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Beckhoff EL3403-0-Serie Dokumentation
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3-phasen-leistungsmessklemme
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Dokumentation | DE
EL3403-0xxx
3-Phasen-Leistungsmessklemme
04.01.2022 | Version: 3.9
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Verwandte Anleitungen für Beckhoff EL3403-0-Serie

Inhaltszusammenfassung für Beckhoff EL3403-0-Serie

  • Seite 1 Dokumentation | DE EL3403-0xxx 3-Phasen-Leistungsmessklemme 04.01.2022 | Version: 3.9...

  • Seite 3: Produktübersicht 3-Phasen-Leistungsmessklemmen

    Produktübersicht 3-Phasen-Leistungsmessklemmen Produktübersicht 3-Phasen- Leistungsmessklemmen EL3403 [} 17] 3-Phasen-Leistungsmessklemme, 500 V , 1 A EL3403-0010 [} 17] 3-Phasen-Leistungsmessklemme, 500 V , 5 A EL3403-0100 [} 17] 3-Phasen-Leistungsmessklemme, 500 V , 100 mA EL3403-0111 [} 17] 3-Phasen-Leistungsmessklemme, 500 V , 10 mA-100 mA-1.000 mA EL3403-0333 [} 17] 3-Phasen-Leistungsmessklemme, 500 V , 333 mA EL3403-0xxx Version: 3.9...

  • Seite 4: Inhaltsverzeichnis

    Versionsidentifikation von EtherCAT-Geräten ................. 11 2.4.1 Allgemeine Hinweise zur Kennzeichnung................  11 2.4.2 Versionsidentifikation von EL Klemmen ................ 12 2.4.3 Beckhoff Identification Code (BIC)...................  13 2.4.4 Elektronischer Zugriff auf den BIC (eBIC) ...............  15 3 Produktbeschreibung.......................... 17 EL3403-xxxx - Einführung ....................... 17 EL3403-xxxx - Technische Daten.................... 19 Grundlagen zur Funktion ......................... 21...
  • Seite 5 Inhaltsverzeichnis 6.2.3 TwinCAT ESI Updater .....................  91 6.2.4 Unterscheidung Online/Offline.................. 91 6.2.5 OFFLINE Konfigurationserstellung ..................  92 6.2.6 ONLINE Konfigurationserstellung.................. 97 6.2.7 EtherCAT Teilnehmerkonfiguration ................ 105 6.2.8 Import/Export von EtherCAT-Teilnehmern mittels SCI und XTI ........ 115 Allgemeine Inbetriebnahmehinweise des EtherCAT Slaves ............ 122 Prozessdaten.......................... 131 6.4.1 Sync Manager........................
  • Seite 6 Inhaltsverzeichnis Version: 3.9 EL3403-0xxx...

  • Seite 7: Vorwort

    , XFC , XTS und XPlanar sind eingetragene und lizenzierte Marken der Beckhoff Automation GmbH. Die Verwendung anderer in dieser Dokumentation enthaltenen Marken oder Kennzeichen durch Dritte kann zu einer Verletzung von Rechten der Inhaber der entsprechenden Bezeichnungen führen. Patente Die EtherCAT-Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen und...

  • Seite 8: Sicherheitshinweise

    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.

  • Seite 9: Ausgabestände Der Dokumentation

    Vorwort Ausgabestände der Dokumentation Version Kommentar • Update Kapitel „Technische Daten“ • Update Struktur • Update Kapitel „Technische Daten“ • Update Kapitel „Versionsidentifikation von EtherCAT-Geräten“ • Update Struktur • Update Hinweise • Update Revisionsstand • Kapitel Entsorgung hinzugefügt • Update Kapitel "Anwendungsbeispiele" •...
  • Seite 10 Vorwort Version Kommentar • Ergänzung EL3403-0010, EL3403-0100, EL3403-0111 • Update Technische Daten • Ergänzung Applikationsbeispiel • Kapitel Skalierungsfaktoren hinzugefügt, Strukturanpassung • 4 Quadranten Darstellung ergänzt • Ergänzungen & Korrekturen • Ergänzungen & Korrekturen • Technische Daten korrigiert, EL3403-0010 ergänzt • Technische Daten korrigiert •...

  • Seite 11: Versionsidentifikation Von Ethercat-Geräten

    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)“.

  • Seite 12: Versionsidentifikation Von El Klemmen

    2.4.2 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.

  • Seite 13: Beckhoff Identification Code (Bic)

    Vorwort 2.4.3 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. Abb. 2: BIC als Data Matrix Code (DMC, Code-Schema ECC200) Die Einführung des BIC erfolgt schrittweise über alle Produktgruppen hinweg.
  • Seite 14 Entsprechend als DMC: Abb. 3: Beispiel-DMC 1P072222SBTNk4p562d71KEL1809 Q1 51S678294 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. B. Chargenbezeichungen auf IO-Komponenten, bisheriger Seriennummernkreis für Safety-Produkte, etc.).

  • Seite 15: Elektronischer Zugriff Auf Den Bic (Ebic)

    ESI/XML-Konfigurationsdatei für den EtherCAT‑Master bekannt. Zu den Zusammenhängen siehe die entsprechenden Kapitel im EtherCAT‑Systemhandbuch (Link). 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.
  • Seite 16 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. •...

  • Seite 17: Produktbeschreibung

    Produktbeschreibung Produktbeschreibung EL3403-xxxx - Einführung Abb. 4: EL3403-xxxx 3-Phasen-Leistungsmessklemme Die 3-Phasen Leistungsmessklemme EL3403-xxxx ermöglicht die Messung der elektrischen Daten eines dreiphasigen Versorgungsnetzes: • Die Spannung wird über den Anschluss des Netzes an die Klemmstellen L1, L2, L3 und N gemessen. • Der Strom der drei Phasen wird über Stromwandler [} 25] an den Klemmstellen I und I eingespeist.
  • Seite 18 Produktbeschreibung Bei der EL3403-0111 ist der Strommessbereich bei Kanal 1 1.000 mA, bei Kanal 2 100 mA und bei Kanal 3 10 mA. Bitte beachten Sie die Technischen Daten [} 19] und die Skalierungsfaktoren [} 136]! Die EL3403-0333 ist für den Betrieb mit 333 mV Aufsteckwandler konzipiert. Quick-Links EtherCAT Funktionsgrundlagen Funktionsgrundlagen EL3403 [} 21]...

  • Seite 19: El3403-Xxxx - Technische Daten

    Produktbeschreibung EL3403-xxxx - Technische Daten Technische Daten EL3403-0000 EL3403-0010 EL3403-0100 EL3403-0111 EL3403-0333 Messwerte Strom, Spannung, Wirkleistung, Scheinleistung, Frequenz Berechnete Größen Blindleistung, Energie, Leistungsfaktor (cosφ) Messspannung max. 500 V AC 3~ (UL -N: max. 288 V AC) Messspannung gemäß max. 300 V AC 3~ UL-Vorgaben (siehe UL- Konformität [} 53]) Messstrom max.
  • Seite 20 Produktbeschreibung Technische Daten EL3403-0000 EL3403-0010 EL3403-0100 EL3403-0111 EL3403-0333 Spannungsversorgung für über den E-Bus Elektronik Stromaufnahme vom E- typ. 120 mA Konfiguration über TwinCAT System Manager Gewicht ca. 75 g Abmessungen (B x H x T) ca. 15 mm x 100 mm x 70 mm (Breite angereiht: 12 mm) auf 35 mm Tragschiene nach EN 60715 Montage [} 39] zulässiger Umgebung-...

  • Seite 21: Grundlagen Zur Funktion

    Produktbeschreibung Grundlagen zur Funktion Messprinzip Die EL3403 arbeitet mit 6 Analog/Digitalwandern zur Erfassung der Strom und Spannungsgrößen aller 3 Phasen. Die Erfassung und Verarbeitung der 3 Phasen findet zeitsynchron in exakt gleicher Form statt. Im Folgenden wird die Signalverarbeitung für eine Phase beschrieben. Die Beschreibung gilt sinngemäß für alle 3 Phasen. Abb. 5: Verlauf von Spannung u und Strom i Effektivwertberechnung Über ein Messintervall, hier Periodendauer T, wird der Effektivwert für Spannung und Strom berechnet.
  • Seite 22 Produktbeschreibung P: Wirkleistung n: Anzahl der Abtastungen : Augenblickswert der Spannung :  Augenblickswert des Stromes Abb. 6: Verlauf der Leistung s (t) Im ersten Schritt wird zu jedem Abtastzeitpunkt die Leistung s berechnet: Über das Messintervall wird der Mittelwert gebildet. Hier spielt die richtige Wahl des Intervalls die gleiche Rolle wie im Abschnitt Effektivwertmessung beschrieben (das Intervall kann nur gemeinsam für U, I und P verändert werden).
  • Seite 23 Produktbeschreibung S: Scheinleistung P: Wirkleistung Q: Blindleistung φ: Phasenverschiebungswinkel Abb. 7: Verlauf u, i, p mit Phasenverschiebungswinkel (t) (t) (t) j In diesem Umfeld sind weiter Informationen über das Netz und seine Verbraucher von Bedeutung: • Scheinleistung S • Blindleistung Q •...
  • Seite 24 Produktbeschreibung Vorzeichen bei Leistungsmessung Das Vorzeichen der Wirkleistung P und des Leistungsfaktors cos φ gibt Auskunft über die Richtung des Energieflusses. Ein positives Vorzeichen signalisiert den motorischen Betrieb, das negative Vorzeichen einen generatorischen Betrieb. Weiterhin gibt das Vorzeichen der Blindleistung Q eine Auskunft über die Richtung der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung.

  • Seite 25: Stromwandler

    Produktbeschreibung Stromwandler Grundsätzlich ist die Auswahl der Stromwandler für die EL3403 nicht kritisch. Der Innenwiderstand im Strompfad der EL3403 ist so klein, dass er bei der Betrachtung der gesamten Widerstände der Stromschleife vernachlässigt werden kann. Die Wandler müssen einen Sekundär-Nennstrom von 1 A liefern können.
  • Seite 26 Produktbeschreibung Ein EL3403 ist auf der Seite der Spannungsmessung mit einer Schutzimpedanz von 500 kΩ ausgestattet. Wenn der Nullleiter nicht angeschlossen ist und nur ein Anschluss auf der Seite der Spannungsmessung unter Spannung steht, ergibt sich in einem 3-Phasen-Netz mit einer Außenleiterspannung von 400 V eine Spannung von 230 V gegen Erde.

  • Seite 27: Start

    Produktbeschreibung Start Zur Inbetriebsetzung: • montieren Sie den EL3403 wie im Kapitel Montage und Verdrahtung [} 41] beschrieben • konfigurieren Sie den EL3403 in TwinCAT wie im Kapitel Inbetriebnahme [} 81] beschrieben. EL3403-0xxx Version: 3.9...

  • Seite 28: Grundlagen Der Kommunikation

    - 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...

  • Seite 29: Allgemeine Hinweise Zur Watchdog-Einstellung

    Grundlagen der Kommunikation Abb. 9: 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 Die ELxxxx Klemmen sind mit einer Sicherungseinrichtung (Watchdog) ausgestattet, die z. B. bei unterbrochenem Prozessdatenverkehr nach einer voreinstellbaren Zeit die Ausgänge in einen sicheren Zustand schaltet, in Abhängigkeit vom Gerät und Einstellung z. B.
  • Seite 30 Grundlagen der Kommunikation Abb. 10: 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. •...

  • Seite 31: Ethercat State Machine

    Grundlagen der Kommunikation 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 → Watchdog-Basiszeit = 1 / 25 MHz * (2498 + 2) = 0,0001 Sekunden = 100 µs SM Watchdog = 10000 →...

  • Seite 32: Ausgänge Im Safeop

    Grundlagen der Kommunikation Abb. 11: 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.

  • Seite 33: Coe-Interface

    Grundlagen der Kommunikation 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.

  • Seite 34: Verfügbarkeit

    Grundlagen der Kommunikation 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. 12: Karteireiter „CoE-Online“...

  • Seite 35: Datenerhaltung

    Grundlagen der Kommunikation 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.
  • Seite 36 Grundlagen der Kommunikation 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.
  • Seite 37 • 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. EL3403-0xxx Version: 3.9...

  • Seite 38: Distributed Clock

    Grundlagen der Kommunikation 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.

  • Seite 39: Montage Und Verdrahtung

    • Beim Umgang mit den Komponenten ist auf gute Erdung der Umgebung zu achten (Arbeitsplatz, Verpa- ckung und Personen) • Jede Busstation muss auf der rechten Seite mit der Endkappe EL9011 oder EL9012 abgeschlossen wer- den, um Schutzart und ESD-Schutz sicher zu stellen. Abb. 16: Federkontakte der Beckhoff I/O-Komponenten EL3403-0xxx Version: 3.9...

  • Seite 40: Ul-Hinweise

    The modules are intended for use with Beckhoff’s UL Listed EtherCAT System only. Examination For cULus examination, the Beckhoff I/O System has only been investigated for risk of fire and electrical shock (in accordance with UL508 and CSA C22.2 No. 142). For devices with Ethernet connectors Not for connection to telecommunication circuits.

  • Seite 41: Tragschienenmontage

    Montage und Verdrahtung Tragschienenmontage WARNUNG Verletzungsgefahr durch Stromschlag und Beschädigung des Gerätes möglich! Setzen Sie das Busklemmen-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie mit der Monta- ge, Demontage oder Verdrahtung der Busklemmen beginnen! Montage Abb. 17: Montage auf Tragschiene Die Buskoppler und Busklemmen werden durch leichten Druck auf handelsübliche 35 mm Tragschienen (Hutschienen nach EN 60715) aufgerastet: 1.
  • Seite 42 Montage und Verdrahtung Demontage Abb. 18: Demontage von Tragschiene Jede Klemme wird durch eine Verriegelung auf der Tragschiene gesichert, die zur Demontage gelöst werden muss: 1. Ziehen Sie die Klemme an ihren orangefarbigen Laschen ca. 1 cm von der Tragschiene herunter. Da- bei wird die Tragschienenverriegelung dieser Klemme automatisch gelöst und Sie können die Klemme nun ohne großen Kraftaufwand aus dem Busklemmenblock herausziehen.

  • Seite 43: Beschädigung Des Gerätes Möglich

    Montage und Verdrahtung Abb. 19: Linksseitiger Powerkontakt HINWEIS Beschädigung des Gerätes möglich Beachten Sie, dass aus EMV-Gründen die PE-Kontakte kapazitiv mit der Tragschiene verbunden sind. Das kann bei der Isolationsprüfung zu falschen Ergebnissen und auch zur Beschädigung der Klemme führen (z. B. Durchschlag zur PE-Leitung bei der Isolationsprüfung eines Verbrauchers mit 230 V Nennspannung). Klemmen Sie zur Isolationsprüfung die PE- Zuleitung am Buskoppler bzw.

  • Seite 44: Montagevorschriften Für Erhöhte Mechanische Belastbarkeit

    Montage und Verdrahtung Montagevorschriften für erhöhte mechanische Belastbarkeit WARNUNG Verletzungsgefahr durch Stromschlag und Beschädigung des Gerätes möglich! Setzen Sie das Busklemmen-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie mit der Monta- ge, Demontage oder Verdrahtung der Busklemmen beginnen! Zusätzliche Prüfungen Die Klemmen sind folgenden zusätzlichen Prüfungen unterzogen worden: Prüfung Erläuterung...

  • Seite 45: Anschluss

    Montage und Verdrahtung Anschluss 5.5.1 Anschlusstechnik WARNUNG Verletzungsgefahr durch Stromschlag und Beschädigung des Gerätes möglich! Setzen Sie das Busklemmen-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie mit der Monta- ge, Demontage oder Verdrahtung der Busklemmen beginnen! Übersicht Mit verschiedenen Anschlussoptionen bietet das Busklemmensystem eine optimale Anpassung an die Anwendung: •...

  • Seite 46: Verdrahtung Hd-Klemmen

    Montage und Verdrahtung Die gewohnten Maße der Klemme ändern sich durch den Stecker nur geringfügig. Der Stecker trägt ungefähr 3 mm auf; dabei bleibt die maximale Höhe der Klemme unverändert. Eine Lasche für die Zugentlastung des Kabels stellt in vielen Anwendungen eine deutliche Vereinfachung der Montage dar und verhindert ein Verheddern der einzelnen Anschlussdrähte bei gezogenem Stecker.

  • Seite 47: Verdrahtung

    Montage und Verdrahtung 5.5.2 Verdrahtung WARNUNG Verletzungsgefahr durch Stromschlag und Beschädigung des Gerätes möglich! Setzen Sie das Busklemmen-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie mit der Monta- ge, Demontage oder Verdrahtung der Busklemmen beginnen! Klemmen für Standardverdrahtung ELxxxx/KLxxxx und für steckbare Verdrahtung ESxxxx/KSxxxx Abb. 23: Anschluss einer Leitung an eine Klemmstelle Bis zu acht Klemmstellen ermöglichen den Anschluss von massiven oder feindrähtigen Leitungen an die Busklemme.

  • Seite 48: Schirmung

    Montage und Verdrahtung Klemmengehäuse HD-Gehäuse Leitungsquerschnitt (massiv) 0,08 ... 1,5  mm Leitungsquerschnitt (feindrähtig) 0,25 ... 1,5 mm Leitungsquerschnitt (Aderleitung mit Aderendhülse) 0,14 ... 0,75 mm Leitungsquerschnitt (ultraschall-litzenverdichtet) nur 1,5 mm (siehe Hinweis [} 46]) Abisolierlänge 8 ... 9 mm 5.5.3 Schirmung Schirmung Encoder, analoge Sensoren und Aktoren sollten immer mit geschirmten, paarig verdrillten Leitun- gen angeschlossen werden.

  • Seite 49: Einbaulagen

    Montage und Verdrahtung Einbaulagen HINWEIS Einschränkung von Einbaulage und Betriebstemperaturbereich Entnehmen Sie den technischen Daten zu einer Klemme, ob sie Einschränkungen bei Einbaulage und/oder Betriebstemperaturbereich unterliegt. Sorgen Sie bei der Montage von Klemmen mit erhöhter thermischer Verlustleistung dafür, dass im Betrieb oberhalb und unterhalb der Klemmen ausreichend Abstand zu ande- ren Komponenten eingehalten wird, so dass die Klemmen ausreichend belüftet werden! Optimale Einbaulage (Standard) Für die optimale Einbaulage wird die Tragschiene waagerecht montiert und die Anschlussflächen der EL/KL-...
  • Seite 50 Montage und Verdrahtung Abb. 25: Weitere Einbaulagen Version: 3.9 EL3403-0xxx...

  • Seite 51: Positionierung Von Passiven Klemmen

    Montage und Verdrahtung Positionierung von passiven Klemmen Hinweis zur Positionierung von passiven Klemmen im Busklemmenblock EtherCAT-Klemmen (ELxxxx / ESxxxx), die nicht aktiv am Datenaustausch innerhalb des Busklem- menblocks teilnehmen, werden als passive Klemmen bezeichnet. Zu erkennen sind diese Klemmen an der nicht vorhandenen Stromaufnahme aus dem E-Bus. Um einen optimalen Datenaustausch zu gewährleisten, dürfen nicht mehr als zwei passive Klemmen direkt aneinander gereiht werden! Beispiele für die Positionierung von passiven Klemmen (hell eingefärbt) Abb. 26: Korrekte Positionierung...

  • Seite 52: El3403 - Leds Und Anschlussbelegung

    Montage und Verdrahtung EL3403 - LEDs und Anschlussbelegung WARNUNG Vorsicht: Verletzungsgefahr durch Stromschlag! Wenn Sie die Klemmstelle N nicht mit dem Nulleiter Ihres Versorgungsnetzes verbinden (z. B. bei Verwen- dung der EL3403 zur reinen Strommessung), müssen Sie die Klemmstelle N erden, damit im Fehlerfall ei- nes Stromwandlers gefährliche Überspannungen vermieden werden! WARNUNG Vorsicht: Verletzungsgefahr durch Stromschlag!

  • Seite 53: Strangspannung Gemäß Ul-Vorgaben Maximal

    Montage und Verdrahtung EL3403-xxxx - LEDs Farbe Bedeutung grün Diese LED gibt den Betriebszustand der Klemme wieder: Zustand der EtherCAT State Machine [} 112]: INIT = Initialisierung der Klemme oder BOOTSTRAP = Funktion für Firmware-Updates [} 172] der Klemme blinkend Zustand der EtherCAT State Machine: PREOP = Funktion für Mailbox- Kommunikation und abweichende Standard-Einstellungen gesetzt Einzelblitz Zustand der EtherCAT State Machine: SAFEOP = Überprüfung der Kanäle des Sync-Managers [} 114] und der Distributed Clocks.

  • Seite 54: Entsorgung

    Montage und Verdrahtung Entsorgung Mit einer durchgestrichenen Abfalltonne gekennzeichnete Produkte dürfen nicht in den Hausmüll. Das Gerät gilt bei der Entsorgung als Elektro- und Elektronik-Altgerät. Die nationalen Vorgaben zur Entsorgung von Elektro- und Elektronik-Altgeräten sind zu beachten. Version: 3.9 EL3403-0xxx...

  • Seite 55: Inbetriebnahme

    • „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 •...
  • Seite 56 Inbetriebnahme Abb. 29: Bezug von der Anwender Seite (Inbetriebnahme) zur Installation 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: •...
  • Seite 57 Inbetriebnahme Abb. 30: Aufbau der Steuerung mit Embedded-PC, Eingabe (EL1004) und Ausgabe (EL2008) Anzumerken ist, dass sämtliche Kombinationen einer Konfiguration möglich sind; beispielsweise könnte die Klemme EL1004 ebenso auch nach dem Koppler angesteckt werden oder die Klemme EL2008 könnte zusätzlich rechts an dem CX2040 angesteckt sein – dann wäre der Koppler EK1100 überflüssig. EL3403-0xxx Version: 3.9...

  • Seite 58: Twincat 2

    Inbetriebnahme 6.1.1 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“.
  • Seite 59 Inbetriebnahme Abb. 32: 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) •...
  • Seite 60 Inbetriebnahme 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“...
  • Seite 61 Inbetriebnahme Abb. 36: 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.). So kann auch durch Markierung von „Gerät ..“ aus dem Kontextmenü eine „Suche“ Funktion (Scan) ausgeführt werden, die hierbei dann lediglich die darunter liegenden (im Aufbau vorliegenden) Elemente einliest: Abb. 37: Einlesen von einzelnen an einem Gerät befindlichen Klemmen...
  • Seite 62 Inbetriebnahme ◦ 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. 38: TwinCAT PLC Control nach dem Start Nun sind für den weiteren Ablauf Beispielvariablen sowie ein Beispielprogramm erstellt und unter dem...
  • Seite 63 Inbetriebnahme Abb. 39: 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“ Datei in dem Verzeichnis in dem das Projekt gespeichert wurde.
  • Seite 64 Inbetriebnahme 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. 41: Eingebundenes PLC Projekt in der SPS- Konfiguration des System Managers Die beiden Variablen „bEL1004_Ch4“...
  • Seite 65 Inbetriebnahme Abb. 43: 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“...
  • Seite 66 Inbetriebnahme Abb. 45: 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. von einzelnen PDO ausgehend zu einer Variablen erfolgen.
  • Seite 67 Inbetriebnahme Abb. 46: 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?“...

  • Seite 68: Twincat 3

    Inbetriebnahme Über „Online“ → „Run“, Taste F5 oder kann nun die PLC gestartet werden. 6.1.2 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.
  • Seite 69 Inbetriebnahme Abb. 49: Neues TwinCAT 3 Projekt erstellen Im Projektmappen-Explorer liegt sodann das neue Projekt vor: Abb. 50: 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“...
  • Seite 70 Inbetriebnahme und folgendes Fenster hierzu geöffnet: Abb. 51: 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) •...
  • Seite 71 Inbetriebnahme 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“...
  • Seite 72 Inbetriebnahme Abb. 55: 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.).
  • Seite 73 Inbetriebnahme 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. • Textuelle Sprachen ◦...
  • Seite 74 Inbetriebnahme Abb. 58: 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. 59: Initiales Programm „Main“...
  • Seite 75 Inbetriebnahme Abb. 60: Beispielprogramm mit Variablen nach einem Kompiliervorgang (ohne Variablenanbindung) Das Steuerprogramm wird nun als Projektmappe erstellt und damit der Kompiliervorgang vorgenommen: Abb. 61: Kompilierung des Programms starten Anschließend liegen in den „Zuordnungen“ des Projektmappen-Explorers die folgenden – im ST/ PLC Programm mit „AT%“...
  • Seite 76 Inbetriebnahme 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. 62: Erstellen der Verknüpfungen PLC-Variablen zu Prozessobjekten In dem dadurch geöffneten Fenster kann aus dem SPS-Konfigurationsbaum das Prozessobjekt für die Variable „bEL1004_Ch4“...
  • Seite 77 Inbetriebnahme 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“...
  • Seite 78 Inbetriebnahme Abb. 65: Anwendung von "Goto Link Variable" am Beispiel von „MAIN.bEL1004_Ch4“ Der Vorgang zur Erstellung von Verknüpfungen kann auch in umgekehrter Richtung, d. h. von einzelnen PDO ausgehend zu einer Variablen erfolgen. In diesem Beispiel wäre dann allerdings eine komplette Auswahl aller Ausgangsbits der EL2008 nicht möglich, da die Klemme nur einzelne digitale Ausgänge zur Verfügung stellt.
  • Seite 79 Inbetriebnahme 4. In der SPS muss dann eine Instanz der Datenstruktur vom kopierten Datentyp angelegt werden. Abb. 67: 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.
  • Seite 80 Inbetriebnahme 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 unter „TWINCAT“ aktiviert werden, um dadurch Einstellungen der Entwicklungsumgebung auf das Laufzeitsystem zu übertragen.

  • Seite 81: Twincat Entwicklungsumgebung

    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/. 6.2.1 Installation TwinCAT Realtime Treiber Um einen Standard Ethernet Port einer IPC Steuerung mit den nötigen Echtzeitfähigkeiten auszurüsten, ist...
  • Seite 82 Inbetriebnahme Im System Manager ist über Options → Show realtime Kompatible Geräte die TwinCAT-Übersicht über die lokalen Netzwerkschnittstellen aufzurufen. Abb. 71: Aufruf im System Manager (TwinCAT 2) Unter TwinCAT 3 ist dies über das Menü unter „TwinCAT“ erreichbar: Abb. 72: Aufruf in VS Shell (TwinCAT 3) Der folgende Dialog erscheint: Abb. 73: Übersicht Netzwerkschnittstellen Hier können nun Schnittstellen, die unter „Kompatible Geräte“...
  • Seite 83 Inbetriebnahme Abb. 74: Eigenschaft von EtherCAT Gerät (TwinCAT 2): Klick auf „Kompatible Geräte…“ von „Adapter“ TwinCAT 3: Die Eigenschaften des EtherCAT-Gerätes können mit Doppelklick auf „Gerät .. (EtherCAT)“ im Projektmappen-Explorer unter „E/A“ geöffnet werden: Nach der Installation erscheint der Treiber aktiviert in der Windows-Übersicht der einzelnen Netzwerkschnittstelle (Windows Start →...
  • Seite 84 Inbetriebnahme Abb. 76: Beispielhafte korrekte Treiber-Einstellung des Ethernet Ports Andere mögliche Einstellungen sind zu vermeiden: Version: 3.9 EL3403-0xxx...
  • Seite 85 Inbetriebnahme Abb. 77: Fehlerhafte Treiber-Einstellungen des Ethernet Ports EL3403-0xxx Version: 3.9...
  • Seite 86 Inbetriebnahme 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.

  • Seite 87: Hinweise Esi-Gerätebeschreibung

    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.
  • Seite 88 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.

  • Seite 89: Onlinedescription Unter Twincat

    Inbetriebnahme 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. 82: Vom System Manager angelegt OnlineDescription.xml Soll daraufhin ein Slave manuell in die Konfiguration eingefügt werden, sind „online“ erstellte Slaves durch ein vorangestelltes „>“...
  • Seite 90 Inbetriebnahme Abb. 84: 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: 3.9 EL3403-0xxx...

  • Seite 91: Twincat Esi Updater

    Inbetriebnahme 6.2.3 TwinCAT ESI Updater Ab TwinCAT 2.11 kann der System Manager bei Online-Zugang selbst nach aktuellen Beckhoff ESI-Dateien suchen: Abb. 85: Anwendung des ESI Updater (>=TwinCAT 2.11) Der Aufruf erfolgt unter: „Options“ → „Update EtherCAT Device Descriptions“. Auswahl bei TwinCAT 3: Abb. 86: Anwendung des ESI Updater (TwinCAT 3) Der ESI Updater ist eine bequeme Möglichkeit, die von den EtherCAT Herstellern bereitgestellten ESIs...

  • Seite 92: Offline Konfigurationserstellung

    Inbetriebnahme • 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: •...

  • Seite 93: Auswahl Ethernet Port

    Inbetriebnahme Abb. 89: 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. 90: Eigenschaften EtherCAT Gerät (TwinCAT 2) TwinCAT 3: Die Eigenschaften des EtherCAT-Gerätes können mit Doppelklick auf „Gerät .. (EtherCAT)“ im Projektmappen-Explorer unter „E/A“...
  • Seite 94 Inbetriebnahme Abb. 91: 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.

  • Seite 95: Geräte-Auswahl Nach Revision, Kompatibilität

    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“...
  • Seite 96 Abb. 95: 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.

  • Seite 97: Online Konfigurationserstellung

    Inbetriebnahme 6.2.6 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: •...

  • Seite 98: Funktionsweise Online Scan

    Inbetriebnahme Abb. 99: 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.

  • Seite 99: Slave-Scan In Der Praxis Im Serienmaschinenbau

    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.
  • Seite 100 Inbetriebnahme 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“...
  • Seite 101 Inbetriebnahme Abb. 108: Anzeige des Wechsels zwischen „Free Run“ und „Config Mode“ unten rechts in der Statusleiste Abb. 109: 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.

  • Seite 102: Veränderung Der Konfiguration Nach Vergleich

    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...
  • Seite 103 Inbetriebnahme Abb. 113: 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.
  • Seite 104 Abb. 114: 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.

  • Seite 105: Ethercat Teilnehmerkonfiguration

    Inbetriebnahme Abb. 116: Dialog „Change to Compatible Type…“ (links: TwinCAT 2; rechts TwinCAT 3) Folgende Elemente in der ESI eines EtherCAT-Teilenhmers werden von TwinCAT verglichen und als gleich vorausgesetzt, um zu entscheiden, ob ein Gerät als „kompatibel“ angezeigt wird: • Physics (z.B. RJ45, Ebus…) •...
  • Seite 106 Inbetriebnahme Abb. 118: „Baumzweig“ Element als Klemme EL3751 Im rechten Fenster des System Managers (TwinCAT 2) bzw. der Entwicklungsumgebung (TwinCAT 3) stehen Ihnen nun verschiedene Karteireiter zur Konfiguration der Klemme zur Verfügung. Dabei bestimmt das Maß der Komplexität eines Teilnehmers welche Karteireiter zur Verfügung stehen. So bietet, wie im obigen Beispiel zu sehen, die Klemme EL3751 viele Einstellmöglichkeiten und stellt eine entsprechende Anzahl von Karteireitern zur Verfügung.
  • Seite 107 Inbetriebnahme Karteireiter „EtherCAT“ Abb. 120: Karteireiter „EtherCAT“ Typ des EtherCAT-Geräts Product/Revision Produkt- und Revisions-Nummer des EtherCAT-Geräts Auto Inc Adr. Auto-Inkrement-Adresse des EtherCAT-Geräts. Die Auto-Inkrement-Adresse kann benutzt werden, um jedes EtherCAT-Gerät anhand seiner physikalischen Position im Kommunikationsring zu adressieren. Die Auto-Inkrement- Adressierung wird während der Start-Up-Phase benutzt, wenn der EtherCAT- master die Adressen an die EtherCAT-Geräte vergibt.
  • Seite 108 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.

  • Seite 109: Manuelle Veränderung Der Prozessdaten

    Inbetriebnahme Abb. 122: Konfigurieren der Prozessdaten Manuelle Veränderung der Prozessdaten In der PDO-Übersicht kann laut ESI-Beschreibung ein PDO als „fixed“ mit dem Flag „F“ gekenn- zeichnet sein (Abb. Konfigurieren der Prozessdaten, J). Solche PDOs können prinzipiell nicht in ih- rer Zusammenstellung verändert werden, auch wenn TwinCAT den entsprechenden Dialog anbietet („Edit“).
  • Seite 110 Inbetriebnahme Abb. 123: Karteireiter „Startup“ Spalte Beschreibung Transition Übergang, in den der Request gesendet wird. Dies kann entweder • der Übergang von Pre-Operational to Safe-Operational (PS) oder • der Übergang von Safe-Operational to Operational (SO) sein. Wenn der Übergang in „<>“ eingeschlossen ist (z. B. <PS>), dann ist der Mailbox Request fest und kann vom Anwender nicht geändert oder gelöscht werden.
  • Seite 111 Inbetriebnahme Abb. 124: 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.
  • Seite 112 Inbetriebnahme Update List Die Schaltfläche Update List aktualisiert alle Objekte in der Listenanzeige Auto Update Wenn dieses Kontrollkästchen angewählt ist, wird der Inhalt der Objekte automatisch aktualisiert. Advanced Die Schaltfläche Advanced öffnet den Dialog Advanced Settings. Hier können Sie festlegen, welche Objekte in der Liste angezeigt werden. Abb. 125: Dialog „Advanced settings“...
  • Seite 113 Inbetriebnahme Status Maschine Init Diese Schaltfläche versucht das EtherCAT-Gerät auf den Status Init zu setzen. 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.

  • Seite 114: Aktivierung Der Pdo-Zuordnung

    • DC-Synchron (Input based) • DC-Synchron Erweiterte Einstellungen… Erweiterte Einstellungen für die Nachregelung der echtzeitbestimmende TwinCAT-Uhr Detaillierte Informationen zu Distributed Clocks sind unter http://infosys.beckhoff.de angegeben: Feldbuskomponenten → EtherCAT-Klemmen → EtherCAT System Dokumentation → Distributed Clocks 6.2.7.1 Detaillierte Beschreibung Karteireiter „Prozessdaten“ Sync-Manager Listet die Konfiguration der Sync-Manager (SM) auf.

  • Seite 115: Import/Export Von Ethercat-Teilnehmern Mittels Sci Und Xti

    Inbetriebnahme Spalte Beschreibung Index Index des PDO. Size Größe des PDO in Byte. Name Name des PDO. Wenn dieses PDO einem Sync-Manager zugeordnet ist, erscheint es als Variable des Slaves mit diesem Parameter als Namen. Flags Fester Inhalt: Der Inhalt dieses PDO ist fest und kann nicht vom System-Manager geändert werden.
  • Seite 116 Inbetriebnahme • Der Anwender/Programmierer bearbeitet die IO‑Konfiguration, d.h. die Gesamtheit der Input/ Output‑Geräte, wie etwa Antriebe, die an den verwendeten Feldbussen anliegen, in der TwinCAT‑Systemumgebung. Hinweis: Im Folgenden werden nur EtherCAT‑Konfigurationen in der TwinCAT‑Systemumgebung betrachtet. • Der Anwender fügt z.B. manuell Geräte in eine Konfiguration ein oder führt einen Scan auf dem Online‑System durch.

  • Seite 117: Das Vorgehen Innerhalb Twincat Mit Xti-Dateien

    Inbetriebnahme Die beiden genannten Methoden für den Export und Import der veränderten Klemme werden im Folgenden demonstriert. 6.2.8.2 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: EL3403-0xxx Version: 3.9...

  • Seite 118: Das Vorgehen Innerhalb Und Außerhalb Twincat Mit Sci-Datei

    Inbetriebnahme 6.2.8.3 Das Vorgehen innerhalb und außerhalb TwinCAT mit sci‑Datei Hinweis Verfügbarkeit (2021/01) Das sog. „SCI‑Verfahren“ ist ab TwinCAT 3.1 build 4024.14 verfügbar. Die Slave Configuration Information (SCI) beschreibt eine bestimmte vollständige Konfiguration für einen EtherCAT Slave (Klemme, Box, Antrieb…) basierend auf den Einstellungsmöglichkeiten der Gerätebeschreibungsdatei (ESI, EtherCAT Slave Information).
  • Seite 119 Inbetriebnahme • 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“ unterstützt, kann entschieden werden, ob diese mit expor- tiert werden sollen oder ob die Modul‑...
  • Seite 120 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 •...
  • Seite 121 Inbetriebnahme • 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: EL3403-0xxx Version: 3.9...

  • Seite 122: Allgemeine Inbetriebnahmehinweise Des Ethercat Slaves

    Inbetriebnahme 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. EoE | Set MAC and IP Standard Einstellung, ob die konfigurierten MAC‑ und IP‑Adressen exportiert werden.
  • Seite 123 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.
  • Seite 124 Inbetriebnahme Abb. 129: Grundlegende EtherCAT Slave Diagnose in der PLC Dabei werden folgende Aspekte abgedeckt: Version: 3.9 EL3403-0xxx...

  • Seite 125: Diagnoseinformationen

    Inbetriebnahme 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.
  • Seite 126 Inbetriebnahme Abb. 130: 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. •...
  • Seite 127 Inbetriebnahme Abb. 131: 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.
  • Seite 128 Inbetriebnahme 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: •...
  • Seite 129 Inbetriebnahme 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.
  • Seite 130 Inbetriebnahme Abb. 135: 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. 136: Warnmeldung E-Bus-Überschreitung HINWEIS Achtung! Fehlfunktion möglich! Die E-Bus-Versorgung aller EtherCAT-Klemmen eines Klemmenblocks muss aus demselben Massepoten- tial erfolgen! Version: 3.9 EL3403-0xxx...

  • Seite 131: Prozessdaten

    Inbetriebnahme Prozessdaten 6.4.1 Sync Manager Der Umfang der angebotenen Prozessdaten kann über den Reiter „Prozessdaten“ eingesehen werden (siehe Abb. Karteireiter Prozessdaten SM2, EL3403 & Karteireiter Prozessdaten SM3, EL3403). Abb. 137: Karteireiter Prozessdaten SM2, EL3403 EL3403-0xxx Version: 3.9...
  • Seite 132 Inbetriebnahme Abb. 138: Karteireiter Prozessdaten SM3, EL3403 PDO-Zuordnung SM2, PDO-Zuordnung 0x1C12 Index Index ausge- Größe Name PDO Inhalt schlossener PDOs (Byte.Bit) 0x1600 PM Outputs Index 0x7000:01 [} 159] - Index (default) Channel 1 0x1601 PM Outputs Index 0x7010:01 [} 159] - Index (default) Channel 2 0x1602 PM Outputs...

  • Seite 133: Einstellungen

    Inbetriebnahme SM3, PDO-Zuordnung 0x1C13 Index Index ausge- Größe Name PDO Inhalt schlossener PDOs (Byte.Bit) 0x1A00 20.0 PM Inputs Index 0x1C32:20 [} 164] - Sync error (default) Channel 1 Index 0x6000:10 - TxPDO Toggle Index 0x6000:11 [} 157] - Current Index 0x6000:12 [} 157] - Voltage Index 0x6000:13 [} 157] - Active Power Index 0x6000:14 [} 157] - Index Index 0x6000:1D [} 157] - VariantValue...
  • Seite 134 Inbetriebnahme Werte (dez), Bezeichnung Einheit Eintrag in Index 0x7000:01 [} 159], 0x7010:01 [} 159], 0x7020:01 [} 159] Scheinleistung 0,01 VA Blindleistung 0,01 VAR Energie 0,001 Wh cosPhi 0,001 Frequenz 0,1 Hz Energie (negative) 0,001 Wh 6-99 reserviert 1 ns Timestamp der Distributed Clocks [} 135] 101-255 reserviert Tab. 2:  Zuordnung der variablen Ausgabewerte Der Standard-Ausgabewert ist die Scheinleistung.

  • Seite 135: Timestamp Distributed Clocks

    Inbetriebnahme Beispiel 2 Zur manuellen Löschung der Energiewerte aller Kanäle ist im Index 0xFB00:01 [} 155] der Wert 0004 einzutragen. 6.4.3 Timestamp Distributed Clocks Die Klemme übergibt den Zeitpunkt, bei dem Prozessdaten aus dem ADC ausgelesen werden als Timestamp auf die Objekte 0x6000:1D [} 157] (Kanal 1), 0x6010:1D [} 158] (Kanal 2) bzw. 0x6020:1D [} 158] (Kanal 3),  falls dies entsprechend im Index 0x6000:14 [} 157], 0x6010:14 [} 158] bzw.

  • Seite 136: Skalierungsfaktoren

    Inbetriebnahme Skalierungsfaktoren In der folgenden Übersicht sind die Skalierungsfaktoren angegeben, die zur Berechnung der Istwerte aus den Prozessdatenrohwerten benötigt werden. Skalierungsfaktoren EL3403-0000 Werte Berechnung Strom Rohwerte x 0,000001 A x Stromwandlerverhältnis Spannung Rohwerte x 0,0001 V x Spannungswandlerverhältnis Wirkleistung Rohwerte x 0,01 W x Strom- und Spannungswandlerverhältnis Scheinleistung Rohwerte x 0,01 VA x Strom- und Spannungswandlerverhältnis Blindleistung...
  • Seite 137 Inbetriebnahme Skalierungsfaktoren EL3403-0111 Werte Berechnung Strom Rohwerte x 0,000001 A x Stromwandlerverhältnis (Kanal 1) Rohwerte x 0,0000001 A x Stromwandlerverhältnis (Kanal 2) Rohwerte x 0,00000001 A x Stromwandlerverhältnis (Kanal 3) Spannung Rohwerte x 0,0001 V x Spannungswandlerverhältnis (Kanal 1 - 3) Wirkleistung Rohwerte x 0,01 W x Strom- und Spannungswandlerverhältnis (Kanal 1) Rohwerte x 0,001 W x Strom- und Spannungswandlerverhältnis (Kanal 2)

  • Seite 138: Hinweise Zu Analogen Spezifikationen

    Inbetriebnahme Hinweise zu analogen Spezifikationen Beckhoff IO-Geräte (Klemmen, Boxen, Module) mit analogen Eingängen sind durch eine Reihe technischer Kenndaten charakterisiert, siehe dazu die Technischen Daten in den jeweiligen Dokumentationen. Zur korrekten Interpretation dieser Kenndaten werden im Folgenden einige Erläuterungen gegeben.

  • Seite 139: Temperaturkoeffizient Tk [Ppm/K]

    Lindern kann ein Hersteller dies durch Verwendung höherwertiger Bauteile oder Software-Maßnahmen. Der von Beckhoff ggf. angegebene Temperaturkoeffizient erlaubt es dem Anwender den zu erwartenden Messfehler außerhalb der Grundgenauigkeit bei 23°C zu berechnen. Aufgrund der umfangreichen Unsicherheitsbetrachtungen, die in die Bestimmungen der Grundgenauigkeit (bei 23°C) eingehen, empfiehlt Beckhoff eine quadratische Summierung.

  • Seite 140: Langzeiteinsatz

    Langzeiteinsatz einhalten. Eine zeitlich unbeschränkte Funktionszusicherung (betrifft auch die Genauigkeit) kann wie üblich für technischen Geräte allerdings nicht gegeben werden. Beckhoff empfiehlt die Verwendungsfähigkeit in Bezug auf das Einsatzziel im Rahmen üblicher Anlagenwartung z.B. alle 12-24 Monate zu prüfen. 6.6.5 Massebezug: Typisierung SingleEnded / Differentiell Beckhoff unterscheidet analoge Eingänge grundsätzlich in den zwei Typen Single-Ended (SE) und...
  • Seite 141 Inbetriebnahme ◦ Dabei sind diese beiden Punkte bei Beckhoff üblicherweise als Input+/SignalPotenzial und Input-/ BezugsPotenzial gekennzeichnet. ◦ Für die Messung zwischen zwei Potenzialpunkten sind auch zwei Potenziale heranzuführen. ◦ Bei den Begrifflichkeiten „1-Leiter-Anschluss“ oder „3-Leiter-Anschluss“ ist bezüglich der reinen Analog-Messung zu beachten: 3- oder 4-Leiter können zur Sensorversorgung dienen, haben aber mit der eigentlichen Analog-Messung nichts zu tun, diese findet immer zwischen zwei Potenzialen/ Leitungen statt.
  • Seite 142 • Solche Stromgeber stellen i. d .R. eine Stromsenke dar, möchten also als „variable Last“ zwischen + und – sitzen. Vgl. dazu Angaben des Sensorherstellers. Abb. 141: 2-Leiter-Anschluss Sie sind deshalb nach der Beckhoff-Terminologie wie folgt anzuschließen: bevorzugt an „single-ended“ Eingänge, wenn die +Supply-Anschlüsse der Klemme/ Box gleich mitgenutzt werden sollen - anzuschließen an +Supply und Signal sie können aber auch an „differentielle“...
  • Seite 143 Dann kann entsprechend an einen Beckhoff „single-ended“ Eingang angeschlossen werden. Nein: es ist der Beckhoff „differentiell“ Eingang für +Signal und –Signal zu wählen, +Supply und – Supply sind über extra Leitungen anzuschließen. Unbedingt die Hinweisseite Beschaltung von 0/4..20 mA Differenzeingängen (siehe z. B.
  • Seite 144 Inbetriebnahme Abb. 143: 2-, 3- und 4-Leiter-Anschluss an Single Ended - und Differenz Eingänge Version: 3.9 EL3403-0xxx...

  • Seite 145: Gleichtaktspannung Und Bezugsmasse (Bezogen Auf Differenzeingänge)

    Bei mehrkanaligen Klemmen/ Boxen mit resistiver (=direkter, ohmscher, galvanischer) oder kapazitiver Verbindung zwischen den Kanälen ist die Bezugsmasse vorzugsweise der Symmetriepunkt aller Kanäle, unter Betrachtung der Verbindungswiderstände. Beispiele für Bezugsmassen bei Beckhoff IO Geräten: 1. internes AGND (analog GND) herausgeführt: EL3102/EL3112, resistive Verbindung der Kanäle untereinander 2.

  • Seite 146: Zeitliche Aspekte Der Analog/Digital Wandlung

    Zeitliche Aspekte der analog/digital Wandlung Die Umwandlung des stetigen analogen elektrischen Eingangssignals in eine wertdiskrete digitale und maschinenlesbare Form wird in den Beckhoff analogen Eingangsbaugruppen EL/KL/EP mit sog. ADC (analog digital converter) umgesetzt. Obgleich verschiedene ADC-Technologien gängig sind, haben sie alle aus Anwendersicht ein gemeinsames Merkmal: nach dem Ende der Umwandlung steht ein bestimmter digitaler Wert zur Weiterverarbeitung in der Steuerung bereit.

  • Seite 147: Signalverzögerung (Sprungantwort)

    Angabe die Signalcharakteristik betrachtet werden: je nach Signalfrequenz kann es zu unterschiedlichen Laufzeiten durch das System kommen. Dies ist die „äußere“ Betrachtung des Systems „Beckhoff AI Kanal“ – intern setzt sich insbesondere die Signalverzögerung aus den verschiedenen Anteilen Hardware, Verstärker, Wandlung selbst, Datentransport und Verarbeitung zusammen.

  • Seite 148: Signalverzögerung (Linear)

    Inbetriebnahme Abb. 147: Diagramm Signalverzögerung (Sprungantwort) 2.2 Signalverzögerung (linear) Stichwort Gruppenlaufzeit: Beschreibt die Verzögerung eines frequenzkonstanten Signals Testsignal kann extern mit einem Frequenzgenerator erzeugt werden, z. B. als Sägezahn oder Sinus. Referenz wäre dann ein zeitgleiches Rechtecksignal. Die Signalverzögerung [ms, µs] ist dann der zeitliche Abstand zwischen dem eingespeisten elektrischen Signal einer bestimmten Amplitude und dem Moment, bei dem der analoge Prozesswert denselben Wert erreicht.

  • Seite 149: Begriffsklärung Gnd/Ground

    Spannung erst dadurch, dass zwei Orte unterschiedliche Potentiale annehmen – der eine Ort sei dann Referenzpotential/Bezugspotential genannt. Im Beckhoff IO Bereich und insbesondere bei den Analogprodukten werden verschiedene Bezugspotentiale verwendet und benannt, diese seien hier definiert, benannt und erläutert. Hinweis: aus historischen Gründen werden bei verschiedenen Beckhoff IO Produkten unterschiedliche Benennungen verwendet.
  • Seite 150 Inbetriebnahme ◦ Ausführung: PGND ist eine bauliche Beschreibung für die „negative“ Powerkontaktschiene des Busklemmensystems. ◦ kann mit der Geräteelektronik verbunden sein z.B. zur Geräteversorgung oder als Signalrückführung (siehe Kapitel „Inbetriebnahme“/ „Hinweise zu analogen Messwerten“/ „Hinweise zu analogen Spezifikationen“/ „Typisierung SingleEnded / Differentiell“ [} 140]). Siehe dazu die jeweilige Gerätedokumentation.

  • Seite 151: Samplingart: Simultan Vs. Multiplex

    Hinweis: Die Begriffe „simultan“ und „multiplex“ werden seit langer Zeit und in vielen Kontexten verwendet, haben also je nach historischem Hintergrund und Fachbereich unterschiedliche Bedeutung. In diesem Kapitel und in Bezug auf I/O werden die Begriffe so verwendet wie Beckhoff sie als I/O-Hersteller zum Nutzen für den Anwender versteht: •...
  • Seite 152 Inbetriebnahme Simultan Wie im 1-kanaligen Beispiel kann jeder Kanal einen eigenen ADC erhalten, hier gezeigt für 4 Kanäle: Abb. 150: Schematische Darstellung simultanes Sampling mit 4 ADC-Konvertern Diese ADC laufen zeitlich gesehen selten frei und samplen unabhängig, sondern werden normalerweise in irgendeiner Form getriggert (die Messung wird angestoßen), um den meistgewünschten Effekt zu erreichen, dass die n Kanäle gleichzeitig samplen.
  • Seite 153 Inbetriebnahme Multiplex Für einfache Automatisierungsaufgaben ist oft kein simultanes Sampling gefordert. Sei es, weil aus Kostengründen einfachste Analogelektronik eingesetzt werden soll, oder die Steuerungszykluszeit relativ langsam gegenüber der Wandlungszeit im ADC ist. Dann können die Vorteile des Multiplex-Konzepts genutzt werden: Statt 4 wird nur ein ADC verbaut, dafür muss ein Kanalschalter (vom Gerätehersteller) installiert werden, der die 4 Eingangskanäle zum ADC schnell im µs-Bereich hintereinander durchschaltet.

  • Seite 154: Objektbeschreibung Und Parametrierung

    EtherCAT XML Device Description Die Darstellung entspricht der Anzeige der CoE-Objekte aus der EtherCAT XML Device Description. Es wird empfohlen, die entsprechende aktuellste XML-Datei im Download-Bereich auf der Beckhoff- Website herunterzuladen und entsprechend der Installationsanweisungen zu installieren. Parametrierung über das CoE-Verzeichnis (CAN over EtherCAT) Die Parametrierung des EtherCAT Gerätes wird über den CoE-Online Reiter [} 110] (mit Doppelklick...

  • Seite 155: Konfigurationsdaten

    Inbetriebnahme 6.7.2 Konfigurationsdaten Index F800 PM Settings Index Name Bedeutung Datentyp Flags Default (hex) F800:0 PM Settings Wert Beschreibung UINT8 0x26 F800:01 Low pass filter Tiefpassfilter Filter aktiviert BIT1 0x01 (1 F800:02 High pass filter Hochpassfilter Filter aktiviert BIT1 0x01 (1 F800:03 Measuring mo- Messmethode...

  • Seite 156: Konfigurationsdaten (Herstellerspezifisch)

    Inbetriebnahme 6.7.4.1 Konfigurationsdaten (herstellerspezifisch) Index 800F PM Vendor data Ch.1 Index (hex) Name Bedeutung Datentyp Flags Default 800F:0 PM Vendor data Ch.1 Größter Subindex dieses Objekts UINT8 0x09 800F:01 Calibration current off- Hersteller Abgleich: Offset Strom Kanal 1 INT16 0x0000 (0 800F:02 Calibration current Hersteller Abgleich: Gain Strom Kanal 1...

  • Seite 157: Eingangsdaten

    Inbetriebnahme Index 802F PM Vendor data Ch.3 Index (hex) Name Bedeutung Datentyp Flags Default 802F:0 PM Vendor data Ch.3 Größter Subindex dieses Objekts UINT8 0x09 802F:01 Calibration current off- Hersteller Abgleich: Offset Strom Kanal 3 INT16 0x0000 (0 802F:02 Calibration current Hersteller Abgleich: Gain Strom Kanal 3 UINT16 0x0000 (0...
  • Seite 158 Inbetriebnahme Index 6010 PM Inputs Ch.2 Index Name Bedeutung Datentyp Flags Default (hex) 6010:0 PM Inputs Größter Subindex dieses Objekts UINT8 0x1D Ch.2 6010:0E Sync Error reserviert BOOLEAN 0x00 (0 6010:10 TxPDO Tog- Der TxPDO Toggle wird vom Slave getoggelt, wenn die Daten BOOLEAN 0x00 (0 der zugehörigen TxPDO aktualisiert wurden.

  • Seite 159: Ausgangsdaten

    Inbetriebnahme 6.7.4.3 Ausgangsdaten Index 7000 PM Outputs Ch.1 Index (hex) Name Bedeutung Datentyp Flags Default 7000:0 PM Outputs Ch.1 Größter Subindex dieses Objekts UINT8 0x01 7000:01 Index UINT8 0x00 (0 Request für variablen Ausgabewert Kanal 1 (siehe In- dex 0x6000:14 [} 157]) Index 7010 PM Outputs Ch.2 Index (hex) Name Bedeutung...

  • Seite 160: Standardobjekte

    Inbetriebnahme Index F100 PM Status data Index Name Bedeutung Datentyp Flags Default (hex) F100:0 PM Status data Größter Subindex dieses Objekts UINT8 0x0E F100:04 Missing zero crossing Nulldurchgänge erkannt BOOLEAN 0x00 (0 keine Nulldurchgänge erkannt (Timeout nach: sie- he Index 0xF800:21 [} 155]) F100:05 Missing zero crossing siehe Index 0xF100:04...
  • Seite 161 Inbetriebnahme Index 1000 Device type Index (hex) Name Bedeutung Datentyp Flags Default 1000:0 Device type Geräte-Typ des EtherCAT-Slaves: Das Lo-Word ent- UINT32 0x01541389 hält das verwendete Profil (5001). Index 1008 Device name Index (hex) Name Bedeutung Datentyp Flags Default 1008:0 Device name Geräte-Name des EtherCAT-Slave STRING...
  • Seite 162 Inbetriebnahme Index 1A00 TxPDO-Map Ch.1 Index (hex) Name Bedeutung Datentyp Flags Default 1A00:0 TxPDO-Map Ch.1 PDO Mapping der TxPDO 1 UINT8 0x0A (10 1A00:01 SubIndex 001 1. PDO Mapping entry (Align) UINT32 0x0000:00, 13 1A00:02 SubIndex 002 2. PDO Mapping entry (object 0x1C32 (SM output pa- UINT32 0x1C32:20, 1 rameter), entry 0x20 (Sync error))
  • Seite 163 Inbetriebnahme Index 1A03 TxPDO-Map Status Index (hex) Name Bedeutung Datentyp Flags Default 1A03:0 TxPDO-Map Status PDO Mapping der TxPDO 4 UINT8 0x09 (9 1A03:01 SubIndex 001 1. PDO Mapping entry (Align) UINT32 0x0000:00, 3 1A03:02 SubIndex 002 2. PDO Mapping entry () UINT32 0xF130:04, 1 1A03:03...
  • Seite 164 Inbetriebnahme Index 1C32 SM output parameter Index Name Bedeutung Datentyp Flags Default 1C32:0 SM output para- Synchronisierungsparameter der Outputs UINT8 0x14 (20 meter BOOLEAN 1C32:01 Sync mode Aktuelle Synchronisierungsbetriebsart: UINT16 0x0001 (1 0: Free Run 1: Synchron mit SM 2 Event 2: DC-Mode - Synchron mit SYNC0 Event 3: DC-Mode - Synchron mit SYNC1 Event 1C32:02...
  • Seite 165 Inbetriebnahme Index 1C33 SM input parameter Index Name Bedeutung Datentyp Flags Default (hex) 1C33:0 SM input parameter Synchronisierungsparameter der Inputss UINT8 0x14 (20 1C33:01 Sync mode Aktuelle Synchronisierungsbetriebsart: UINT16 0x0022 (34 0: Free Run 1: Synchron mit SM 3 Event (keine Outputs vor- handen) 2: DC - Synchron mit SYNC0 Event 3: DC - Synchron mit SYNC1 Event...

  • Seite 166: Anwendungsbeispiele Für Wechselstrom

    Anwendungsbeispiele für Wechselstrom Anwendungsbeispiele für Wechselstrom Leistungsmessung an einer Maschine • Die Spannungsmessung erfolgt über die Anschlüsse L1, L2, L3 und N. • Die Strommessung erfolgt mittels dreier Stromwandler [} 25] über die Anschlüsse I und I (Sternpunkt der Stromwandler). WARNUNG WARNUNG: Verletzungsgefahr durch Stromschlag! Setzen Sie das Busklemmen-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie mit der Monta- ge, Demontage oder Verdrahtung der Busklemmen beginnen!
  • Seite 167 Anwendungsbeispiele für Wechselstrom • Die Strommessung erfolgt mittels zweier Stromwandler [} 25] über die Anschlüsse I • Die Summe der aller Ströme im 3-Phasennetz addiert sich zu 0; durch die Beschaltung der EL3403 ergibt sich der Wert im Stromkreis I entsprechend. WARNUNG WARNUNG: Verletzungsgefahr durch Stromschlag! Wenn Sie die Klemmstelle N nicht mit dem Nulleiter Ihres Versorgungsnetzes verbinden, müssen Sie die...
  • Seite 168 Anwendungsbeispiele für Wechselstrom Leistungsmessung in einem einphasigen Netz mit ohmschen Verbrauchern • Die Spannungsmessung erfolgt über die Anschlüsse L1, L2, L3 und N. • Die Strommessung erfolgt mittels dreier Stromwandler [} 25] über die Anschlüsse I und I (Sternpunkt der Stromwandler). WARNUNG WARNUNG: Verletzungsgefahr durch Stromschlag! Setzen Sie das Busklemmen-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie mit der Monta-...

  • Seite 169: Anhang

    Detaillierte Informationen hierzu entnehmen Sie bitte der vollständigen EtherCAT-Systembeschreibung. 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.
  • Seite 170 Anhang EL3403-0010 Hardware (HW) Firmware Revision-Nr. Release-Datum 01 - 03 EL3403-0010-0017 12/2008 01/2009 07/2009 04 - 05 EL3403-0010-0018 02/2010 11/2010 12/2010 06 - 15* EL3403-0010-0019 05/2011 06/2011 09/2011 EL3403-0010-0020 12/2011 EL3403-0010-0021 08/2012 EL3403-0010-0022 04/2013 EL3403-0010-0023 05/2013 09/2013 03/2014 EL3403-0010-0024 11/2016 EL3403-0100 Hardware (HW) Firmware...
  • Seite 171 Hardware (HW) Firmware Revision-Nr. Release-Datum 12 – 14* EL3403-0333-0023 08/2015 EL3403-0333-0024 11/2016 *) Zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Dokumentation ist dies der aktuelle kompatible Firmware/Hardware- Stand. Überprüfen Sie auf der Beckhoff Webseite, ob eine aktuellere Dokumentation vorliegt. EL3403-0xxx Version: 3.9...

  • Seite 172: Firmware Update El/Es/Elm/Em/Epxxxx

    Anhang 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. HINWEIS Nur TwinCAT 3 Software verwenden! Ein Firmware-Update von Beckhoff IO Geräten ist ausschließlich mit einer TwinCAT3-Installation durchzu- führen.

  • Seite 173: Gerätebeschreibung Esi-File/Xml

    Die Geräterevision steht in engem Zusammenhang mit der verwendeten Firmware bzw. Hardware. 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. EL3403-0xxx Version: 3.9...
  • Seite 174 Anhang 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: Abb. 156: Rechtsklick auf das EtherCAT Gerät bewirkt das Scannen des unterlagerten Feldes Wenn das gefundene Feld mit dem konfigurierten übereinstimmt, erscheint Abb. 157: Konfiguration identisch ansonsten erscheint ein Änderungsdialog, um die realen Angaben in die Konfiguration zu übernehmen.

  • Seite 175: Änderung Erst Nach Neustart Wirksam

    Anhang 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.

  • Seite 176: Erläuterungen Zur Firmware

    • 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.
  • Seite 177 Firmware Update. Abb. 162: 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).

  • Seite 178: Fpga-Firmware *.Rbf

    Anhang • Slave in INIT schalten (A) • Slave in BOOTSTRAP schalten • 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 •...
  • Seite 179 Anhang Abb. 163: 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. 164: 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.
  • Seite 180 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).
  • Seite 181 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: EL3403-0xxx Version: 3.9...

  • Seite 182: Gleichzeitiges Update Mehrerer Ethercat-Geräte

    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 •...

  • Seite 183: Wiederherstellen Des Auslieferungszustandes

    Anhang Wiederherstellen des Auslieferungszustandes Um den Auslieferungszustand (Werkseinstellungen) der Backup-Objekte bei den ELxxxx-Klemmen wiederherzustellen, kann im TwinCAT System Manger (Config-Modus) das CoE-Objekt Restore default parameters, Subindex 001 angewählt werden (s. Abb. Auswahl des PDO‚ Restore default parameters) Abb. 167: Auswahl des PDO Restore default parameters Durch Doppelklick auf SubIndex 001 gelangen Sie in den Set Value -Dialog.

  • Seite 184: Support Und Service

    Unterstützung bei allen Fragen zu Beckhoff Produkten und Systemlösungen zur Verfügung stellt. 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...
  • Seite 186 Mehr Informationen: www.beckhoff.de/EL3403 Beckhoff Automation GmbH & Co. KG Hülshorstweg 20 33415 Verl Deutschland Telefon: +49 5246 9630 info@beckhoff.de www.beckhoff.de...

Diese Anleitung auch für:

El3403El3403-0010El3403-0100El3403-0111El3403-0333

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