopositionierregler zur Verf gung stehen wenden Sie sich an Ihren zust ndigen Vertriebsrepr sentanten Verlangen Sie die unverz gliche bersendung dieser Unterlagen an den oder die Verantwortlichen f r den sicheren Betrieb des Servopositionierregler ARS 2000 Bei Verkauf Verleih und oder anderweitiger Weitergabe des Servopositionierregler ARS 2000 sind diese Sicherheitshinweise ebenfalls mitzugeben Ein ffnen des Servopositionierregler ARS 2000 durch den Betreiber ist aus Sicherheits und Gew hrleistungsgr nden nicht zul ssig Die Voraussetzung f r eine einwandfreie Funktion des Servopositionierregler ARS 2000 ist eine fachgerechte Projektierung GEFAHR Unsachgem er Umgang mit dem Servopositionierregler und Nichtbeachten der hier angegebenen Warnhinweise sowie unsachgem e Eingriffe in die Sicherheitseinrichtung k nnen zu Sachschaden K rperverletzung elektrischem Schlag oder im Extremfall zum Tod f hren 2 2 Gefahren durch falschen Gebrauch GEFAHR Hohe elektrische Spannung und hoher Arbeitsstrom Lebensgefahr oder schwere K rperverletzung durch elektrischen Schlag GEFAHR Hohe elektrische Spannung durch falschen Anschluss Lebensgefahr oder K rperverletzung durch elektrischen Schlag GEFAHR Hei e Oberfl chen auf dem Ger tegeh use m glich Verletzungsgefahr Verbrennungsgefahr GEFAHR Gefahrbringende Bewegungen Lebensgefahr schwere K rperverletzu
46. eite 53 8 Mechanische Installation GEFAHR Nichtbeachten der in Kapitel 2 Sicherheitshinweise f r elektrische Antriebe und Steuerungen Seite 11 im Produkthandbuch k nnen zu Sachschaden K rperverletzung elektrischem Schlag oder im Extremfall zum Tod f hren GEFAHR Der Antriebsregler ist vor der Montage des Moduls von jeglichen stromf hrenden Leitungen zu trennen Mit einem geeigneten Kreuzschlitz Schraubendreher wird das Frontblech ber dem Technologie schacht 2 des Servopositionierreglers ARS 2000 abgeschraubt Das Technologiemodul EtherCAT wird jetzt in den offenen Technologieschacht 2 TECH2 so eingesteckt dass die Platine in den seitlichen F hrungen des Technologieschachtes l uft Das Technologiemodul wird bis zum Anschlag eingeschoben Abschlie end wird das Technologiemodul mit der Kreuzschlitzschraube am Servopositionierreglergeh use angeschraubt Es ist darauf zu achten dass die Frontplatte leitenden Kontakt mit dem Geh use des ARS 2000 hat PE An der Frontplatte des Technologiemoduls EtherCAT sind folgende Elemente angeordnet eine Zwei Farb LED f r EtherCAT Kommunikation gelb und Verbindung aktiv an Port 1 rot i eine rote LED zur Anzeige Verbindung aktiv an Port 2 zwei RJ45 Buchsen Die folgende Abbildung 11 zeigt die Lage der Buchsen und deren Nummerierung LED 2 LED1 Link aktiv an Port 2 rot Link aktiv an Port 1 rot Run LED gr n EtherCAT Running gelb Port 1 X1
47. en Scheren Schneiden Sto en Hierf r gelten allgemeine Sicherhinweise Die allgemeinen Errichtungs und Sicherheitsvorschriften zu Handhabung und Montage beachten NP Np Geeignete Montage und Transporteinrichtungen verwenden N gD Einklemmungen und Quetschungen durch geeignete Vorkehrungen vorbeugen Nur geeignetes Werkzeug verwenden Sofern vorgeschrieben Spezialwerkzeug benutzen N gp N gp Hebeeinrichtungen und Werkzeuge fachgerecht einsetzen Wenn erforderlich geeignete Schutzausstattungen zum Beispiel Schutzbrillen Sicherheitsschuhe Schutzhandschuhe benutzen N SD N gp Nicht unter h ngenden Lasten aufhalten Np Auslaufende Fl ssigkeiten am Boden sofort wegen Rutschgefahr beseitigen EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Produktbeschreibung Seite 19 3 Produktbeschreibung 3 1 Allgemeines Das Technologiemodul EtherCAT erlaubt die Anbindung des Servopositionierreglers ARS 2000 an das Feldbussystem EtherCAT Die Kommunikation ber das EtherCAT Interface IEEE 802 3u erfolgt mit einer EtherCAT Standard Verkabelung und ist zwischen dem ARS 2000 ab Firmware Version 3 5 KM Release1 7 und der Parametriersoftware Metronix ARS 2000 ServoCommander ab der Version 2 8 m glich Die Firma Metronix unterst tzt beim ARS 2000 das CoE Protokoll CANopen over EtherCAT mit dem FPGA ESC20 der Firma Beckhoff Das Technologiemodul EtherCAT kann in samtlichen dreip
48. en haben anschlie en Sichere Trennung wird beispielsweise durch Trenntransformatoren sichere Optokoppler oder netzfreien Batteriebetrieb erreicht 2 3 5 Schutz vor gef hrlichen Bewegungen Gef hrliche Bewegungen k nnen durch fehlerhafte Ansteuerung von angeschlossenen Motoren verursacht werden Die Ursachen k nnen verschiedenster Art sein Unsaubere oder fehlerhafte Verdrahtung oder Verkabelung Fehler bei der Bedienung der Komponenten Fehler in den Messwert und Signalgebern Defekte oder nicht EMV gerechte Komponenten Fehler in der Software im bergeordneten Steuerungssystem Diese Fehler k nnen unmittelbar nach dem Einschalten oder nach einer unbestimmten Zeitdauer im Betrieb auftreten Die berwachungen in den Antriebskomponenten schlie en eine Fehlfunktion in den EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Sicherheitshinweise f r elektrische Antriebe und Steuerungen Seite 17 angeschlossenen Antrieben weitestgehend aus Im Hinblick auf den Personenschutz insbesondere der Gefahr der K rperverletzung und oder Sachschaden darf auf diesen Sachverhalt nicht allein vertraut werden Bis zum Wirksamwerden der eingebauten berwachungen ist auf jeden Fall mit einer fehlerhaften Antriebsbewegung zu rechnen deren Ma von der Art der Steuerung und des Betriebszustandes abh ngen GEFAHR Gefahrbringende Bewegungen Lebensgefahr Verletzungsgefahr schwere K rperverletzung oder Sa
49. en zur Verf gung In ihnen ist die gesamte Parametrierung inklusive der PDO Parametrierung vorgegeben und wird vom Master w hrend der Initialisierung so verwendet S mtliche nderungen der Parametrierung sollten daher nicht per Hand sondern in den Ger tebeschreibungsdateien erfolgen Zu diesem Zweck sind die f r den Anwender wichtigen Sektionen der Geratebeschreibungsdateien in Kapitel 6 7 Anpassung der Ger tebeschreibungsdatei n her beschrieben F r viele Anwendungsf lle stellt Metronix fertige Geratebeschreibungsdateien f r den ARS 2000 zur Verf gung T Die hier beschriebenen Sync Kan le entsprechen nicht den von CANopen bekannten Sync Telegrammen CANopen Sync Telegramme k nnen weiterhin als SDOs ber die unter CoE implementierte SDO Schnittstelle bertragen werden beeinflussen aber nicht direkt die oben beschriebenen Sync Kan le 6 1 2 Neue und ge nderte CANopen Kommunikationsobjekte unter CoE Die folgende Tabelle gibt eine bersicht ber die verwendeten Indizes und Subindizes f r die CANopen kompatiblen Kommunikationsobjekte die f r das Feldbussystem EtherCAT im Bereich von 0x1000h bis 0x1FFFh eingef gt wurden Diese ersetzen haupts chlich die Kommunikationsparameter nach der CiA Norm DS301 Tabelle 5 Neue und geanderte Objekte fur CANopen over EtherCAT CoE 0x 1000 Device Type Identifier der Ger testeuerung 0x1018 Identity O
50. er fallen p Ebenfalls ist sicherzustellen dass die externe Spannungsversorgung des Servopositionierregler ARS 2000 24V abgeschaltet ist o Ein Abschalten des Zwischenkreises oder der Netzspannung muss immer vor dem Abschalten der 24V Reglerversorgung erfolgen o EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Sicherheitshinweise f r elektrische Antriebe und Steuerungen Seite 15 Die Arbeiten im Maschinenbereich sind nur bei abgeschalteter und verriegelter Wechselstrom bzw Gleichstromversorgung durchzuf hren Abgeschaltete Endstufen oder abgeschaltete Reglerfreigabe sind keine geeigneten Verriegelungen Hier kann es im St rungsfall zum unbeabsichtigten Verfahren des Antriebes kommen N gp Die Inbetriebnahme mit leerlaufenden Motoren durchf hren um mechanische Besch digungen z B durch falsche Drehrichtung zu vermeiden N gp Elektronische Ger te sind grunds tzlich nicht ausfallsicher Der Anwender ist daf r verantwortlich dass bei Ausfall des elektrischen Ger ts seine Anlage in einen sicheren Zustand gef hrt wird N gp Der Servopositionierregler kann hohe Temperaturen annehmen die bei Ber hrung schwere k rperliche Verbrennungen verursachen k nnen N gp 2 3 3 Schutz gegen Ber hren elektrischer Teile Dieser Abschnitt betrifft nur Ger te und Antriebskomponenten mit Spannungen ber 50 Volt Werden Teile mit Spannungen gr er 50 Volt ber hrt k nnen diese f r Personen gef
51. erpunkte Tabelle 10 Hauptgliederungspunkte der Ger tebeschreibungsdatei Knotenname Bedeutung Anpassbar Vendor Dieser Knoten enth lt den Namen und die ID des Herstellers nein des Ger tes zu dem diese Beschreibungsdatei geh rt Zus tzlich ist der Bin rcode einer Bitmap mit dem Logo des Herstellers enthalten Descriptions Dieser Unterpunkt enth lt die eigentliche teilweise Ger tebeschreibung samt Konfiguration und Initialisierung EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 46 CANopen over EtherCAT CoE Tabelle 11 Unterpunkte des Knotens Descriptions Knotenname Bedeutung Anpassbar Groups Dieser Knoten enth lt die Zuordnung des Ger tes zu einer nein Ger tegruppe Diese Gruppen sind festgelegt und d rfen vom Anwender nicht ver ndert werden Devices Dieser Unterpunkt enth lt die eigentliche Beschreibung des teilweise Ger tes In der folgenden Tabelle werden ausschlie lich die Unterknoten des Knotens Descriptions beschrieben die f r die Parametrierung des Servopositionierreglers ARS 2000 unter CoE notwendig sind Alle anderen Knoten sind fest und d rfen vom Anwender nicht ver ndert werden Tabelle 12 Wichtige Unterpunkte des Knotens Descriptions Knotenname Bedeutung Anpassbar RxPDO Fixed Dieser Knoten enth lt das PDO Mapping und die Zuordnung Ja des PDOs zum Sync Manager f r Receive PDOs TxPDO Fixed Diese
52. erwendet werden soll EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0
53. gp EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 16 Sicherheitshinweise f r elektrische Antriebe und Steuerungen Elektrische Anschlussstellen der Komponenten im eingeschalteten Zustand nicht ber hren N gp Vor dem Zugriff zu elektrischen Teilen mit Spannungen gr er 50 Volt das Ger t vom Netz oder von der Spannungsquelle trennen Gegen Wiedereinschalten sichern N gp Bei der Installation ist besonders in Bezug auf Isolation und Schutzma nahmen die H he der Zwischenkreisspannung zu ber cksichtigen Es muss f r ordnungsgem e Erdung Leiterdimensionierung und entsprechenden Kurzschlussschutz gesorgt werden N gp 2 3 4 Schutz durch Schutzkleinspannung PELV gegen elektrischen Schlag Alle Anschl sse und Klemmen mit Spannungen von 5 bis 50 Volt an dem Servopositionierregler sind Schutzkleinspannungen die entsprechend folgender Normen ber hrungssicher ausgef hrt sind International IEC 60364 4 41 Europ ische Lander in der EU EN 50178 1998 Abschnitt 5 2 8 1 GEFAHR Hohe elektrische Spannung durch falschen Anschluss Lebensgefahr Verletzungsgefahr durch elektrischen Schlag An alle Anschl sse und Klemmen mit Spannungen von 0 bis 50 Volt d rfen nur Ger te elektrische Komponenten und Leitungen angeschlossen werden die eine Schutzkleinspannung PELV Protective Extra Low Voltage aufweisen Nur Spannungen und Stromkreise die sichere Trennung zu gef hrlichen Spannung
54. hasigen Servopositionierreglern ARS 2300 und in den einphasigen Servopositionierreglern ARS 2100 mit integrierter Sicherheitstechnik Sicherer Halt erkennbar durch den Stecker X3 vorne auf der Frontseite betrieben werden o Ho Das Technologiemodul EtherCAT muss im Technologieschacht TECH2 gesteckt sein Der Betrieb weiterer Technologiemodule in dem Technologieschacht TECH 1 ist au er dem Service Speichermodul und dem EA88 Modul dann nicht mehr m glich o 3 2 Kenndaten des Technologiemodul EtherCAT Das Technologiemodul EtherCAT besitzt folgende Leistungsmerkmale Mechanisch voll integrierbar in die Metronix Servopositionierregler der Serie ARS 2000 EtherCAT entsprechend IEEE 802 3u 100Base TX mit 100 Mbps vollduplex Stern und Linientopologie Steckverbinder RJ45 Potential getrennte EtherCAT Schnittstelle Kommunikationszyklus 1ms Max 127 Slaves EtherCAT Slave Implementierung basiert auf dem FPGA ESC20 der Fa Beckhoff Unterst tzung des Merkmales Distributed Clocks zur zeitlich synchronen Sollwert bernahme LED Anzeigen f r Betriebsbereitschaft und Link Detect EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 20 Technische Daten 4 Technische Daten Tabelle 1 Technische Daten Umgebungsbedingungen und Qualifikation Lagertemperaturbereich 25 C bis 75 C Betriebstemperaturbereich 0 C bis 50 C
55. i auf das CANopen Handbuch servopositionierregler ARS 2000 verwiesen 1 Die einzelnen CANopen Komunikationsobjekte werden im CANopen Handbuch oervopositionierregler ARS 2000 beschrieben Allerdings wurden unter der CoE Implementierung unter EtherCAT einige neue CANopen Objekte hinzugef gt die f r die spezielle Anbindung ber CoE notwendig sind Dieses resultiert aus der ge nderten Kommunikationsschnittstelle zwischen dem EtherCAT Protokoll und dem CANopen Protokoll Dort wird ein sogenannter Sync Manager eingesetzt um die bertragung von PDOs und SDOs ber die beiden EtherCAT Transferarten Mailbox und Prozessdatenprotokoll zu steuern Dieser Sync Manager und die notwendigen Konfigurationsschritte f r den Betrieb des ARS 2000 unter EtherCAT CoE sind in Kapitel 6 1 1 Konfiguration der Kommunikationsschnittstelle beschrieben Die zus tzlichen Objekte sind in Kapitel 6 1 2 Neue und ge nderte CANopen Kommunikationsobjekte unter CoE beschrieben EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 CANopen over EtherCAT CoE Seite 27 AuBerdem werden einige CANopen Objekte des ARS 2000 die unter einer normalen CANopen Anbindung verf gbar sind ber eine CoE Anbindung ber EtherCAT nicht unterst tzt Eine Liste der unter CoE nicht unterst tzten CANopen Objekte ist in Kapitel 6 1 3 Nicht unterst tzte CANopen Kommunikationsobjekte unter CoE gegeben 6 1 1 Konfiguration der Kommun
56. ikationsschnittstelle Wie schon in Kapitel 5 Funktions bersicht beschrieben benutzt das EtherCAT Protokoll zwei verschiedene Transferarten zur bertragung der Ger te und Anwenderprotokolle wie z B das vom ARS 2000 verwendete CANopen over EtherCAT CoE Protokoll Diese beiden Transferarten sind das Mailbox Telegrammprotokoll f r azyklische Daten und das Prozessdaten Telegrammprotokoll f r die bertragung von zyklischen Daten F r das CoE Protokoll werden diese beiden Transferarten f r die verschiedenen CANopen Transferarten verwendet Dabei werden sie wie folgt benutzt i Mailbox Telegrammprotokoll Diese Transferart dient der Ubertragung der unter CANopen definierten Service Data Objects SDOs Sie werden in EtherCAT in SDO Frames bertragen Diese sind in Kapitel 6 3 SDO Frame genauer beschrieben Prozessdaten Telegrammprotokoll Diese Transferart dient der bertragung der unter CANopen definierten Process Data Objects PDOs die zum Austausch von zyklischen Daten benutzt werden Sie werden in EtherCAT in PDO Frames bertragen Diese sind in Kapitel 6 4 PDO Frame genauer beschrieben Grunds tzlich k nnen ber diese beiden Transferarten alle PDOs und SDOs genau so benutzt werden wie sie f r das CANopen Protokoll f r den ARS 2000 definiert sind Hierzu sei auf das CANopen Handbuch f r den Servopositionierregler ARS 2000 verwiesen Allerdings unterscheidet sich die Parametrierung der PDOs
57. is channel 4 four PDOs assigned to this channel 0 no PDOs assigned to this channel subindex OH Me PDO Mapping object number of assigned PDO Mapping No 0x1A00 first Transmit PDO 0x1A00 first Transmit PDO EN PDO Mapping object number of assigned w EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 36 CANopen over EtherCAT CoE ER PDO Mapping object number of assigned w N PDO Mapping object number of assigned Value Range 0x1A03 fourth Transmit PDO 0x1A03 fourth Transmit PDO 6 1 3 Nicht unterst tzte CANopen Kommunikationsobjekte unter CoE Bei einer Anbindung des ARS 2000 unter CANopen over EtherCAT werden einige CANopen Objekte nicht unterst tzt die unter einer direkten Anbindung des ARS 2000 ber CANopen vorhanden sind Diese Objekte sind in der folgenden Tabelle aufgef hrt Tabelle 6 Nicht unterst tzte Objekte f r CANopen over EtherCAT CoE Identifier Name Bedeutung 0x1008 Manufacturer Device Name String Ger tename Objekt ist nicht vorhanden 0x1009 Manufacturer Hardware Version String HW Version Objekt ist nicht vorhanden 0x100A Manufacturer Software Version String SW Version Objekt ist nicht vorhanden 0x6089 position_notation_index gibt die Anzahl der Nachkommastellen zur Anzeige von Positionswerten in der Steuerung an Das Objekt ist nur als Datencontainer vorhanden Es erfolgt keine weitere Auswertung durch die Firmwar
58. koll erkannt und verarbeitet Dabei werden die im EtherCAT Protokoll getunnelten CANopen Kommunikationsobjekte an die im Servopositionierregler ARS 2000 implementierte CANopen Applikationsebene bergeben und im Servopositionierregler intern als Standard CANopen Kommunikationsobjekte verarbeitet Das Mailbox Telegrammprotokoll dient der azyklischen Daten bertragung z B f r das SDO Frame Telegramm zum bertragen von Standard SDO CANopen Kommunikationsobjekten Das Process Data Telegrammprotokoll dient der zyklischen Daten bertragung z B f r das PDO Frame Telegramm zum bertragen von Standard PDO Telegrammen EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Funktions bersicht Seite 23 i Co Sete 5000 apping Foe Soe File Access FoE Abbildung 1 Multiprotokollf higes Feldbussystem EtherCAT Im Kapitel 5 1 EtherCAT Protokoll wird das EtherCAT Protokoll n her beschrieben Folgende Fehlererkennungen und Diagnosefunktionen stehen dem Feldbussystem EtherCAT zur Verf gung Kabelbruch bzw fehlende Antwort Falsche Reaktion im Durchlauf nicht alle Slaves haben geantwortet Redundanter Normalbetrieb zweiter Ethernet Port gt Leitungsredundanz gt Master Redundanz mit Hot Stand By gt Geratetausch bei laufendem Netzwerk gt Hot Connect von Leitungssegmenten Zur einfachen Einbindung eines EtherCAT konformen Ger tes wie dem Servopositionierregler AR
59. legrammprotokoll Der Slave sendet keine Istwerte mehr an den Master und der Master sendet keine Sollwerte mehr an den Slave 1l In der EtherCAT Statemachine ist zus tzlich zu den hier aufgef hrten Zust nden der Zustand Bootstrap spezifiziert Dieser Zustand ist angedacht um bei laufendem EtherCAT Protokoll eine neue Firmware in den Slave zu laden Da beim Servopositionierregler ARS 2000 ein Firmwaredownload ber die RS232 Schnittstelle durchgef hrt wird ist dieser Zustand f r den Servopositionierregler ARS 2000 nicht implementiert EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 40 CANopen over EtherCAT CoE 6 2 1 Unterschiede zwischen den Statemachines von CANopen und EtherCAT Beim Betrieb des ARS 2000 ber das EtherCAT CoE Protokoll wird an Stelle der CANopen NMT Statemachine die EtherCAT Statemachine verwendet Diese unterscheidet sich in einigen Punkten von der CANopen Statemachine Diese Unterschiede im Verhalten sind nachfolgend aufgef hrt Kein direkter bergang von Pre Operational nach Power On i Kein Stopped Zustand sondern direkter bergang in den INIT Zustand 7 Zus tzlicher Zustand Safe Operational In Tabelle 9 sind die unterschiedliche Zust nde gegen bergestellt Tabelle 9 Unterschiede in der Statemachine zwischen CANopen und EtherCAT EtherCAT State CANopen NMT State Power On Power On Initialisierung Init Stopped
60. m Slave Ger t verwendet EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 26 CANopen over EtherCAT CoE 6 CANopen over EtherCAT CoE 6 1 CANopen Kommunikationsschnittstelle Wie bereits in den vorherigen Kapiteln beschrieben werden die Anwenderprotokolle Uber EtherCAT getunnelt F r das vom ARS 2000 unterst tzte CANopen over EtherCAT CoE Protokoll werden f r die Kommunikationsschicht die meisten Objekte nach der CANopen Norm DS301 der CiA von EtherCAT unterst tzt Hier handelt es sich weitestgehend um Objekte zur Einrichtung der Kommunikation zwischen Master und Slave F r das CANopen Motion Profil nach CiA DSP402 werden die meisten Objekte unterst tzt die auch ber den normalen CANopen Feldbus bedient werden k nnen Grunds tzlich werden folgende Dienste und Objektgruppen von der EtherCAT CoE Implementation im Servopositionierregler ARS 2000 unterst tzt SDO Service Data Object Werden zur normalen Parametrierung des Reglers verwendet PDO Process Data Object Schneller Austausch von Prozessdaten z B Istdrehzahl m glich EMCY Emergency bermittlung von Fehlermeldungen Message Dabei werden die einzelnen Objekte die ber das CoE Protokoll im Servopositionierregler ARS 2000 angesprochen werden k nnen intern an die bestehende CANopen Implementierung weitergereicht und dort verarbeitet Aus diesem Grund werden die einzelnen CANopen Objekte in diesem Handbuch nicht erneut aufgef hrt Hier se
61. metronix servo drives EtherCAT Handbuch N EtherCAT lt Servopositionierregler ARS 2000 Metronix MeBgerate und Elektronik GmbH Telefon 49 0 531 8668 0 KocherstraBe 3 Telefax 49 0 531 8668 555 D 38120 Braunschweig E mail vertrieb metronix de Germany http www metronix de Seite 2 Urheberrechte 2011 Metronix Me ger te und Elektronik GmbH Alle Rechte vorbehalten Die Informationen und Angaben in diesem Dokument sind nach bestem Wissen zusammengestellt worden Trotzdem k nnen abweichende Angaben zwischen dem Dokument und dem Produkt nicht mit letzter Sicherheit ausgeschlossen werden F r die Ger te und zugeh rige Programme in der dem Kunden berlassenen Fassung gew hrleistet Metronix den vertragsgem en Gebrauch in bereinstimmung mit der Nutzerdokumentation Im Falle erheblicher Abweichungen von der Nutzerdokumentation ist Metronix zur Nachbesserung berechtigt und soweit diese nicht mit unangemessen Aufwand verbunden ist auch verpflichtet Eine eventuelle Gew hrleistung erstreckt sich nicht auf M ngel die durch Abweichen von den f r das Ger t vorgesehenen und in der Nutzerdokumentation angegebenen Einsatzbedingungen verursacht werden Metronix bernimmt keine Gew hr daf r dass die Produkte den Anforderungen und Zwecken des Erwerbers gen gen oder mit anderen von ihm ausgew hlten Produkten zusammenarbeiten Metronix bernimmt keine Haftung f r Folgesch den die im Zusammenwirken der Produkte mit
62. ng oder Sachschaden durch unbeabsichtigte Bewegungen der Motoren EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Sicherheitshinweise f r elektrische Antriebe und Steuerungen Seite 13 2 3 Sicherheitshinweise 2 3 1 Allgemeine Sicherheitshinweise Der Servopositionierregler entspricht der Schutzklasse IP54 sowie der Verschmutzungsklasse 1 Es ist darauf zu achten dass die Umgebung dieser Schutz bzw Verschmutzungsklasse entspricht N gp N gD Nur vom Hersteller zugelassene Zubeh r und Ersatzteile verwenden Die Servopositionierregler und die verwendeten Stromversorgungen m ssen entsprechend den EN Normen und VDE Vorschriften so an das Netz angeschlossen werden dass sie mit geeigneten Freischaltmitteln z B Hauptschalter Sch tz Leistungsschalter vom Netz getrennt werden k nnen N gp Zum Schalten der Steuerkontakte sollten vergoldete Kontakte oder Kontakte mit hohem Kontaktdruck verwendet werden N gp Vorsorglich m ssen Entst rungsma nahmen f r Schaltanlagen getroffen werden wie z B Sch tze und Relais mit RC Gliedern bzw Dioden beschalten o Es sind die Sicherheitsvorschriften und bestimmungen des Landes in dem das Ger t zur Anwendung kommt zu beachten o Die in der Produktdokumentation angegebenen Umgebungsbedingungen m ssen eingehalten werden Sicherheitskritische Anwendungen sind nicht zugelassen sofern sie nicht ausdr cklich vom Hersteller freigegeben werden
63. ortiert Broadcast Multicast und Querkommunikation zwischen den Slaves sind m glich Beim EtherCAT basiert der Datenaustausch auf einer reinen Hardware Maschine Deshalb wird slaveseitig eine spezielle Hardware verwendet die das Ethernet Telegramm entsprechend dem EtherCAT Protokoll verarbeitet Diese Hardware Protokollinterpreter werden entweder in Form eines ASIC Application Specific Integrated Circuit oder eines FPGA Field Programmable Gate Array mit entsprechender Software angeboten Die nachfolgende Tabelle gibt eine bersicht ber die ASICs und FPGA Versionen die in die Hardware implementiert werden k nnen Tabelle 4 Vergleichs bersicht ESC10 ESC20 und ASIC Feature Comparison of the EtherCAT Slave Controller Feature ESC20 AL Event Mask register Process Data Interfaces PDI 8 16 bit uC Interface Der Master besteht blicherweise als reine Software L sung ohne das spezielle Hardware verwendet werden muss Das bedeutet dass in den meisten F llen ein Standard Ethernet Anschluss f r den Master ausreicht Das Feldbussystem EtherCAT definiert ausschlie lich ein neues Protokoll f r die bertragungsschicht Es definiert kein eigenes Anwender oder Ger teprotokoll Vielmehr ist EtherCAT in der Lage verschiedene bereits bestehende und erprobte Anwender und EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 22 Funktions bersicht Ger teprotokolle ber das EtherCAT
64. r Knoten enth lt das PDO Mapping und die Zuordnung Ja des PDOs zum Sync Manager f r Transmit PDOs Mailbox Unter diesem Knoten k nnen Kommandos definiert werden die vom Master w hrend des Phasen bergangs von Pre Operational nach Operational ber SDO Transfers an den Slave bertragen werden Da f r den Anwender zur Anpassung der Ger tebeschreibungsdatei ausschlie lich die Knoten aus Tabelle 12 wichtig sind werden diese in den nachfolgenden Kapiteln detailliert beschrieben Der restliche Inhalt der Ger tebeschreibungsdatei ist fest und darf vom Anwender nicht ge ndert werden A Vorsicht Sollten in der Ger tebeschreibungsdatei nderungen an anderen Knoten und Inhalten als an den Knoten RxPDO TxPDO und Mailbox vorgenommen werden kann ein fehlerfreier Betrieb des Ger tes nicht mehr garantiert werden EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 CANopen over EtherCAT CoE Seite 47 6 7 2 Receive PDO Konfiguration im Knoten RxPDO Der Knoten RxPDO dient der Festlegung des Mappings f r die Receive PDOs und deren Zuordnung zu einem Kanal des Sync Managers Ein typischer Eintrag in der Geratebeschreibungsdatei f r den Servopositionierregler ARS 2000 kann wie folgt aussehen lt RxPDO Fixed 1 Sm 2 gt lt Index gt x1600 lt Index gt lt Name gt Outputs lt Name gt lt Entry gt lt Index gt x6040 lt Index gt lt SubIndex gt 0 lt SubIndex gt lt Bit
65. rung des Kabels 224444444444nnn nenn 55 9 1 4 Anscnlusshinweise X1 P2le s 2 en 56 9 1 5 BUS TermiNIetUNg enenes ns 56 SERVICEFUNKTIONEN UND ST RUNGSMELDUNGEN uauusssuennnannnnnnnnnnnen 57 10 1 Betriebsart und St rungsmeldungen cccceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 57 10 1 1 Fehlermeldungen cccccccccceeeeeseeeeceeeeeeeeeeeeseeeeeeeeeeeeeeeeenees 57 EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 6 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Abbildung 2 Abbildung 3 Abbildung 4 Abbildung 5 Abbildung 6 Abbildung 7 Abbildung 8 Abbildung 9 Abbildung 10 Abbildung 11 Abbildung 12 Multiprotokollf higes Feldbussystem EtherCAT ccccccceceeeeeeeeeeeeneeseeeeeseeeeeseeeeeaes 23 EtherCAT Telegrammaufbau cccccccecsceeeeceeececeeeeaaeeeeneeceeeeesaaeseseaeeceeeeesaeseenaeeenees 24 Beispiel einer XML Beschreibungsdatel 444sernnnnnnnennnnnnennnnnnnnnnnnnnnnn nn 25 Beispielmapping der SDOs und PDOs auf die Sync Kan le neeneeen 28 Statemachine der Kommunikation 240rsn4snnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnen 38 SDO Frame Telegrammaufbau 0 rs00unnnenannnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nen 40 PDO Frame Telegrammaufbau cccccceeeeceeceeeeeseaeeeeneeceeeeesaaeeeeaaeeeceeesaeeeeaeeenees 41 PDO Mapping u aude Ha RR a 42 Emergency Fram
66. sachgem en Verkabelung k nnen w hrend des Betriebs St rungen auf dem EtherCAT Bus auftreten die dazu f hren dass der Servopositionierregler ARS 2000 aus Sicherheitsgr nden mit einem Fehler abschaltet 9 1 4 Anschlusshinweise X1 X2 Abbildung 12 Pin Anordnung der Buchsen RJ45 von X1 und X2 9 1 5 Bus Terminierung z Es werden keine externen Busterminierungen ben tigt Das EtherCAT Interface iji berwacht seine beiden Ports und schlie t den Bus selbst ndig ab Loop back Funktion EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Servicefunktionen und St rungsmeldungen Seite 57 10 Servicefunktionen und St rungsmeldungen 10 1 Betriebsart und St rungsmeldungen 10 1 1 Fehlermeldungen Wenn ein Fehler auftritt zeigt der Servopositionierregler ARS 2000 eine Fehlermeldung in der Parametriersoftware Metronix ServoCommander an N heres zu anderen Fehlermeldungen finden Sie im Benutzerhandbuch In der Tabelle 19 sind die spezifischen EtherCAT Fehlermeldungen zusammengefasst Tabelle 19 Fehlermeldungen Fehlermeldung Bedeutung der Fehlermeldung Ma nahmen 62 0 EtherCAT Allgemeiner Busfehler Den EtherCAT Master einschalten Bitte die Verkabelung berpr fen 62 1 EtherCAT ESC Chip nicht erkannt Fehler der Hardware Bitte nehmen Sie Kontakt zum technischen Support auf 62 2 EtherCAT Protokollfehler kein CoE Fal
67. sches Protokoll EtherCAT Bus Verkabelung gest rt 62 3 EtherCAT Protokollfehler RPDO SM2 Pr fen Sie die RPDO Konfiguration des ARS L nge nicht in Ordnung 2000 und der Steuerung 62 4 EtherCAT Protokollfehler TPDO SM3 Pr fen Sie die TPDO Konfiguration des ARS L nge nicht in Ordnung 2000 und der Steuerung 62 5 EtherCAT Synchrone bertragung nicht Pr fen Sie die Konfiguration des Masters a Die Synchrone bertragung ist nicht stabil 63 0 Kein EtherCAT ESC20 Chip vorhanden Fehler der Hardware Bitte nehmen Sie Kontakt zum technischen Support auf 63 1 Fehlerhafte Daten auf dem EtherCAT Bitte die Verkabelung berpr fen Bus EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 58 Servicefunktionen und St rungsmeldungen Fehlermeldung Bedeutung der Fehlermeldung Ma nahmen TPDO Daten wurden nicht gelesen Die Daten werden schneller gesendet als der Servopositionierregler sie verarbeiten kann Reduzieren Sie die Zykluszeit auf dem EtherCAT Bus Tabelle 20 Warnmeldungen Warnmeldung Bedeutung der Warnmeldung Ma nahmen 63 3 Beim Starten des EtherCAT wurde kein Ggf Pr fen ob der Master das Merkmal Hardware SYNC Distributed Clocks Distributed Clocks unterst tzt gefunden Andernfalls Die Firmware synchronisiert sich nun auf den EtherCAT Frame Sicherstellen das die EtherCAT Frames nicht durch andere Frames gest rt werden falls der interpolated position mode v
68. t modes_of_operation auf Drehzahlregelung gesetzt Die einzelnen Unterknoten haben folgende Bedeutung Tabelle 15 Unterknoten des Knotens InitCmd Knotenname Bedeutung Anpassbar Transition Name des Zustands bergangs bei dessen Auftreten dieses Ja Kommando ausgef hrt werden soll siehe hierzu Kapitel 6 2 Kommunikations Statemachine Index Index des zu schreibenden CANopen Objekts SubIndex Subindex des zu schreibenden CANopen Objekts Data Datenwert der geschrieben werden soll als hexadezimalem Wert Comment Kommentar zu diesem Kommando EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000 Version 2 0 Seite 50 CANopen over EtherCAT CoE A Vorsicht In einer Ger tebeschreibungsdatei f r den Servopositionierregler ARS 2000 sind in dieser Sektion einige Eintr ge bereits vorgegeben Diese Eintr ge m ssen erhalten bleiben und d rfen vom Anwender nicht ge ndert werden 6 8 Synchronisation Distributed Clocks Die zeitliche Synchronisation wird bei EtherCAT ber so genannte verteilte Uhren Distributed Clocks realisiert Dabei enth lt jeder EtherCAT Slave eine Echtzeituhr die w hrend der Initialisierungsphase durch den Clock Master in allen Slaves synchronisiert wird Anschlie Bend werden die Uhren in allen Slaves im laufenden Betrieb nachgestellt Der Clock Master ist der erste Slave im Netzwerk Dadurch ist im gesamtem System eine einheitliche Zeitb
69. t Metronix lt Name gt lt ImageDatal6x14 gt 424dE6000000000000007600000028000000100000000E0000000 10004000000000070000000130B00001300000000000000000000000000000000 008000008000000080800080000000800080008080000080808000C0C0C000000 OFFOOOOFFOOOOOOFFFFOOFFOOOOOOFFOOFFOOFFFFOOOOFFFFFFOOFFFFFFFFFEFFF FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF44FFFF44FFFFF44FFF444FF444 FFF4444FFF44AFFF44444444AFFF44AFF444444444AF4444F4444444444F444AF AAFFAAAAAAFAAAAFAAFFFFAAAARFAAAAFAAFFEFEEFAAFFFAAFAAFFEFEFFFFFFFEFFE FFFFFFFFEFEFFEFFFFF lt ImageDatal6x14 gt lt Vendor gt lt Descriptions gt lt Groups gt lt Group SortOrder 1 gt lt Type gt MetronixAntriebe lt Type gt lt Name LcId 1033 gt Metronix Antrieb lt Name gt lt Group gt lt Groups gt lt Devices gt lt Device Physics YY gt lt Type ProductCode x264860d2 RevisionNo x20000 gt Metronix ECAT lt Type gt lt Name gt Metronix ECAT lt Name Abbildung 3 Beispiel einer XML Beschreibungsdatei Bei Verwendung des EtherCAT Protokolls kann ber die XML Beschreibungsdatei die komplette Parametrierung der Kommunikationsparameter f r das verwendete Ger t festgelegt werden Das beinhaltet z B bei der Verwendung von CoE auch die Parametrierung der Prozessdatenobjekte f r den zyklischen Datenaustausch Diese Daten werden w hrend der Initialisierungsphase des EtherCAT Masters meistens eine SPS oder CNC gelesen und f r die Initialisierung und die zyklische Kommunikation mit de

EtherCAT Handbuch Servopositionierregler ARS 2000

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