Die gesamten Komponenten werden je nach Anwendungsbestimmungen in bestimmten Hard- und Software- Konfigurationen ausgeliefert. Änderungen der Hard- oder Software-Konfiguration, die über die dokumentierten Möglichkeiten hinausgehen, sind unzulässig und bewirken den Haftungsausschluss der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG. Qualifikation des Personals Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs-, Automatisierungs- und Antriebstechnik, das mit den geltenden Normen vertraut ist.
Dokumentation angegeben. Jeder Revision zugehörig und gleichbedeutend ist üblicherweise eine Beschreibung (ESI, EtherCAT Slave Information) in Form einer XML-Datei, die zum Download auf der Beckhoff Webseite bereitsteht. Die Revision wird seit 2014/01 außen auf den IP20-Klemmen aufgebracht, siehe Abb. „EL5021 EL- Klemme, Standard IP20-IO-Gerät mit Chargennummer und Revisionskennzeichnung (seit 2014/01)“.
1.4.2 Versionsidentifikation von EL Klemmen Als Seriennummer/Date Code bezeichnet Beckhoff im IO-Bereich im Allgemeinen die 8-stellige Nummer, die auf dem Gerät aufgedruckt oder auf einem Aufkleber angebracht ist. Diese Seriennummer gibt den Bauzustand im Auslieferungszustand an und kennzeichnet somit eine ganze Produktions-Charge, unterscheidet aber nicht die Module einer Charge.
Abb. 2: ELM3002-0000 mit eindeutiger BTN 0000wwww und Seriennummer 09200506 1.4.4 Beckhoff Identification Code (BIC) Der Beckhoff Identification Code (BIC) wird vermehrt auf Beckhoff-Produkten zur eindeutigen Identitätsbestimmung des Produkts aufgebracht. Der BIC ist als Data Matrix Code (DMC, Code-Schema ECC200) dargestellt, der Inhalt orientiert sich am ANSI-Standard MH10.8.2-2016.
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Beispiel einer zusammengesetzten Information aus den Positionen 1 bis 4 und 6. Die Datenidentifikatoren sind zur besseren Darstellung jeweils rot markiert: Ein wichtiger Bestandteil des BICs ist die Beckhoff Traceability Number (BTN, Pos.-Nr. 2). Die BTN ist eine eindeutige, aus acht Zeichen bestehende Seriennummer, die langfristig alle anderen Seriennummern- Systeme bei Beckhoff ersetzen wird (z.
ESI/XML-Konfigurationsdatei für den EtherCAT‑Master bekannt. Zu den Zusammenhängen siehe die entsprechenden Kapitel im EtherCAT‑Systemhandbuch (Kapitel 3). In das ESI‑EEPROM wird auch die eBIC gespeichert. Die Einführung des eBIC in die Beckhoff IO Produktion (Klemmen, Boxen) erfolgt ab 2020; mit einer weitgehenden Umsetzung ist in 2021 zu rechnen.
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Vorwort ◦ Das Gerät muss zum Zugriff in SAFEOP/OP sein: ◦ Das Objekt 0x10E2 wird in Bestandsprodukten vorrangig im Zuge einer notwendigen Firmware‑Überarbeitung eingeführt. • Hinweis: bei elektronischer Weiterverarbeitung ist die BTN als String(8) zu behandeln, der Identifier „SBTN“ ist nicht Teil der BTN. •...
Produktübersicht Produktübersicht Übersicht Multiplexklemmen Klemme Signal- Anzahl Ausgangs- Diagnose Distributed Anschluss Ausgänge Strom je Kanal Clocks AC/DC EL2642 2-Leiter Reed-Ausgang, 0,5 A Käfigzugfeder ELM2642-0000 2-Leiter Reed-Ausgang, 0,5 A 6 pol. PushIn Käfigzugfeder, Wartungsstecker ELM2644-0000 2-Leiter Reed-Ausgang, 0,5 A 6 pol. PushIn Käfigzugfeder, Wartungsstecker ELM2742-0000 MOSFET-Ausgang, 1 A...
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Produktübersicht EL2642 2.2.1 EL2642 - Einführung EL2642 - Einführung Abb. 4: EL2642 2-Kanal-Reed-Ausgangsklemme, Multiplexer, 48 V AC/DC, 0,5 A (∑ 2 A), potenzialfrei, 1 x 4 Die EL2642 ist mit Reed-Relais als Schaltelemente ausgestattet, die schnelle Schaltzyklen bei langer Lebensdauer zulassen. Die absolute elektrische Trennung und der konstante Übergangswiderstand des Reed-Schalters erlaubt die Messung auch sensibler Signale bis hin zum schnellen Scan-Betrieb.
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Produktübersicht Technische Daten EL2642 Lastart ohmsch Distributed Clocks Minimale EtherCAT Zykluszeit 100 µs Schaltstrom ohmsch 0,5 A AC/DC je Kanal (max. Summenstrom 1A unter UL-Bedingungen, 2A sonst) Schaltstrom induktiv k.A. Schaltleistung 10 W max. Dauerleistung 10 W max. Pulsstrom 1 A (100 ms) Stromaufnahme E-Bus typ.
Produktübersicht ELM264x 2.3.1 ELM264x - Einführung Abb. 5: ELM2642-0000, ELM2644-0000 2- und 4-Kanal-Multiplexer, 1 x 4 Reed-Relais 48 V AC/DC, 0,5 A, potenzialfreie Schließer Die ELM2642 und ELM2644 sind mit Reed-Relais als Schaltelemente ausgestattet, die schnelle Schaltzyklen bei langer Lebensdauer zulassen. Die absolute elektrische Trennung und der konstante Übergangswiderstand des Reed-Schalters erlaubt die Messung auch sensibler Signale bis hin zum schnellen Scan-Betrieb.
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Produktübersicht 2.3.2 ELM264x - Technische Daten Technische Daten ELM2642 ELM2644 Technik Multiplexer Anschlusstechnik 2-Leiter Reed-Ausgang Anzahl Kanäle Anschlussart 6 pol. PushIn Käfigzugfeder, Wartungsstecker Anzahl Ausgänge 2 x Multiplexer 1 auf 4 4 x Multiplexer 1 auf 4 Nennspannung 48 V AC/DC Lastart ohmsch Distributed Clocks...
Produktübersicht ELM274x 2.4.1 ELM274x - Einführung Abb. 6: ELM2742-0000, ELM2744-0000 2- und 4-Kanal-Multiplexer, 1 x 4 Solid-State-Relais 48 V AC/DC, 1 A, potenzialfreie Schließer Die ELM2742 und ELM2744 sind mit verschleißfreien Solid-State-Relais (Halbleiter-Schalter) als Schaltelemente ausgerüstet, die besonders für analoge Kleinsignale konzipiert sind und sich damit von Solid-State-Klemmen für den allgemeinen Einsatzbereich wie EL279x abheben.
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Produktübersicht 2.4.2 ELM274x - Technische Daten Technische Daten ELM2742 ELM2744 Technik Multiplexer Anschlusstechnik MOSFET-Ausgang Anzahl Kanäle Anschlussart 6 pol. PushIn Käfigzugfeder, Wartungsstecker Anzahl Ausgänge 2 x Multiplexer 1 auf 4 4 x Multiplexer 1 auf 4 Nennspannung 48 V AC/DC Lastart ohmsch Distributed Clocks...
Produktbeschreibung Produktbeschreibung Mit EtherCAT-Schalt-Ausgangsklemmen verschiedener Schalttechnologie können systemintegriert einfach digitale oder analoge Signale durch das Öffnen und Schließen von elektrischen Verbindungen verteilt werden. Mitunter wird dieses Verfahren angewendet, wenn mehrere Sensorsignale aus Kostengründen bzw. zur Vereinfachung der Schaltungstechnik von einem zentralen Analogeingang ausgewertet werden sollen, d.h.
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Produktbeschreibung In Abhängigkeit von der 1. Anzahl Quellen , 2. Anzahl der zu schaltenden Leitungen (immerhin sechs Stück bei 6-Leiter-Vollbrücke), 3. Anzahl der zur Verfügung stehenden Analogeingänge, lässt sich die Grenze herleiten, ab wann eine Multiplexer-Lösung weniger Kosten und Raumbedarf verursacht.
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Produktbeschreibung Dadurch, dass die vier Schalter einzeln ansteuerbar (schließbar) sind und - wenn deaktiviert - alle geöffnet sind, ist diese Anordnung streng genommen kein reiner Multiplexer der immer eine (und nur eine) Verbindung zeigt. Dennoch wird dieser Begriff bei den hier beschriebenen Schalt- Ausgangsklemmen umfassend verwendet, da er den typ.
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Produktbeschreibung ◦ EL/ELM2xAB, ⋅ A: Anzahl Pole je Multiplexer, ⋅ B: Anzahl Kanäle je Klemme, entspricht Anzahl der Multiplexer. • Die Klemmen benötigen die 24V Powerkontaktversorgung für den Eigenbetrieb. Die vielkanalige Erfassung und Rangierung von Analogsignalen, aber auch das flexible Umschalten verschiedener Testzustände in produktionsintegrierten Prüfstationen wird durch die Integration der oft nötigen Umschalter in das EtherCAT-System einfach möglich.
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Inbetriebnahme Inbetriebnahme Die Klemmen können als einfache digitale Ausgangsklemmen in den Klemmenstrang eingesetzt und über EtherCAT angesteuert werden. Die Multiplex-Funktion im Verbund mit den zugehörigen Analog/Digital-Signalen ist anwendungsseitig zu programmieren. Diagnose-Nachrichten (DiagMessages) Wichtige Meldungen sind: • 0x1201 ◦ Verbindung zur Feldseite wieder ok (Up wieder da?) ◦...
Inbetriebnahme Einsatzempfehlungen Gegenüberstellung der Eigenschaften je nach Schalttechnologie Technologie Reed FET/SolidState EMR, Elektromagneti- sches Relais Beispiele ELM264x, EL264x ELM274x, EL27xx EL26xx Schaltverhalten „echter“ Schalter, trennt Halbleiter-Schalter, „echter“ Schalter, trennt vollständig immer geringer vollständig Leckstrom Übergangswiderstand Höher Gering Gering Wiederholstabilität Ron Gut Sehr gut Sehr gut Überlastverhalten...
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• Die hier besprochenen Geräte verfügen über Schaltspielzähler im CoE, es wird empfohlen diese zu beachten. • Bei langem/häufigen Gebrauch zeigen alternde Schaltkontakte einen langsam ansteigenden Widerstand vor dem völligen Versagen. Eine gelegentliche Kontrolle der Schaltfunktion kann sinnvoll sein. • Eine Reparatur einzelner Schalter im Beckhoff Service ist möglich. Version: 1.0 ELM2xxx...
Inbetriebnahme Metrologie und EtherCAT Klemmen – grundlegende Gedanken Sie möchten Beckhoff EtherCAT Geräte für metrologische Zwecke einsetzen. Dann sollten Sie sich vor dem Design‑In‑Prozess, insbesondere aber im Moment der Software‑Erstellung und Inbetriebnahme einen Moment Zeit nehmen für folgende grundlegende Überlegungen: •...
Inbetriebnahme Prozessdatenübersicht Prozessdaten Ausgänge Member Datentyp Pos. Bedeutung DO Group m Outputs Schließer X1, X2 → Y1 Outputs Channel m durchschalten (m=1..4) Schließer X1, X2 → Y2 durchschalten Schließer X1, X2 → Y3 durchschalten Schließer X1, X2 → Y4 durchschalten Prozessdaten Eingänge Member Datentyp...
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Inbetriebnahme Member Datentyp Pos. Bedeutung InfoData State UINT Zustand der EtherCAT state machine: INIT, PreOP, SafeOP, AdsAddr netId AMSNETID 0 ADS Adresse (NetID/Port) über die das CoE des Slave aus der port WORD Anwendung erreichbar ist DcOutputShift DINT ~Zeit zwischen SYNC0-Event und Einlesen der Outputs (in ns, nur DC-Mode) DcInputShift...
Inbetriebnahme am EtherCAT Master Inbetriebnahme am EtherCAT Master Allgemeine Inbetriebnahmehinweise des EtherCAT Slaves In dieser Übersicht werden in Kurzform einige Aspekte des EtherCAT Slave Betriebs unter TwinCAT behandelt. Ausführliche Informationen dazu sind entsprechenden Fachkapiteln z.B. in der EtherCAT- Systemdokumentation zu entnehmen. Diagnose in Echtzeit: WorkingCounter, EtherCAT State und Status Im Allgemeinen bietet ein EtherCAT Slave mehrere Diagnoseinformationen zur Verarbeitung in der ansteuernden Task an.
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Variablen über ADS sinnvoll. In Abb. Grundlegende EtherCAT Slave Diagnose in der PLC ist eine Beispielimplementation einer grundlegenden EtherCAT Slave Diagnose zu sehen. Dabei wird eine Beckhoff EL3102 (2 kanalige analoge Eingangsklemme) verwendet, da sie sowohl über slave-typische Kommunikationsdiagnose als auch über kanal-spezifische Funktionsdiagnose verfügt.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Kennzeichen Funktion Ausprägung Anwendung/Auswertung Diagnoseinformationen des Zumindest der DevState ist in der EtherCAT Master PLC zyklusaktuell auszuwerten. zyklisch aktualisiert (gelb) oder azy- Die Diagnoseinformationen des klisch bereitgestellt (grün). EtherCAT Master bieten noch weitaus mehr Möglichkeiten, die in der EtherCAT-Systemdokumentation behandelt werden.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 11: EL3102, CoE-Verzeichnis EtherCAT-Systemdokumentation Es ist die ausführliche Beschreibung in der EtherCAT-Systemdokumentation (EtherCAT Grundlagen --> CoE Interface) zu beachten! Einige Hinweise daraus in Kürze: • Es ist geräteabhängig, ob Veränderungen im Online-Verzeichnis slave-lokal gespeichert werden. EL- Klemmen (außer den EL66xx) verfügen über diese Speichermöglichkeit.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 12: Beispiel Inbetriebnahmehilfe für eine EL3204 Diese Inbetriebnahme verwaltet zugleich • CoE-Parameterverzeichnis • DC/FreeRun-Modus • die verfügbaren Prozessdatensätze (PDO) Die dafür bisher nötigen Karteireiter „Process Data“, „DC“, „Startup“ und „CoE-Online“ werden zwar noch angezeigt, es wird aber empfohlen die automatisch generierten Einstellungen durch die Inbetriebnahmehilfe nicht zu verändern, wenn diese verwendet wird.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Der vom Anwender beabsichtigte, von TwinCAT beim Start automatisch herbeigeführte Ziel-State kann im System Manager eingestellt werden. Sobald TwinCAT in RUN versetzt wird, wird dann der TwinCAT EtherCAT Master die Zielzustände anfahren. Standardeinstellung Standardmäßig ist in den erweiterten Einstellungen des EtherCAT Masters gesetzt: •...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Manuelle Führung Aus bestimmten Gründen kann es angebracht sein, aus der Anwendung/Task/PLc die States kontrolliert zu fahren, z. B. • aus Diagnosegründen • kontrolliertes Wiederanfahren von Achsen • ein zeitlich verändertes Startverhalten ist gewünscht Dann ist es in der PLC-Anwendung sinnvoll, die PLC-Funktionsblöcke aus der standardmäßig vorhandenen TcEtherCAT.lib zu nutzen und z. B.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 16: Unzulässige Überschreitung E-Bus Strom Ab TwinCAT 2.11 wird bei der Aktivierung einer solchen Konfiguration eine Warnmeldung „E-Bus Power of Terminal...“ im Logger-Fenster ausgegeben: Abb. 17: Warnmeldung E-Bus-Überschreitung HINWEIS Achtung! Fehlfunktion möglich! Die E-Bus-Versorgung aller EtherCAT-Klemmen eines Klemmenblocks muss aus demselben Massepoten- tial erfolgen! ELM2xxx Version: 1.0...
• „offline“: der vorgesehene Aufbau wird durch Hinzufügen und entsprechendes Platzieren einzelner Komponenten erstellt. Diese können aus einem Verzeichnis ausgewählt und Konfiguriert werden. ◦ Die Vorgehensweise für den „offline“ – Betrieb ist unter http://infosys.beckhoff.de einsehbar: TwinCAT 2 → TwinCAT System Manager → EA - Konfiguration → Anfügen eines E/A-Gerätes •...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Das anwenderseitige Einfügen bestimmter Komponenten (E/A – Gerät, Klemme, Box,..) erfolgt bei TwinCAT 2 und TwinCAT 3 auf die gleiche Weise. In den nachfolgenden Beschreibungen wird ausschließlich der „online“ Vorgang angewandt. Beispielkonfiguration (realer Aufbau) Ausgehend von der folgenden Beispielkonfiguration wird in den anschließenden Unterkapiteln das Vorgehen für TwinCAT 2 und TwinCAT 3 behandelt: •...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master 5.2.1 TwinCAT 2 Startup TwinCAT 2 verwendet grundlegend zwei Benutzeroberflächen: den „TwinCAT System Manager“ zur Kommunikation mit den elektromechanischen Komponenten und „TwinCAT PLC Control“ für die Erstellung und Kompilierung einer Steuerung. Begonnen wird zunächst mit der Anwendung des „TwinCAT System Manager“.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 21: Wähle Zielsystem Mittels „Suchen (Ethernet)...“ wird das Zielsystem eingetragen. Dadurch wird ein weiterer Dialog geöffnet um hier entweder: • den bekannten Rechnernamen hinter „Enter Host Name / IP:“ einzutragen (wie rot gekennzeichnet) • einen „Broadcast Search“ durchzuführen (falls der Rechnername nicht genau bekannt) •...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Geräte einfügen In dem linksseitigen Konfigurationsbaum der TwinCAT 2 – Benutzeroberfläche des System Managers wird „E/A Geräte“ selektiert und sodann entweder über Rechtsklick ein Kontextmenü geöffnet und „Geräte Suchen…“ ausgewählt oder in der Menüleiste mit die Aktion gestartet. Ggf. ist zuvor der TwinCAT System Manager in den „Konfig Modus“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 25: Abbildung der Konfiguration im TwinCAT 2 System Manager Der gesamte Vorgang setzt sich aus zwei Stufen zusammen, die auch separat ausgeführt werden können (erst das Ermitteln der Geräte, dann das Ermitteln der daran befindlichen Elemente wie Boxen, Klemmen o. ä.).
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master ◦ Strukturierter Text (ST) • Grafische Sprachen ◦ Funktionsplan (FUP, FBD) ◦ Kontaktplan (KOP, LD) ◦ Freigrafischer Funktionsplaneditor (CFC) ◦ Ablaufsprache (AS, SFC) Für die folgenden Betrachtungen wird lediglich vom strukturierten Text (ST) Gebrauch gemacht. Nach dem Start von TwinCAT PLC Control wird folgende Benutzeroberfläche für ein initiales Projekt dargestellt: Abb. 27: TwinCAT PLC Control nach dem Start Nun sind für den weiteren Ablauf Beispielvariablen sowie ein Beispielprogramm erstellt und unter dem...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 28: Beispielprogramm mit Variablen nach einem Kompiliervorgang (ohne Variablenanbindung) Die Warnung 1990 (fehlende „VAR_CONFIG“) nach einem Kompiliervorgang zeigt auf, dass die als extern definierten Variablen (mit der Kennzeichnung „AT%I*“ bzw. „AT%Q*“) nicht zugeordnet sind. Das TwinCAT PLC Control erzeugt nach erfolgreichen Kompiliervorgang eine „*.tpy“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Über ein dadurch geöffnetes Browserfenster wird die PLC- Konfiguration „PLC_example.tpy“ ausgewählt. Dann ist in dem Konfigurationsbaum des System Manager das Projekt inklusive der beiden „AT“ – gekennzeichneten Variablen eingebunden: Abb. 30: Eingebundenes PLC Projekt in der SPS- Konfiguration des System Managers Die beiden Variablen „bEL1004_Ch4“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 32: Auswahl des PDO vom Typ BOOL Entsprechend der Standarteinstellungen stehen nur bestimmte PDO Objekte zur Auswahl zur Verfügung. In diesem Beispiel wird von der Klemme EL1004 der Eingang von Kanal 4 zur Verknüpfung ausgewählt. Im Gegensatz hierzu muss für das Erstellen der Verknüpfung der Ausgangsvariablen die Checkbox „Alle Typen“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 34: Anwendung von „Goto Link Variable“ am Beispiel von „MAIN.bEL1004_Ch4“ Anschließend wird mittels Menüauswahl „Aktionen“ → „Zuordnung erzeugen…“ oder über Vorgang des Zuordnens von Variablen zu PDO abgeschlossen. Dies lässt sich entsprechend in der Konfiguration einsehen: Der Vorgang zur Erstellung von Verknüpfungen kann auch in umgekehrter Richtung, d. h.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 35: Auswahl des Zielsystems (remote) In diesem Beispiel wird das „Laufzeitsystem 1 (Port 801)“ ausgewählt und bestätigt. Mittels Menüauswahl „Online“ → „Login“, Taste F11 oder per Klick auf wird auch die PLC mit dem Echtzeitsystem verbunden und nachfolgend das Steuerprogramm geladen, um es ausführen lassen zu können. Dies wird entsprechend mit der Meldung „Kein Programm auf der Steuerung! Soll das neue Programm geladen werden?“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Über „Online“ → „Run“, Taste F5 oder kann nun die PLC gestartet werden. 5.2.2 TwinCAT 3 Startup TwinCAT 3 stellt die Bereiche der Entwicklungsumgebung durch das Microsoft Visual-Studio gemeinsam zur Verfügung: in den allgemeinen Fensterbereich erscheint nach dem Start linksseitig der Projektmappen- Explorer (vgl.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 38: Neues TwinCAT 3 Projekt erstellen Im Projektmappen-Explorer liegt sodann das neue Projekt vor: Abb. 39: Neues TwinCAT 3 Projekt im Projektmappen-Explorer Es besteht generell die Möglichkeit das TwinCAT „lokal“ oder per „remote“ zu verwenden. Ist das TwinCAT System inkl. Benutzeroberfläche (Standard) auf dem betreffenden PLC (lokal) installiert, kann TwinCAT „lokal“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master und folgendes Fenster hierzu geöffnet: Abb. 40: Auswahldialog: Wähle Zielsystem Mittels „Suchen (Ethernet)...“ wird das Zielsystem eingetragen. Dadurch wird ein weiterer Dialog geöffnet um hier entweder: • den bekannten Rechnernamen hinter „Enter Host Name / IP:“ einzutragen (wie rot gekennzeichnet) •...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Nach der Auswahl mit „OK“ ist das Zielsystem über das Visual Studio Shell ansprechbar. Geräte einfügen In dem linksseitigen Projektmappen-Explorer der Benutzeroberfläche des Visual Studio Shell wird innerhalb des Elementes „E/A“ befindliche „Geräte“ selektiert und sodann entweder über Rechtsklick ein Kontextmenü geöffnet und „Scan“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 44: Abbildung der Konfiguration in VS Shell der TwinCAT 3 Umgebung Der gesamte Vorgang setzt sich aus zwei Stufen zusammen, die auch separat ausgeführt werden können (erst das Ermitteln der Geräte, dann das Ermitteln der daran befindlichen Elemente wie Boxen, Klemmen o. ä.).
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master PLC programmieren TwinCAT PLC Control ist die Entwicklungsumgebung zur Erstellung der Steuerung in unterschiedlichen Programmumgebungen: Das TwinCAT PLC Control unterstützt alle in der IEC 61131-3 beschriebenen Sprachen. Es gibt zwei textuelle Sprachen und drei grafische Sprachen. •...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 47: Festlegen des Namens bzw. Verzeichnisses für die PLC Programmierumgebung Das durch Auswahl von „Standard PLC Projekt“ bereits existierende Programm „Main“ kann über das „PLC_example_Project“ in „POUs“ durch Doppelklick geöffnet werden. Es wird folgende Benutzeroberfläche für ein initiales Projekt dargestellt: Abb. 48: Initiales Programm „Main“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 49: Beispielprogramm mit Variablen nach einem Kompiliervorgang (ohne Variablenanbindung) Das Steuerprogramm wird nun als Projektmappe erstellt und damit der Kompiliervorgang vorgenommen: Abb. 50: Kompilierung des Programms starten Anschließend liegen in den „Zuordnungen“ des Projektmappen-Explorers die folgenden – im ST/ PLC Programm mit „AT%“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Variablen Zuordnen Über das Menü einer Instanz – Variablen innerhalb des „SPS“ Kontextes wird mittels „Verknüpfung Ändern…“ ein Fenster zur Auswahl eines passenden Prozessobjektes (PDOs) für dessen Verknüpfung geöffnet: Abb. 51: Erstellen der Verknüpfungen PLC-Variablen zu Prozessobjekten In dem dadurch geöffneten Fenster kann aus dem SPS-Konfigurationsbaum das Prozessobjekt für die Variable „bEL1004_Ch4“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 52: Auswahl des PDO vom Typ BOOL Entsprechend der Standarteinstellungen stehen nur bestimmte PDO Objekte zur Auswahl zur Verfügung. In diesem Beispiel wird von der Klemme EL1004 der Eingang von Kanal 4 zur Verknüpfung ausgewählt. Im Gegensatz hierzu muss für das Erstellen der Verknüpfung der Ausgangsvariablen die Checkbox „Alle Typen“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Zu sehen ist, dass überdies die Checkbox „Kontinuierlich“ aktiviert wurde. Dies ist dafür vorgesehen, dass die in dem Byte der Variablen „nEL2008_value“ enthaltenen Bits allen acht ausgewählten Ausgangsbits der Klemme EL2008 der Reihenfolge nach zugeordnet werden sollen. Damit ist es möglich, alle acht Ausgänge der Klemme mit einem Byte entsprechend Bit 0 für Kanal 1 bis Bit 7 für Kanal 8 von der PLC im Programm später anzusprechen.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 55: Erzeugen eines SPS Datentyps 4. In der SPS muss dann eine Instanz der Datenstruktur vom kopierten Datentyp angelegt werden. Abb. 56: Instance_of_struct 5. Anschließend muss die Projektmappe erstellt werden. Das kann entweder über die Tastenkombinati- on „STRG + Shift + B“ gemacht werden oder über den Reiter „Erstellen“/ „Build“ in TwinCAT. 6.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 58: Lesen einer Variable aus der Struktur der Prozessdaten Aktivieren der Konfiguration Die Zuordnung von PDO zu PLC Variablen hat nun die Verbindung von der Steuerung zu den Ein- und Ausgängen der Klemmen hergestellt. Nun kann die Konfiguration mit oder über das Menü...
Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 59: TwinCAT 3 Entwicklungsumgebung (VS Shell): Logged-in, nach erfolgten Programmstart Die beiden Bedienelemente zum Stoppen und Ausloggen führen je nach Bedarf zu der gewünschten Aktion (entsprechend auch für Stopp „umschalt-Taste + F5“ oder beide Aktionen über das „PLC“...
In den folgenden Kapiteln wird dem Anwender die Inbetriebnahme der TwinCAT Entwicklungsumgebung auf einem PC System der Steuerung sowie die wichtigsten Funktionen einzelner Steuerungselemente erläutert. Bitte sehen Sie weitere Informationen zu TwinCAT 2 und TwinCAT 3 unter http://infosys.beckhoff.de/. 5.3.1 Installation TwinCAT Realtime Treiber Um einen Standard Ethernet Port einer IPC Steuerung mit den nötigen Echtzeitfähigkeiten auszurüsten, ist...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 62: Übersicht Netzwerkschnittstellen Hier können nun Schnittstellen, die unter „Kompatible Geräte“ aufgeführt sind, über den „Install“ Button mit dem Treiber belegt werden. Eine Installation des Treibers auf inkompatiblen Devices sollte nicht vorgenommen werden. Ein Windows-Warnhinweis bezüglich des unsignierten Treibers kann ignoriert werden. Alternativ kann auch wie im Kapitel Offline Konfigurationserstellung, Abschnitt „Anlegen des Geräts EtherCAT“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 64: Windows-Eigenschaften der Netzwerkschnittstelle Eine korrekte Einstellung des Treibers könnte wie folgt aussehen: Abb. 65: Beispielhafte korrekte Treiber-Einstellung des Ethernet Ports Andere mögliche Einstellungen sind zu vermeiden: Version: 1.0 ELM2xxx...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 66: Fehlerhafte Treiber-Einstellungen des Ethernet Ports ELM2xxx Version: 1.0...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master IP-Adresse des verwendeten Ports IP Adresse/DHCP In den meisten Fällen wird ein Ethernet-Port, der als EtherCAT-Gerät konfiguriert wird, keine allge- meinen IP-Pakete transportieren. Deshalb und für den Fall, dass eine EL6601 oder entsprechende Geräte eingesetzt werden, ist es sinnvoll, über die Treiber-Einstellung „Internet Protocol TCP/IP“ ei- ne feste IP-Adresse für diesen Port zu vergeben und DHCP zu deaktivieren.
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Die Bestellbezeichnung aus Typ + Version (hier: EL2521-0010) beschreibt die Funktion des Gerätes. Die Revision gibt den technischen Fortschritt wieder und wird von Beckhoff verwaltet. Prinzipiell kann ein Gerät mit höherer Revision ein Gerät mit niedrigerer Revision ersetzen, wenn z. B. in der Dokumentation nicht anders angegeben.
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Revision in die Konfiguration zulässt. Üblicherweise bringt eine neue/größere Revision auch neue Features mit. Wenn diese nicht genutzt werden sollen, kann ohne Bedenken mit der bisherigen Revision 1018 in der Konfiguration weitergearbeitet werden. Dies drückt auch die Beckhoff Kompatibili- tätsregel aus.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Der System Manager legt bei „online“ erfassten Gerätebeschreibungen in seinem ESI-Verzeichnis eine neue Datei „OnlineDescription0000...xml“ an, die alle online ausgelesenen ESI-Beschreibungen enthält. Abb. 71: Vom System Manager angelegt OnlineDescription.xml Soll daraufhin ein Slave manuell in die Konfiguration eingefügt werden, sind „online“ erstellte Slaves durch ein vorangestelltes „>“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 73: Hinweisfenster fehlerhafte ESI-Datei (links: TwinCAT 2; rechts: TwinCAT 3) Ursachen dafür können sein • Aufbau der *.xml entspricht nicht der zugehörigen *.xsd-Datei → prüfen Sie die Ihnen vorliegenden Schemata • Inhalt kann nicht in eine Gerätebeschreibung übersetzt werden → Es ist der Hersteller der Datei zu kontaktieren Version: 1.0 ELM2xxx...
Inbetriebnahme am EtherCAT Master 5.3.3 TwinCAT ESI Updater Ab TwinCAT 2.11 kann der System Manager bei Online-Zugang selbst nach aktuellen Beckhoff ESI-Dateien suchen: Abb. 74: Anwendung des ESI Updater (>=TwinCAT 2.11) Der Aufruf erfolgt unter: „Options“ → „Update EtherCAT Device Descriptions“. Auswahl bei TwinCAT 3: Abb. 75: Anwendung des ESI Updater (TwinCAT 3)
Inbetriebnahme am EtherCAT Master • müssen die Geräte/Module über EtherCAT-Kabel bzw. im Klemmenstrang so verbunden sein wie sie später eingesetzt werden sollen. • müssen die Geräte/Module mit Energie versorgt werden und kommunikationsbereit sein. • muss TwinCAT auf dem Zielsystem im CONFIG-Modus sein. Der Online-Scan-Vorgang setzt sich zusammen aus: •...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 78: Auswahl Ethernet Port Diese Abfrage kann beim Anlegen des EtherCAT-Gerätes automatisch erscheinen, oder die Zuordnung kann später im Eigenschaftendialog gesetzt/geändert werden; siehe Abb. „Eigenschaften EtherCAT Gerät (TwinCAT 2)“. Abb. 79: Eigenschaften EtherCAT Gerät (TwinCAT 2) TwinCAT 3: Die Eigenschaften des EtherCAT-Gerätes können mit Doppelklick auf „Gerät .. (EtherCAT)“ im Projektmappen-Explorer unter „E/A“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 80: Anfügen von EtherCAT Geräten (links: TwinCAT 2; rechts: TwinCAT 3) Es öffnet sich der Dialog zur Auswahl des neuen Gerätes. Es werden nur Geräte angezeigt für die ESI- Dateien hinterlegt sind. Die Auswahl bietet auch nur Geräte an, die an dem vorher angeklickten Gerät anzufügen sind - dazu wird die an diesem Port mögliche Übertragungsphysik angezeigt (Abb.
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Oft sind aus historischen oder funktionalen Gründen mehrere Revisionen eines Gerätes erzeugt worden, z. B. durch technologische Weiterentwicklung. Zur vereinfachten Anzeige (s. Abb. „Auswahldialog neues EtherCAT Gerät“) wird bei Beckhoff Geräten nur die letzte (=höchste) Revision und damit der letzte Produktionsstand im Auswahldialog angezeigt. Sollen alle im System als ESI-Beschreibungen vorliegenden Revisionen eines Gerätes angezeigt werden, ist die Checkbox „Show Hidden Devices“...
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Abb. 84: Name/Revision Klemme Wenn im TwinCAT System aktuelle ESI-Beschreibungen vorliegen, entspricht der im Auswahldialog als letzte Revision angebotene Stand dem Produktionsstand von Beckhoff. Es wird empfohlen, bei Erstellung einer neuen Konfiguration jeweils diesen letzten Revisionsstand eines Gerätes zu verwenden, wenn aktuell produzierte Beckhoff-Geräte in der realen Applikation verwendet werden.
Inbetriebnahme am EtherCAT Master 5.3.6 ONLINE Konfigurationserstellung Erkennen/Scan des Geräts EtherCAT Befindet sich das TwinCAT-System im CONFIG-Modus, kann online nach Geräten gesucht werden. Erkennbar ist dies durch ein Symbol unten rechts in der Informationsleiste: • bei TwinCAT 2 durch eine blaue Anzeige „Config Mode“ im System Manager-Fenster: •...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 88: Hinweis automatischer GeräteScan (links: TwinCAT 2; rechts: TwinCAT 3) Ethernet Ports mit installierten TwinCAT Realtime-Treiber werden als „RT-Ethernet“ Geräte angezeigt. Testweise wird an diesen Ports ein EtherCAT-Frame verschickt. Erkennt der Scan-Agent an der Antwort, dass ein EtherCAT-Slave angeschlossen ist, wird der Port allerdings gleich als „EtherCAT Device“ angezeigt.
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Konfiguration. Ebenso werden eventuell von A weltweit Ersatzteillager für die kommenden Serienmaschinen mit Klemmen EL2521-0025-1018 angelegt. Nach einiger Zeit erweitert Beckhoff die EL2521-0025 um ein neues Feature C. Deshalb wird die FW geändert, nach außen hin kenntlich durch einen höheren FW-Stand und eine neue Revision -1019.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Dazu kommt, dass durch produktionsbegleitende Entwicklung in Firma A das neue Feature C der EL2521-0025-1019 (zum Beispiel ein verbesserter Analogfilter oder ein zusätzliches Prozessdatum zur Diagnose) gerne entdeckt und ohne betriebsinterne Rücksprache genutzt wird. Für die so entstandene neue Konfiguration „B2.tsm“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 97: Anzeige des Wechsels zwischen „Free Run“ und „Config Mode“ unten rechts in der Statusleiste Abb. 98: TwinCAT kann auch durch einen Button in diesen Zustand versetzt werden (links: TwinCAT 2; rechts TwinCAT 3) Das EtherCAT System sollte sich danach in einem funktionsfähigen zyklischen Betrieb nach Abb. Beispielhafte Online-Anzeige befinden.
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Bei diesem Scan werden z. Z. (TwinCAT 2.11 bzw. 3.1) nur die Geräteeigenschaften Vendor (Hersteller), Gerätename und Revision verglichen! Ein „ChangeTo“ oder „Copy“ sollte nur im Hinblick auf die Beckhoff IO-Kompatibilitätsregel (s. o.) nur mit Bedacht vorgenommen werden. Das Gerät wird dann in der Konfigu- ration gegen die vorgefundene Revision ausgetauscht, dies kann Einfluss auf unterstützte Prozessdaten...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 102: Korrekturdialog Die Anzeige der „Extended Information“ wird empfohlen, weil dadurch Unterschiede in der Revision sichtbar werden. Farbe Erläuterung grün Dieser EtherCAT Slave findet seine Entsprechung auf der Gegenseite. Typ und Revision stimmen überein. blau Dieser EtherCAT Slave ist auf der Gegenseite vorhanden, aber in einer anderen Revision. Diese andere Revision kann andere Default-Einstellungen der Prozessdaten und andere/zusätzliche Funktionen haben.
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Abb. 103: Name/Revision Klemme Wenn im TwinCAT System aktuelle ESI-Beschreibungen vorliegen, entspricht der im Auswahldialog als letzte Revision angebotene Stand dem Produktionsstand von Beckhoff. Es wird empfohlen, bei Erstellung einer neuen Konfiguration jeweils diesen letzten Revisionsstand eines Gerätes zu verwenden, wenn aktuell produzierte Beckhoff-Geräte in der realen Applikation verwendet werden.
Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 105: Dialog „Change to Compatible Type…“ (links: TwinCAT 2; rechts TwinCAT 3) Diese Funktion ist vorzugsweise auf die AX5000-Geräte anzuwenden. Change to Alternative Type Der TwinCAT System Manager bietet eine Funktion zum Austauschen eines Gerätes: Change to Alternative Type Abb. 106: TwinCAT 2 Dialog Change to Alternative Type Wenn aufgerufen, sucht der System Manager in der bezogenen Geräte-ESI (hier im Beispiel: EL1202-0000)
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Karteireiter „Allgemein“ Abb. 108: Karteireiter „Allgemein“ Name Name des EtherCAT-Geräts Laufende Nr. des EtherCAT-Geräts Typ des EtherCAT-Geräts Kommentar Hier können Sie einen Kommentar (z. B. zum Anlagenteil) hinzufügen. Disabled Hier können Sie das EtherCAT-Gerät deaktivieren. Symbole erzeugen Nur wenn dieses Kontrollkästchen aktiviert ist, können Sie per ADS auf diesen EtherCAT-Slave zugreifen.
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Prozessdaten (Größe in Bit/Bytes, Quellort, Übertragungsart) er von oder zu diesem Slave übermitteln möchte. Eine falsche Konfiguration kann einen erfolgreichen Start des Slaves verhindern. Für Beckhoff EtherCAT Slaves EL, ES, EM, EJ und EP gilt im Allgemeinen: • Die vom Gerät unterstützten Prozessdaten Input/Output sind in der ESI/XML-Beschreibung herstellerseitig definiert.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Ist laut Gerätedokumentation eine Veränderung der Prozessdaten zulässig, kann dies wie folgt vorgenommen werden, s. Abb. Konfigurieren der Prozessdaten. • A: Wählen Sie das zu konfigurierende Gerät • B: Wählen Sie im Reiter „Process Data“ den Input- oder Output-Syncmanager (C) •...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master gesendet werden. Es ist auch möglich neue Mailbox-Requests zur Listenanzeige hinzuzufügen. Die Download-Requests werden in derselben Reihenfolge zum Slave gesendet, wie sie in der Liste angezeigt werden. Abb. 112: Karteireiter „Startup“ Spalte Beschreibung Transition Übergang, in den der Request gesendet wird. Dies kann entweder •...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 113: Karteireiter „CoE - Online“ Darstellung der Objekt-Liste Spalte Beschreibung Index Index und Subindex des Objekts Name Name des Objekts Flags Das Objekt kann ausgelesen und Daten können in das Objekt geschrieben werden (Read/Write) Das Objekt kann ausgelesen werden, es ist aber nicht möglich Daten in das Objekt zu schreiben (Read only) Ein zusätzliches P kennzeichnet das Objekt als Prozessdatenobjekt.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Advanced Die Schaltfläche Advanced öffnet den Dialog Advanced Settings. Hier können Sie festlegen, welche Objekte in der Liste angezeigt werden. Abb. 114: Dialog „Advanced settings“ Online - über SDO- Wenn dieses Optionsfeld angewählt ist, wird die Liste der im Information Objektverzeichnis des Slaves enthaltenen Objekte über SDO-Information aus dem Slave hochgeladen.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Pre-Op Diese Schaltfläche versucht das EtherCAT-Gerät auf den Status Pre- Operational zu setzen. Diese Schaltfläche versucht das EtherCAT-Gerät auf den Status Operational zu setzen. Bootstrap Diese Schaltfläche versucht das EtherCAT-Gerät auf den Status Bootstrap zu setzen. Safe-Op Diese Schaltfläche versucht das EtherCAT-Gerät auf den Status Safe- Operational zu setzen.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Detaillierte Informationen zu Distributed Clocks sind unter http://infosys.beckhoff.de angegeben: Feldbuskomponenten → EtherCAT-Klemmen → EtherCAT System Dokumentation → Distributed Clocks 5.3.7.1 Detaillierte Beschreibung Karteireiter „Prozessdaten“ Sync-Manager Listet die Konfiguration der Sync-Manager (SM) auf. Wenn das EtherCAT-Gerät eine Mailbox hat, wird der SM0 für den Mailbox-Output (MbxOut) und der SM1 für den Mailbox-Intput (MbxIn) benutzt.
Inbetriebnahme am EtherCAT Master Spalte Beschreibung Flags Fester Inhalt: Der Inhalt dieses PDO ist fest und kann nicht vom System-Manager geändert werden. Obligatorisches PDO (Mandatory). Dieses PDO ist zwingend Erforderlich und muss deshalb einem Sync-Manager Zugeordnet werden! Als Konsequenz können Sie dieses PDO nicht aus der Liste PDO-Zuordnungen streichen Sync-Manager, dem dieses PDO zugeordnet ist.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master • Beim Einfügen erscheint der Slave in der System‑Konfiguration in der vom Hersteller vorgesehenen Standard‑Konfiguration, bestehend aus Standard‑PDO, default‑Synchronisierungsmethode und CoE‑StartUp‑Parameter wie in der ESI (XML Gerätebeschreibung) definiert ist. • Im Bedarfsfall können dann, entsprechend der jeweiligen Gerätedokumentation, Elemente der Slave‑Konfiguration verändert werden, z.B.
Inbetriebnahme am EtherCAT Master 5.3.8.2 Das Vorgehen innerhalb TwinCAT mit xti‑Dateien Jedes IO Gerät kann einzeln exportiert/abgespeichert werden: Die xti‑Datei kann abgelegt: und in einem anderen TwinCAT System über „Insert Existing item“ wieder importiert werden: 5.3.8.3 Das Vorgehen innerhalb und außerhalb TwinCAT mit sci‑Datei Hinweis Verfügbarkeit (2021/01) Das sog.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Export: • einzelnes Gerät (auch Mehrfachauswahl möglich) über das Menü auswählen: TwinCAT → EtherCAT Devices → Export SCI. • Falls TwinCAT offline ist (es liegt keine Verbindung zu einer laufenden realen Steuerung vor) kann eine Warnmeldung erscheinen, weil nach Ausführung der Funktion das System den Versuch unternimmt, den EtherCAT Strang neu zu laden, ist in diesem Fall allerdings nicht ergebnisrelevant und kann mit Klick auf „OK“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master • Im Weiteren kann eine Beschreibung angegeben werden: • Erläuterungen zum Dialogfenster: Name Name des SCIs, wird vom Anwender vergeben. Description Beschreibung der Slave Konfiguration für den genutzten Anwendungsfall, wird vom Anwen- der vergeben. Options Keep Modules Falls ein Slave „Modules/Slots“...
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Es werden alle Slaves abgewählt. • Die sci‑Datei kann lokal abgespeichert werden: • Es erfolgt der Export: Import • Eine sci‑Beschreibung kann wie jede normale Beckhoff‑Gerätebeschreibung manuell in die TwinCAT‑Konfiguration eingefügt werden. • Die sci‑Datei muss im TwinCAT‑ESI‑Pfad liegen, i.d.R. unter: C:\TwinCAT\3.1\Config\Io\EtherCAT •...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master • SCI‑Geräte anzeigen und gewünschtes Gerät auswählen und einfügen: Weitere Hinweise • Einstellungen für die SCI‑Funktion können über den allgemeinen Options Dialog vorgenommen werden (Tools → Options → TwinCAT → Export SCI): Erläuterung der Einstellungen: Default export AoE | Set AmsNetId Standard Einstellung, ob die konfigurierte AmsNetId exportiert wird. options CoE | Set cycle time(0x1C3x.2) Standard Einstellung, ob die konfigurierte Zykluszeit exportiert wird.
- Kabelsätze ZK1090-9191-xxxx bzw. - feldkonfektionierbare RJ45 Stecker ZS1090-0005 - feldkonfektionierbare Ethernet Leitung ZB9010, ZB9020 Geeignete Kabel zur Verbindung von EtherCAT-Geräten finden Sie auf der Beckhoff Website! E-Bus-Versorgung Ein Buskoppler kann die an ihm angefügten EL-Klemmen mit der E-Bus-Systemspannung von 5 V versorgen, in der Regel ist ein Koppler dabei bis zu 2 A belastbar (siehe Dokumentation des jeweiligen...
Inbetriebnahme am EtherCAT Master Im TwinCAT System Manager wird der vorberechnete theoretische maximale E-Bus-Strom angezeigt. Eine Unterschreitung wird durch negativen Summenbetrag und Ausrufezeichen markiert, vor einer solchen Stelle ist eine Einspeiseklemme zu setzen. Abb. 117: System Manager Stromberechnung HINWEIS Fehlfunktion möglich! Die E-Bus-Versorgung aller EtherCAT-Klemmen eines Klemmenblocks muss aus demselben Massepoten- tial erfolgen! Allgemeine Hinweise zur Watchdog-Einstellung...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 118: Karteireiter EtherCAT -> Erweiterte Einstellungen -> Verhalten --> Watchdog Anmerkungen: • der Multiplier ist für beide Watchdogs gültig. • jeder Watchdog hat dann noch eine eigene Timer-Einstellung, die zusammen mit dem Multiplier eine resultierende Zeit ergibt. •...
Inbetriebnahme am EtherCAT Master EtherCAT-Master oder sehr lange Zykluszeiten anzupassen. Der Standardwert des SM-Watchdog ist auf 100 ms eingestellt. Der Einstellbereich umfasst 0...65535. Zusammen mit einem Multiplier in einem Bereich von 1...65535 deckt dies einen Watchdog-Zeitraum von 0...~170 Sekunden ab. Berechnung Multiplier = 2498 →...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Abb. 119: Zustände der EtherCAT State Machine Init Nach dem Einschalten befindet sich der EtherCAT-Slave im Zustand Init. Dort ist weder Mailbox- noch Prozessdatenkommunikation möglich. Der EtherCAT-Master initialisiert die Sync-Manager-Kanäle 0 und 1 für die Mailbox-Kommunikation. Pre-Operational (Pre-Op) Beim Übergang von Init nach Pre-Op prüft der EtherCAT-Slave, ob die Mailbox korrekt initialisiert wurde.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Operational (Op) Bevor der EtherCAT-Master den EtherCAT-Slave von Safe-Op nach Op schaltet, muss er bereits gültige Outputdaten übertragen. Im Zustand Op kopiert der Slave die Ausgangsdaten des Masters auf seine Ausgänge. Es ist Prozessdaten- und Mailbox-Kommunikation möglich. Boot Im Zustand Boot kann ein Update der Slave-Firmware vorgenommen werden.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Verfügbarkeit Nicht jedes EtherCAT Gerät muss über ein CoE-Verzeichnis verfügen. Einfache I/O-Module ohne eigenen Prozessor verfügen in der Regel. über keine veränderlichen Parameter und haben deshalb auch kein CoE-Verzeichnis. Wenn ein Gerät über ein CoE-Verzeichnis verfügt, stellt sich dies im TwinCAT System Manager als ein eigener Karteireiter mit der Auflistung der Elemente dar: Abb. 120: Karteireiter „CoE-Online“...
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Datenerhaltung Werden online auf dem Slave CoE-Parameter geändert, wird dies in Beckhoff-Geräten üblicherwei- se ausfallsicher im Gerät (EEPROM) gespeichert. D. h. nach einem Neustart (Repower) sind die veränderten CoE-Parameter immer noch erhalten. Andere Hersteller können dies anders handhaben.
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Inbetriebnahme am EtherCAT Master Online/Offline Verzeichnis Während der Arbeit mit dem TwinCAT System Manager ist zu unterscheiden ob das EtherCAT-Gerät gerade „verfügbar“, also angeschaltet und über EtherCAT verbunden und damit online ist oder ob ohne angeschlossene Slaves eine Konfiguration offline erstellt wird. In beiden Fällen ist ein CoE-Verzeichnis nach Abb.
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• Kanal 0: Parameterbereich 0x8000:00 ... 0x800F:255 • Kanal 1: Parameterbereich 0x8010:00 ... 0x801F:255 • Kanal 2: Parameterbereich 0x8020:00 ... 0x802F:255 • ... Allgemein wird dies geschrieben als 0x80n0. Ausführliche Hinweise zum CoE-Interface finden Sie in der EtherCAT-Systemdokumentation auf der Beckhoff Website. Version: 1.0 ELM2xxx...
Inbetriebnahme am EtherCAT Master Distributed Clock Die Distributed Clock stellt eine lokale Uhr im EtherCAT Slave Controller (ESC) dar mit den Eigenschaften: • Einheit 1 ns • Nullpunkt 1.1.2000 00:00 • Umfang 64 Bit (ausreichend für die nächsten 584 Jahre); manche EtherCAT-Slaves unterstützen jedoch nur einen Umfang von 32 Bit, d.h.
Gehäuse Spezifikationen Gehäusedaten Klemme Anschlussart Breite Höhe Tiefe EL2642 Käfigzugfeder 12 mm 100 mm 68 mm ELM2642-0000 PushIn zur Direktverdrahtung, 33 mm 100 mm 95 mm ELM2644-0000 Steckeinheit lösbar zu ELM2742-0000 Wartungszwecken ELM2744-0000 ELM2xxx Version: 1.0...
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Die Leitungen dürfen nicht spannungsführend oder unter Last gesteckt/gezogen werden. Zu Wartungsszwecken z.B. im Servicefall kann ohne Lösen der einzelnen Adern der gesamte Steckkörper aus der Beckhoff-Klemme gezogen werden. Dazu mit einem Schraubendreher (z.B. Beckhoff ZB8700) die mittige Entriegelung zu lösen und an den Leitungen der Steckkörper herauszuziehen.
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Gehäuse Der Push-In Stecker ist als Wartungsstecker ausgelegt. Maximale Steckzyklenzahl: 10 Der Stecker mit gesteckten Adern kann entnommen werden, wenn die Entriegelungslasche (rot) z.B. mit einem Schraubendreher in Pfeilrichtung gedrückt und somit die Entriegelung gelöst wird. Beim Wieder-Einsetzen ist auf penible Sauberkeit zu achten, die Stifte in der Gerätewanne dürfen nicht berührt werden.
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Gehäuse Zubehör Für die analogen Eingangsklemmen der ELM3xxx-Serie ist derzeit folgendes Zubehör verfügbar 6.3.1 Schirmanschluss ZS9100-0002 Der Schirmanschluss ist ein optionales Bauteil das an der Unterseite des ELMxxxx Gehäuses montiert werden kann. Es ist gesondert zu bestellen. Es dient dazu, elektrische Störsignale, die über den Kabelschirm ankommen, am Gehäuse niederohmig zu erden.
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• die Adern des Signalkabels am Stecker auflegen • Zur Demontage ist umgekehrt vorzugehen. Hinweis: der Schirmanschluss ist keine Zugentlastung! Alternative Methoden der Schirmanbindung analoger Signalleitungen: • Beckhoff Schirmanschlusssystem ZB8500 https://www.beckhoff.de/zb8500/ • Separate Schirmauflage je nach Anforderung 6.3.2 Schirmhaube ZS9100-0003 Die Schirmhaube ist ein optionales Bauteil für die ELMxxxx-Gehäuseserie.
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Gehäuse Die Schirmhaube ist für 2 Einsatzzwecke vorgesehen • Elektromagnetische Abschirmung von Störungen Werden die Push-In Stecker verwendet, stellen diese ein Einfallstor für Störungen in die Klemme dar da sie aus Kunststoff bestehen. Deshalb kann (auch nachträglich) die Schirmhaube montiert werden um einen rundum geschlossenen metallischen Käfig um Klemme und Signalkabel zu gewährleisten.
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Gehäuse Technische Daten ZS9100-0003 Zulassung Die Verwendung der Schirmhaube ist wie folgt vorgesehen: • die beiden lackierten Kunststoffabdeckungen am ELM-Gehäuse oben und unten mit einem Schraubendreher abhebeln, für spätere Wiederverwendung ggf. aufbewahren. • die Schirmauflage aufschieben und mit den 3 beigelegten Schrauben befestigen. Am 4. Schraubloch unten kann fallweise eine PE-Verbindung gesetzt werden.
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Gehäuse • die Signalleitungen entmanteln, die Adern in die Stecker (A) einführen. Dann das Schirmgeflecht in den EMV-Bügel (B) drücken und das Kabel mit dem beigelegten Kabelbinder an der Zugentlastungsschelle (C) befestigen. Dabei Empfehlungen zum Biegeradius der Leitungshersteller beachten. • im Weiteren soll das Schirmgeflecht auf dem leitfähigen Schaumstoffblock (D) aufliegen. Dieser Block sorgt für eine EMV-gerechte Abdichtung wenn die Haube geschlossen ist.
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Gehäuse • Zur Demontage ist umgekehrt vorzugehen. Eine Betriebsmittelkennzeichnung ist ggf. auf der Haube zu wiederholen. HINWEIS Hinweis zum Einsatz unter Schwingungsbelastung Ein Einsatz der ELM-Klemmen mit montierter Schirmhaube ZS9100-0003 unter Schwingungs- und Schock- einwirkung in Richtung Hutschienenverlauf (roter Pfeil) ist, unabhängig von der Einbaulage, nicht zulässig. Tritt in Betrieb Schwingungs-/Schockeinwirkung unvermeidlich auf, ist eine Einbaulage zu wählen das die ELM-Klemme bzw.
Montage und Verdrahtung Montage und Verdrahtung Allgemeine Hinweise zu den Power-Kontakten Wenn die Klemme keine eigene Durchleitung oder Speisung der Powerkontakte aufweist, darf die Klemme rechts davon keine links herausstehenden Powerkontakte aufweisen. Diese wären offen zugänglich, falls die Klemme von der Hutschiene gezogen wird. Sehen Sie dazu auch 2 Tragschienenmontage für ELM/EKM-Klemmen [} 129] Einbaulagen...
Montage und Verdrahtung Die Einhaltung der Abstände nach Abb. „Empfohlene Abstände bei Standard Einbaulage“ wird empfohlen. Weitere Einbaulagen Alle anderen Einbaulagen zeichnen sich durch davon abweichende räumliche Lage der Tragschiene aus, s. Abb. „Weitere Einbaulagen“. Auch in diesen Einbaulagen empfiehlt sich die Anwendung der oben angegebenen Mindestabstände zur Umgebung.
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Abb. 127: Korrekte Konfiguration Abb. 128: Inkorrekte Konfiguration Schirmkonzept Die vorkonfektionierten Leitungen von Beckhoff Automation bieten zusammen mit der Schirmschiene einen optimalen Schutz gegen elektro-magnetische Störungen. Es wird empfohlen, den Schirm möglichst nah an der Klemme aufzulegen, um Störungen auf ein Minimum zu reduzieren.
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Montage und Verdrahtung Abb. 129: Schirmschiene Abb. 130: Schirmschienen-Bügel Version: 1.0 ELM2xxx...
Montage und Verdrahtung Verdrahten Sie die Adern 4 der Motorleitung 5 und befestigen Sie dann das kupferummantelte Ende 6 der Motorleitung 5 mit der Schirmschelle 7 an die Schirmschiene 3 bzw. Schirmschienen-Bügel 3a. Ziehen Sie die Schraube 8 bis zum Anschlag an. Befestigen Sie die PE-Schelle 9 an die Schirmschiene 3 bzw.
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Montage und Verdrahtung Abb. 132: Öffnen der Riegel durch Anheben an der Ober- und Unterseite z.B. mit einem Schraubendreher • Stecken Sie die ELM-Klemme bei weiteren bereits auf der Tragschiene befindlichen Klemmen mit Nut und Feder zusammen und schieben Sie es so weit, bis es auf den Aufsetzpunkt der Tragschiene einrastet.
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Bedarf nach Klärung der Verwendung von Schutzerdung um eine Gefährdung durch elektrischen Schlag zu verhindern. Achtung: die einschlägigen Anwendungsnormen bezeichnen mit „Gehäuse“ den umgebenden Schaltschrank/Schaltkasten, während hier mit „Gehäuse“ die Beckhoff Klemme gemeint ist. Vgl. dazu das Klärungskapitel „Analogtechnische Hinweise – Schirm und Erde“ in dieser Dokumentation. ELM2xxx...
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Montage und Verdrahtung Das Gehäuse bietet die Möglichkeit per Schraubverbindung M3 einen Ringkabelschuh zur PE-Anbindung anzuschließen. Dazu ist wie folgt vorzugehen: • die Kunststoffabdeckung am ELM-Gehäuse abhebeln, für spätere Wiederverwendung ggf. aufbewahren • den vorbereiteten, an den Schutzleiter gecrimpten Ringkabelschuh per Schraube M3x4 befestigen, max.
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Montage und Verdrahtung Hinweis zu Schutzerde/PE in Bezug auf analoge Messungen Das Schutzleitersystem ist in seiner Art ausschließlich auf das Ableiten von Hochströmen ausgelegt. Deshalb können dort erhebliche hochfrequente Störungen vorliegend sein, die ein analoges Messgerät negativ beeinflussen könnten wenn es an das Schutzleitersystem angeschlossen wird/werden muss. In solchen Fällen kann ein strikt sternförmiger Aufbau des FE- und PE‑Systems sinnvoll sein, um möglichst wenig Störquellen auf dem PE‑System in der Nähe des analogen Messsystems zu haben.
Montage und Verdrahtung LEDs und Anschlussbelegung 7.7.1 EL2642 LEDs EL2642 Farbe Bedeutung -LED grün 24V Powerkontaktspannung ist anliegend Keine Betriebsspannung anliegend Ch(n) / grün Signal wird durchgereicht (Schalter geschlossen) y(m), Signal wird nicht durchgereicht (Schalter offen) n=1, 2 m=1..4 Farbe Beschreibung grün Zustand der EtherCAT State Machine [} 106]: INIT = Initialisierung der Klemme blinkend...
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Montage und Verdrahtung Klemmstelle Beschreibung Bezeichnung Ch1 / y2 Kanal 1, Ausgang y2 Ch2 / x1 Kanal 2, Eingang x1 Ch2 / x2 Kanal 2, Eingang x2 Ch2 / y1 Kanal 2, Ausgang y1 Ch2 / y2 Kanal 2, Ausgang y2 Ch1 / x3 Kanal 1, Eingang x3 Ch1 / x4...
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Montage und Verdrahtung Anschluss Beschreibung X1, X2 (ELM264x) X1...X4 (ELM274x) Bezeichnung Klemmstelle Nr. Ausgang Y2 Ausgang Y3 Ausgang Y4 Version: 1.0 ELM2xxx...
Detaillierte Informationen hierzu entnehmen Sie bitte der vollständigen EtherCAT-Systembeschreibung. Firmware Update EL/ES/ELM/EM/EPxxxx Dieses Kapitel beschreibt das Geräte-Update für Beckhoff EtherCAT Slaves der Serien EL/ES, ELM, EM, EK und EP. Ein FW-Update sollte nur nach Rücksprache mit dem Beckhoff Support durchgeführt werden.
Anhang • dass im Download-Dialog das Passwort=1 angegeben wird. Bei Passwort=0 (default Einstellung) wird nur das Firmware-Update durchgeführt, ohne ESI-Update. • dass das Gerät diese Funktion unterstützt. Die Funktion kann in der Regel nicht nachgerüstet werden, sie wird Bestandteil vieler Neuentwicklungen ab Baujahr 2016. Nach dem Update sollte eine Erfolgskontrolle durchgeführt werden •...
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Nicht kompatible Kombinationen führen mindestens zu Fehlfunktionen oder sogar zur endgültigen Außerbetriebsetzung des Gerätes. Ein entsprechendes Update sollte nur in Rücksprache mit dem Beckhoff Support ausgeführt werden. Anzeige der Slave-Kennung ESI Der einfachste Weg die Übereinstimmung von konfigurierter und tatsächlicher Gerätebeschreibung festzustellen, ist im TwinCAT-Modus Config/FreeRun das Scannen der EtherCAT-Boxen auszuführen:...
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Anhang Abb. 139: Änderungsdialog In diesem Beispiel in Abb. Änderungsdialog. wurde eine EL3201-0000-0017 vorgefunden, während eine EL3201-0000-0016 konfiguriert wurde. In diesem Fall bietet es sich an, mit dem Copy Before-Button die Konfiguration anzupassen. Die Checkbox Extended Information muss gesetzt werden, um die Revision angezeigt zu bekommen.
Änderung wirksam wird. 8.2.2 Erläuterungen zur Firmware Versionsbestimmung der Firmware Versionsbestimmung nach Laseraufdruck Auf einem Beckhoff EtherCAT Slave ist eine Seriennummer aufgelasert. Der Aufbau der Seriennummer lautet: KK YY FF HH KK - Produktionswoche (Kalenderwoche) YY - Produktionsjahr FF - Firmware-Stand HH - Hardware-Stand Beispiel mit Ser.
• offline: in der EtherCAT Slave Information ESI/XML kann der Default-Inhalt des CoE enthalten sein. Dieses CoE-Verzeichnis kann nur angezeigt werden, wenn es in der ESI (z. B. „Beckhoff EL5xxx.xml“) enthalten ist. Die Umschaltung zwischen beiden Ansichten kann über den Button Advanced vorgenommen wer- den.
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Anhang Abb. 143: Firmware Update Es ist folgender Ablauf einzuhalten, wenn keine anderen Angaben z. B. durch den Beckhoff Support vorliegen. Gültig für TwinCAT 2 und 3 als EtherCAT Master. • TwinCAT System in ConfigMode/FreeRun mit Zykluszeit >= 1ms schalten (default sind im ConfigMode 4 ms).
Anhang • Kontrolle des aktuellen Status (B, C) • Download der neuen *efw-Datei, abwarten bis beendet. Ein Passwort wird in der Regel nicht benötigt. • Nach Beendigung des Download in INIT schalten, dann in PreOP • Slave kurz stromlos schalten (nicht unter Spannung ziehen!) •...
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Anhang Abb. 144: Versionsbestimmung FPGA-Firmware Falls die Spalte Reg:0002 nicht angezeigt wird, klicken sie mit der rechten Maustaste auf den Tabellenkopf und wählen im erscheinenden Kontextmenü, den Menüpunkt Properties. Abb. 145: Kontextmenu Eigenschaften (Properties) In dem folgenden Dialog Advanced Settings können Sie festlegen, welche Spalten angezeigt werden sollen. Markieren Sie dort unter Diagnose/Online Anzeige das Kontrollkästchen vor '0002 ETxxxx Build' um die Anzeige der FPGA-Firmware-Version zu aktivieren.
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Ältere Firmware-Stände können nur vom Hersteller aktualisiert werden! Update eines EtherCAT-Geräts Es ist folgender Ablauf einzuhalten, wenn keine anderen Angaben z. B. durch den Beckhoff Support vorliegen: • TwinCAT System in ConfigMode/FreeRun mit Zykluszeit >= 1 ms schalten (default sind im ConfigMode 4 ms).
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Anhang • Wählen Sie im TwinCAT System-Manager die Klemme an, deren FPGA-Firmware Sie aktualisieren möchten (im Beispiel: Klemme 5: EL5001) und klicken Sie auf dem Karteireiter EtherCAT auf die Schaltfläche Weitere Einstellungen: • Im folgenden Dialog Advanced Settings klicken Sie im Menüpunkt ESC-Zugriff/E²PROM/FPGA auf die Schaltfläche Schreibe FPGA: ELM2xxx Version: 1.0...
Anhang • Wählen Sie die Datei (*.rbf) mit der neuen FPGA-Firmware aus und übertragen Sie diese zum EtherCAT-Gerät: • Abwarten bis zum Ende des Downloads • Slave kurz stromlos schalten (nicht unter Spannung ziehen!). Um die neue FPGA-Firmware zu aktivieren ist ein Neustart (Aus- und Wiedereinschalten der Spannungsversorgung) des EtherCAT- Geräts erforderlich •...
Anhang Firmware Kompatibilität Beckhoff EtherCAT Geräte werden mit dem aktuell verfügbaren letzten Firmware-Stand ausgeliefert. Dabei bestehen zwingende Abhängigkeiten zwischen Firmware und Hardware; eine Kompatibilität ist nicht in jeder Kombination gegeben. Die unten angegebene Übersicht zeigt auf welchem Hardware-Stand eine Firmware betrieben werden kann.
Wert umstellen: Dezimalwert: 1819238756, Hexadezimalwert: 0x6C6F6164. Eine falsche Eingabe des Restore-Wertes zeigt keine Wirkung! Support und Service Beckhoff und seine weltweiten Partnerfirmen bieten einen umfassenden Support und Service, der eine schnelle und kompetente Unterstützung bei allen Fragen zu Beckhoff Produkten und Systemlösungen zur Verfügung stellt.
Anhang Beckhoff Niederlassungen und Vertretungen Wenden Sie sich bitte an Ihre Beckhoff Niederlassung oder Ihre Vertretung für den lokalen Support und Service zu Beckhoff Produkten! Die Adressen der weltweiten Beckhoff Niederlassungen und Vertretungen entnehmen Sie bitte unseren Internetseiten: https://www.beckhoff.de Dort finden Sie auch weitere Dokumentationen zu Beckhoff Komponenten.
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Abbildungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Abb. 1 EL2872 mit Revision 0022 und Seriennummer 01200815 ............Abb. 2 ELM3002-0000 mit eindeutiger BTN 0000wwww und Seriennummer 09200506 ....... Abb. 3 BIC als Data Matrix Code (DMC, Code-Schema ECC200) ............Abb. 4 EL2642 ............................Abb. 5 ELM2642-0000, ELM2644-0000....................
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Abbildungsverzeichnis Abb. 44 Abbildung der Konfiguration in VS Shell der TwinCAT 3 Umgebung .......... Abb. 45 Einlesen von einzelnen an einem Gerät befindlichen Klemmen..........Abb. 46 Einfügen der Programmierumgebung in „SPS“ ................Abb. 47 Festlegen des Namens bzw. Verzeichnisses für die PLC Programmierumgebung ....Abb.
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Abbildungsverzeichnis Abb. 90 Beispiel Default-Zustand......................Abb. 91 Einbau EtherCAT-Klemme mit Revision -1018................Abb. 92 Erkennen EtherCAT-Klemme mit Revision -1019 ............... Abb. 93 Scan-Abfrage nach dem automatischen Anlegen eines EtherCAT Gerätes (links: TwinCAT 2; rechts TwinCAT 3) ........................Abb. 94 Manuelles Auslösen des Teilnehmer-Scans auf festegelegtem EtherCAT Device (links: TwinCAT 2;...
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Abbildungsverzeichnis Abb. 132 Öffnen der Riegel durch Anheben an der Ober- und Unterseite z.B. mit einem Schraubendre- her..............................130 Abb. 133 Einschieben der ELM-Klemmen und schließen der Tragschienenriegel oben und unten ... 130 Abb. 134 Öffnen des oberen und unteren Tragschienenriegels und herausziehen der ELM-Klemme..131 Abb.