Handbuch Absolute Drehgeber mit CANopen® Baumer Electric AG Hummelstrasse 17 CH-8501 Frauenfeld Phone +41 52 728 11 22 Fax +41 52 728 11 44 sales.ch@baumer.com www.baumer.com 08.18 Subject to modification in technic and design.
Inhalte 1 Änderungshistorie ....................................................................................................................................... 4 2 Sicherheits- und Betriebshinweise ............................................................................................................ 5 3 3.1 Produktfamilien............................................................................................................................................ 6 Absolute Drehgeber ...........
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 Nicht-redundanter Drehgeber ...................................................................................................................... 16 Redundanter Drehgeber .............................................................................................................................. 17 Verhalten des Geräts im Fehlerfall (Error behavior) .................................................................................... 17 Fehlereinpflanzung ..............................
1 Änderungshistorie Dieses Dokument unterliegt Änderungen. Die aktuellste Version ist jeweils auf www.baumer.com erhältlich Document index Datum Firmware version CANopen Revision Nummer Obj. 1018 Autor Änderungen 0001 11.07.17 Ab V01-03 0003.0000h blk Erstfassung ersetzt alle Dokumente mit Entwurf-Status 0002 11.09.17 Ab V01-04 0003.
2 Sicherheits- und Betriebshinweise Bestimmungsgemässer Gebrauch Der Drehgeber ist ein Präzisionsmessgerät, das der Erfassung von Positionen und/oder Geschwindigkeiten dient. Er liefert Messwerte als elektronische Ausgangssignale für das Folgegerät. Er darf nur zu diesem Zweck verwendet werden. Sofern dieses Produkt nicht speziell gekennzeichnet ist, darf es nicht für den Betrieb in explosionsgefährdeter Umgebung eingesetzt werden.
3 Produktfamilien 3.1 Absolute Drehgeber Produkt Produkt Code Geräte Name EDS Datei Absolut-Drehgeber Multiturn (nicht redundante und redundante Version) 0x0070 EAMxxx MT EAMxxx_0x0070.eds Absolut-Drehgeber Singleturn 0x0071 EAMxxx ST EAMxxx_0x0071.eds Baumer_EAM580_360_CANopen_MA_DE_Rev0003.0000h_Index0004.docx 06.08.
4 Systemübersicht 4.1 Allgemein Der Drehgeber ist ein Winkelmesssystem mit CANopen Schnittstelle. Das Gerät unterstützt sowohl Skalierungs- als auch Parametrierfunktionen. Gemäss dem “CAN in Automation” (CiA) Drehgeber-Profil 406, handelt es sich um einen Absolut-Drehgeber - Class C2. Die redundanten Drehgeber sind galvanisch getrennt. Für nicht-redundante Drehgeber ist dies auf Anfrage erhältlich. 4.2 Unterstützte Profile Folgende CANopen Profile werden unterstützt: CiA 301 / Version 4.
4.4.3 Positionsbereich Der Positionsbereich hängt von der eingestellten Schrittweite ab (Objekt 6001h-0 und Objekt 6002h-0). Der gesamte Bereich kann in Objekt 6002h-0 gelesen werden. Er umfasst 0…(Wert in Objekt 6002h)-1. 4.4.4 Geschwindigkeitsbereich Es gibt zwei Objekte, die Informationen zu Geschwindigkeit enthalten. 0x6030-1 Dieses Objekt liefert eine 32-Bit Geschwindigkeitsinformation mit der Einheit [Schritte/sek].
4.4.5 Elektronische Getriebefunktion Die elektronische Getriebefunktion teilt die Position durch das Getriebeverhältnis. Dadurch transformiert es die Position in die Sicht der Applikation: 𝑒𝑛𝑐𝑜𝑑𝑒𝑟 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑝𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛 = 𝑖 Der Getriebefaktor (i) ist wie folgt definiert: 𝑖= 𝐺𝑒𝑎𝑟𝑉𝑎𝑙𝑢𝑒1 𝐺𝑒𝑎𝑟𝑉𝑎𝑙𝑢𝑒2 Es gibt drei Objekte, die für die Verwendung der elektronischen Getriebefunktion konfiguriert werden müssen.
4.5 Drehgeber mit redundantem Aufbau Beide Drehgeber-Kanäle sind über denselben Stecker mit dem Netzwerk verbunden. Daraus folgt, dass beide Knoten gegenseitig Nachrichten bestätigen, auch wenn keine Verbindung zum Netzwerk besteht. Bei Drehgebern mit redundantem Aufbau wird die Batteriespannung überwacht, während der Drehgeber ohne Spannungsversorgung ist. Um die Detektion sicherzustellen, müssen folgende Zeiten ohne Spannungsversorgung eingehalten werden: Warnung Alarm 4.5.
5 NMT Service 5.1 Unterstützte Befehle Folgende NMT Befehle werden unterstützt: NMT Befehl Byte 0 NMT Start NMT Preoperational 0x01 0x80 NMT Stop NMT Reset 0x02 0x81 NMT Communication Reset 0x82 NMT Frame: COB ID node ID 5.1.1 Byte 0 xx NMT Reset Dieses NMT Kommando setzt den kompletten Drehgeber zurück. Es kann bis zu 170 ms dauern, bis die neue Boot-up Message geschickt wird. (Neustart des Micro-Controllers, es ist zu beachten, dass alle nicht gespeicherten Konfigurationen verloren gehen).
6 SDO service 6.1 Allgemein Der Drehgeber unterstützt 1 SDO Server (Expedited read/write, segmented read) 6.2 Save/load Parameter Der Drehgeber unterstützt das Sichern von Parametern im nichtflüchtigen Speicher. 6.2.1 Save Schreiben der Signatur “save” in 1010h-x sichert die betreffenden Objekte im nichtflüchtigen Speicher. Nach einem Reset oder dem Wiedereinschalten werden die Parameter aus dem nichtflüchtigen Speicher geladen.
7 PDO Service 7.1 Allgemein Der Drehgeber unterstützt TPDO1 und TPDO2. PDOs werden nur im Betriebszustand NMT operational mode übertragen. 7.2 Arten der PDO Kommunikation Die folgenden Übertragungsarten werden unterstützt (Objekt 180xh-2): Synchron (1-240) Asynchron (255) Herstellerspezifisch (254) RTR-Übertragung, “event-driven” (253) Beide PDOs unterstützen alle Übertragungsarten.
Zur Änderung eines PDO Mappings muss zunächst 0 in 0x1A0x-0 eingetragen werden. Danach ist der gewünschte Mapping Eintrag gemacht und das Mapping kann wieder aktiviert werden, indem die Nr. des PDO Inhalts in 0x1A0x-0 eingetragen wird. 7.4.2 Default Mapping für Absolut-Drehgeber Mapping für beide PDOs ist identisch. Der Positionswert wird in Byte 0…3 übertragen. ID DLC Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3 181h/281h 4 xx xx xx xx Byte 0…3: Position (Objekt 6004h) 7.
8 Emergency Service 8.1 Allgemein Liegt ein Fehler vor, sendet der Drehgeber eine Fehlermeldung, ausserdem werden die entsprechenden Bits im Error Register gesetzt (Objekt 1001h). Im Fehlerfeld (Objekt 1003h-x) kann auf die Fehlercodes zugegriffen werden. In der Historie werden maximal 8 Fehlercodes gespeichert. 8.2 COB-ID Die COB-ID für die Emergency Meldung wird in Objekt 1014h definiert. Werkseinstellung: 80h + Teilnehmeradresse Änderungen werden sofort wirksam.
9 Alarm, Warnung, Error, Emergency Messages und Fehlerverhalten Abbildung 5 und Abbildung 6 zeigen den Überwachungsmechanismus. Bei einem Fehlerfall, wird ein Alarm oder eine Warnung ausgegeben. Das Verhalten im Fehlerfall wird in Kapitel 8.3 beschrieben. 9.
9.
9.4 Fehlereinpflanzung Die Fehlereinpflanzung ermöglicht es, das Systemverhalten im Falle eines Drehgeberfehlers zu testen. Es gibt zwei Objekte, die zu Testzwecken verwendet werden können, um unterschiedliches Drehgeberverhalten zu simulieren. 0x2116-1 Diagnoseeinpflanzung Ein auf dieses Objekt geschriebener Fehlerinjektionscode simuliert eine Diagnosequelle gemäß Kapitel 9.5. und aktiviert die entsprechende Signalisierung. Fehlerinjektionscodes siehe Kapitel 9.5.
9.5 Drehgeber Diagnosequellen Die folgende Tabelle enthält eine Zusammenfassung aller Diagnosequellen, die durch den Drehgeber unterstützt werden.
Source/Quelle - Beschreibung Die absolute Position kann nach dem Neustart falsch sein, der Drehgeber sollte ausgetauscht werden. Reservierte Error codes für den Hersteller Emergency Error Code 0xFF0A… 0xFF16 0xFF17… 0xFFFF Auftreten während/beim Errorinjektionscode Reset Verhalten Signalisierung Laufzeit 0x6505 Warning, Bit 13 Kein reset 0x0008’0014 - - - - Hinweis: Beim Auftreten einer Diagnosequelle, kann die absolute Position falsch sein.
10 Heartbeat Service 10.1 Allgemein Der Drehgeber unterstützt einen Heartbeat Producer gemäss CiA 301. 10.2 COB-ID COB-ID für die Heartbeat- Meldung ist 700h + node ID. 10.3 Timing Die Mindest-Zykluszeit einer Heartbeat-Meldung beträgt 1 ms und kann in Objekt 1017h-0 konfiguriert werden Baumer_EAM580_360_CANopen_MA_DE_Rev0003.0000h_Index0004.docx 06.08.
11 LSS slave 11.1 Allgemein Baudrate und Teilnehmeradresse können durch LSS konfiguriert werden (gemäß CiA 305). Eine weitere Möglichkeit für das Setzen von Baudrate und Teilnehmeradresse bieten die Objekte 2100h und 2101h (siehe Objektverzeichnis). Der LSS Dienst ist nur in NMT Stopped Mode verfügbar. 11.
12 Objektverzeichnis Nachstehende Tabelle zeigt eine Zusammenfassung aller vom Drehgeber unterstützten SDO Objekte. Objekt Objekt Nummer in Hex Name Objektname Format U/I = Unsigned/Integer , No. = no of bits, ARR = Array, REC = Record, STR = String Zugriff ro = read only, wo = write only, rw = read write, m = mappable Default Default Wert beim ersten Init Save X = kann im EEPROM gespeichert werden Bedeutung zusätzliche Erläuterung 12.
1800h 00h 01h 02h 05h 1801h 00h 01h 02h 05h 1A00h 00h 01h 1A01h 00h 01h 1F80h Transmit PDO1 parameter Grösster Subindex COB ID PDO type Event timer Transmit PDO2 parameter Grösster Subindex COB ID PDO type Event timer Transmit PDO1 mapping Grösster Subindex 1st mapping parameter Transmit PDO2 mapping Grösster Subindex 1st mapping parameter NMTStartup REC U8 U32 U8 U16 REC U8 U32 U8 U16 ARR U8 U32 ARR U8 U32 U32 ro rw rw rw 5h 180h+ID FEh 0 ro rw rw rw 5h 280h+ID 1h 0 rw rw 1 6004’0020h rw rw rw 1
2117h Encoder diagnostic U16 ro, m 2118h 2120h 2300h Geschwindigkeit [rpm] Time stamp [us] Kunden EEPROM Grösster Subindex CustomerEEPROM[0] CustomerEEPROM[1] CustomerEEPROM[2] CustomerEEPROM[3] Speed sampling interval in ms S16 U16 ARR U8 U32 U32 U32 U32 U16 ro, m ro, m 00h 01h 02h 03h 04h 4001h ro rw rw rw rw rw Save Zugriff Format Sub-Index Objekt Name Default Beschreibung Encoder Diagnose bits Bit0 = Frequency exceeded Bit1 = CPU watchdog Bit2 = Operating time limit Bit3 = Battery char
12.
13 Applikationen Änderung von Node-ID und Baudrate mit LSS Node-ID und Baudrate können geändert werden, ohne den Drehgeber über diese ansprechen zu müssen. Mit dem LSSDienst werden die Sensoren über ProductCode, RevisionNr, VendorID und Seriennummer angesprochen und konfiguriert. Node ID ändern Die Node-ID kann im Objekt 2101h zwischen 1 und 127 geändert werden. Anschliessend sollte ein Speichervorgang mittels Objekt 1010h durchgeführt werden.
14 Abweichungen zur CIA Spezifikation Sub-Index Objekt 0x1029 Name 1 Error behavior 3 Error behavior 0x6030 1 Speed value 0x6502 0 Number of distinguishable revolutions Abweichung Default Wert ist 1 anstatt 0 (Do not change NMT-State on Communication-Errors. Default Wert ist 1 anstatt 0 (Do not change NMT-State on Communication-Errors.
A. Anhang a. Anschlussbelegung Kabelbelegung (Anschluss – L) Adernfarbe Grau Braun Weiss Grün Gelb Rosa Blau Rot CANopen Nicht-redundant CAN_GND +Vs 0V CAN_H CAN_L - Signal CANopen redundant CAN_GND +Vs 0V CAN_H CAN_L - CANopen + Inc. Nicht-redundant A+ +Vs 0V CAN_H CAN_L AB+ B- Steckerbelegung 1 x M12 (Anschluss – N oder - B) Pin 1 2 3 4 5 6 7 8 CANopen Nicht-redundant CAN_GND +Vs 0V CAN_H CAN_L - Signal CANopen redundant CAN_GND +Vs 0V CAN_H CAN_L - CANopen + Inc.
