Beckhoff KL3311 Dokumentation
Ein-, zwei- und vierkanalige analog-eingangsklemmen für thermoelemente
Verwandte Anleitungen für Beckhoff KL3311
Inhaltszusammenfassung für Beckhoff KL3311
- Seite 1 Dokumentation KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Ein-, Zwei- und Vierkanalige Analog-Eingangsklemmen für Thermoelemente Version: Datum: 08.10.2019...
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Seite 3: Inhaltsverzeichnis
Anschlusstechnik ...................... 19 3.4.2 Verdrahtung ........................ 22 3.4.3 Schirmung........................ 23 KL3311 - Anschluss und LED-Beschreibung .................. 24 KL3312, KL3302 - Anschluss und LED-Beschreibung .............. 25 KL3314 - Anschluss und LED-Beschreibung .................. 26 Anschluss von Masse, Schirm und Erdung .................. 27 ATEX - Besondere Bedingungen (Standardtemperaturbereich) ............. 28 3.10 ATEX-Dokumentation ........................ 29... - Seite 4 Inhaltsverzeichnis Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302...
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Seite 5: Vorwort
Patente: EP1590927, EP1789857, EP1456722, EP2137893, DE102015105702 mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern. ® EtherCAT ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie lizenziert durch die Beckhoff Automation GmbH, Deutschland. Copyright © Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Deutschland. -
Seite 6: 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 7: Ausgabestände Der Dokumentation
01 - Hardware-Stand 01 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. -
Seite 8: Abb. 1 Bic Als Data Matrix Code (Dmc, Code-Schema Ecc200)
Dem Datenidentifikator folgt eine Zeichenkette. Beide zusammen haben eine maximale Länge gemäß nachstehender Tabelle. Sind die Informationen kürzer, werden sie um Leerzeichen ergänzt. Die Daten unter den Positionen 1 bis 4 sind immer vorhanden. Folgende Informationen sind enthalten: Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... - Seite 9 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.
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Seite 10: Produktübersicht
Produktübersicht Produktübersicht Einführung Abb. 2: KL3311, KL3312 und KL3314 Die analogen Eingangsklemmen KL331x erlauben den direkten Anschluss von Thermoelementen. Die Schaltung der Busklemmen kann Thermoelementsensoren in 2-Leitertechnik betreiben. Die Linearisierung über den gesamten Temperaturbereich wird durch einen Mikroprozessor realisiert. Der Temperaturbereich ist frei wählbar. -
Seite 11: Technische Daten
Ihren Enden auf unterschiedlicher Temperatur befindet entwickelt sich die sog. Thermospannung die eine eindeutige Funktion der Temperatur und des Materials ist. Dies wird bei einem „TC-Element“ bewusst genutzt, indem zwei verschiedene Leiterwerkstoffe parallel betrieben werden. (s. Abb. [} 12]) KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 12: Abb. 3 Prinzip Des Thermoelementes
Gleichung des Thermoelements die Temperatur an der Messstelle besser als ein Zehntel Kelvin genau bestimmt werden. Sensorstrecke Eine Veränderung des Sensorkreises durch zusätzliche Elemente wie z. B. Umschalter oder Multi- plexer beeinträchtigt die Messgenauigkeit. Von entsprechenden Modifikationen wird dringend abge- raten. Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... - Seite 13 Bit 0 und Bit 6 (Underrange- und Error-Bit) im Status-Byte werden gesetzt. Die Linearisierung der Kennlinie wird mit den Koeffizienten der unteren Bereichsgrenze bis zum Endanschlag des A/D- Wandlers bzw. bis minimal 0x8000 fortgesetzt. Bei Overrange bzw. Underrange wird die rote Error LED eingeschaltet. KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2...
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Seite 14: Abb. 4 Datenfluss
Anwender-Skalierung: Gain Anwender-Skalierung: Offset Summe von U und U Gemessene Temperatur in 1/16°C Temperatur nach Hersteller-Skalierung (1/10°C) Temperatur nach Anwender-Skalierung Taus Prozessdaten zur SPS Die Geradengleichungen werden über Register R32 aktiviert Abb. 4: Datenfluss Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 15: Montage Und Verdrahtung
Abb. 5: Federkontakte der Beckhoff I/O-Komponenten 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! KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 16: Abb. 6 Montage Auf Tragschiene
Konflikt mit den Befestigungsschrauben der Tragschiene gerät. Verwenden Sie zur Befesti- gung von Tragschienen mit einer Höhe von 7,5 mm unter den Klemmen und Kopplern flache Mon- tageverbindungen wie Senkkopfschrauben oder Blindnieten. Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 17: Abb. 7 Demontage Von Tragschiene
EL91xx, EL92xx) unterbrechen die Powerkontakte und stellen so den Anfang einer neuen Ver- sorgungsschiene dar. PE-Powerkontakt Der Powerkontakt mit der Bezeichnung PE kann als Schutzerde eingesetzt werden. Der Kontakt ist aus Sicherheitsgründen beim Zusammenstecken voreilend und kann Kurzschlussströme bis 125 A ableiten. KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 18: Abb. 8 Linksseitiger Powerkontakt
Einspeisestellen für die Prüfung zu entkoppeln, können Sie diese Einspeiseklemmen entriegeln und mindestens 10 mm aus dem Verbund der übrigen Klemmen herausziehen. WARNUNG Verletzungsgefahr durch Stromschlag! Der PE-Powerkontakt darf nicht für andere Potentiale verwendet werden! Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 19: Montagevorschriften Für Klemmen Mit Erhöhter Mechanischer Belastbarkeit
Demontage oder Verdrahtung der Busklemmen beginnen! Übersicht Mit verschiedenen Anschlussoptionen bietet das Busklemmensystem eine optimale Anpassung an die Anwendung: • Die Klemmen der Serien ELxxxx und KLxxxx mit Standardverdrahtung enthalten Elektronik und Anschlussebene in einem Gehäuse. KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 20: Abb. 9 Standardverdrahtung
Leiterquerschnitte von 0,08 mm bis 2,5 mm können weiter in der bewährten Federkrafttechnik verwendet werden. Übersicht und Systematik in den Produktbezeichnungen der Serien ESxxxx und KSxxxx werden wie von den Serien ELxxxx und KLxxxx bekannt weitergeführt. Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 21: Abb. 11 High-Density-Klemmen
Die High-Density-Klemmen (HD-Klemmen) der Serien ELx8xx und KLx8xx unterstützen keine steckbare Verdrahtung. Ultraschall-litzenverdichtete Leiter Ultraschall-litzenverdichtete Leiter An die Standard- und High-Density-Klemmen (HD-Klemmen) können auch ultraschall-litzenverdich- tete (ultraschallverschweißte) Leiter angeschlossen werden. Beachten Sie die unten stehenden Ta- bellen zum Leitungsquerschnitt! KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 22: Verdrahtung
Leiter wird nach dem Abisolieren einfach in die Klemmstelle gesteckt. Das Lösen der Leitungen erfolgt, wie bei den Standardklemmen, über die Kontakt-Entriegelung mit Hilfe eines Schraubendrehers. Den zulässigen Leiterquerschnitt entnehmen Sie der nachfolgenden Tabelle. Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 23: Schirmung
Leitungsquerschnitt (Aderleitung mit Aderendhülse) 0,14 ... 0,75 mm Leitungsquerschnitt (ultraschall-litzenverdichtet) nur 1,5 mm Abisolierlänge 8 ... 9 mm 3.4.3 Schirmung Schirmung Encoder, analoge Sensoren und Aktoren sollten immer mit geschirmten, paarig verdrillten Leitun- gen angeschlossen werden. KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 24: Kl3311 - Anschluss Und Led-Beschreibung
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! Abb. 13: KL3311 - Anschluss und LEDs Anschluss KL3311 Klemmstelle Kommentar... -
Seite 25: Kl3312, Kl3302 - Anschluss Und Led-Beschreibung
übertragen, so erlöschen die grünen LEDs LED Error1 Es liegt ein Drahtbruch vor. Der Widerstandswert befindet sich im ungültigen Bereich der Kennli- LED Error2 nie des jeweiligen Thermoelements. Der Widerstandswert befindet sich im gültigen Bereich der Kennlinie KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 26: Kl3314 - Anschluss Und Led-Beschreibung
Es liegt ein Drahtbruch vor. Der Widerstandswert befindet sich im ungültigen Bereich der Kennli- LED Error2, nie des jeweiligen Thermoelements. LED Error3, Der Widerstandswert befindet sich im gültigen Bereich der Kennlinie LED Error4 Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 27: Anschluss Von Masse, Schirm Und Erdung
Abb. 16: KL3312 - Anschluss von Masse, Schirm und Erdung (links: geerdetes Thermoelement, rechts: erdfreies Thermoelement) Die Beispiele zeigen die KL3312. Bei Verwendung der KL3314 legen Sie den Schirm auf eine zusätzlich zu installierende Schirmklemme (KL9195). KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 28: Atex - Besondere Bedingungen (Standardtemperaturbereich)
70°C oder an den Aderverzweigungsstellen höher als 80°C ist, so müssen Kabel aus- gewählt werden, deren Temperaturdaten den tatsächlich gemessenen Temperaturwerten entsprechen! • Beachten für Beckhoff-Feldbuskomponenten mit Standardtemperaturbereich beim Einsatz in explosions- gefährdeten Bereichen den zulässigen Umgebungstemperaturbereich von 0 bis 55°C! •... -
Seite 29: Atex-Dokumentation
Hinweise zum Einsatz der Beckhoff Klemmensysteme in explosionsgefährdeten Be- reichen (ATEX) Beachten Sie auch die weiterführende Dokumentation Hinweise zum Einsatz der Beckhoff Klemmensysteme in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX) die Ihnen auf der Beckhoff-Homepage http://www.beckhoff.de im Bereich Download zur Verfügung steht! KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 30: Konfigurations-Software Ks2000
Busklemmen sowie Feldbus Box Module stehen spezifische Dialoge zur Verfügung, mit deren Hilfe die Einstellungen leicht modifiziert werden können. Alternativ haben Sie vollen Zugriff auf sämtliche internen Register. Die Bedeutung der Register entnehmen Sie bitte der Registerbeschreibung. Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 31: Beispielprogramm Zur Kl-Register-Kommunikation Über Ethercat, Am Beispiel Der Kl3314
Dieses Beispielprogramm (TwinCAT 3) erlaubt per AoE die Änderung einzelner Registerwerte der KL3314 wie die Auswahl des Element-Typs und charakteristische Einstellungen des Feature‑Registers R32 sowie die Anwenderskalierung Offset und Gain (R33/ R34) ähnlich wie per KS2000. KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 32: Abb. 18: Einstellungen Der Kl3314 Über Die Visualisierung Von Twincat 3
Vorbereitungen zum Starten des Beispielprogramms (tnzip - Datei/ TwinCAT 3) • Nach Klick auf den Download-Button speichern Sie das Zip-Archiv lokal auf ihrer Festplatte und entpacken die *.tnzip -Archivdatei in einem temporären Ordner. Abb. 19: Öffnen des *. tnzip - Archives Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 33: Abb. 20 Suche Der Bestehenden Hw-Konfiguration Zur Bestehenden Ethercat-Konfiguration
Kontextmenü, in dem „Ändern der NetId“ auszuwählen ist. Die ersten vier Zahlen der NetId des Projektes sind einzutragen. die beiden letzten Werte sind i.d.R. 4.1. Beispiel: ◦ NetId des Projektes: myComputer (123.45.67.89.1.1) ◦ Eintrag per „Change NetId...“: 123.45.67.89.4.1 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 34: Zugriff Aus Dem Anwenderprogramm
Klemmenkanäle das Control- und Status-Byte mit eingeblendet werden soll. Werden Control- und Status- Byte nicht ausgewertet, belegen die Klemmen 2 Byte pro Kanal: • KL3311: 2 Byte Eingangsdaten • KL3312 (KL3302) : 4 Byte Eingangsdaten • KL3314: 8 Byte Eingangsdaten Abb. 22: Mapping im Profibus-Koppler - Beispiel für KL3312, KL3302 Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 35: Abb. 23 Mapping Im Interbus-Koppler - Beispiel Für Kl3312, Kl3302
TwinCAT System Manager) ist es möglich diese Defaulteinstellung zu verändern. Wenn die Klemmen komplett ausgewertet werden, belegen sie Speicherplatz im Eingangs- und Ausgangs- Prozessabbild. Die folgenden Tabellen geben darüber Auskunft wie sich die Klemmen, abhängig von den eingestellten Parametern, im Buskoppler mappen. KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 36: Kl3311 - Default-Mapping
Kanal n, Datenbyte 0 (niederwertigste Byte) Ch n D1 Kanal n, Datenbyte 1 (höchstwertigste Byte) "-" Dieses Byte wird von der Klemme nicht benutzt und belegt. Res. Reserviert: dieses Byte belegt den Prozessdatenspeicher, hat aber kein Funktion. Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 37: Kl3312 (Kl3302) - Default-Mapping
Kanal n, Datenbyte 0 (niederwertigste Byte) Ch n D1 Kanal n, Datenbyte 1 (höchstwertigste Byte) "-" Dieses Byte wird von der Klemme nicht benutzt und belegt. Res. Reserviert: dieses Byte belegt den Prozessdatenspeicher, hat aber kein Funktion. KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 38: Kl3314 - Default-Mapping
Komplette Auswertung: ja Res. Ch0 CB/SB Motorola-Format: ja Ch0 D0 Ch0 D1 Word-Alignment: ja Res. Ch1 CB/SB Ch1 D0 Ch1 D1 Res. Ch2 CB/SB Ch2 D0 Ch2 D1 Res. Ch3 CB/SB Ch3 D0 Ch3 D1 Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 39: Registerübersicht
Anwender-Skalierung: Offset 0x0000 SEEROM R33 [} 42] Anwender-Skalierung: Gain 0x0100 SEEROM R34 [} 43] R35…R63 reserviert 0x0000 SEEROM Registerbeschreibung Die Register können über die Registerkommunikation ausgelesen oder beschrieben werden. Sie dienen zur Parametrierung der Klemme. KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... - Seite 40 Word-Array mit variabler logischer Kanallänge 0x14 Struktur 1 Byte n Worte mit variabler logischer Kanallänge 0x15 Doppelwort-Array mit variabler logischer Kanallänge 0x16 Struktur 1 Byte n Doppelworte mit variabler logischer Kanallänge • R14: reserviert Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302...
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Seite 41: R31: Code-Wort-Register Im Ram
Schreibschutz gesetzt. Bei inaktivem Schreibschutz wird das Code-Wort beim Lesen des Registers zurückgegeben. Ist der Schreibschutz aktiv, enthält das Register den Wert Null. • R32: Feature-Register [0x1006] Dieses Register legt die Betriebsarten der Klemme fest. KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... - Seite 42 Out of range In range Prozessdatum • R33: Anwender Skalierung - Offset (B_w) 16 Bit signed Integer Dieses Register beinhaltet den Offset der Anwendergeradengleichung (Gl. 1.7 [} 14]). Die Geradengleichung wird über das Register R32 [} 42] aktiviert. Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302...
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Seite 43: Control Und Status Byte
Daran schließt sich der Gain-Abgleich, mit einer Spannung die maximal 125 mV betragen darf (typischer Wert: 70 mV), an. Bei dieser Einstellung der Klemme mit deaktivierter Hersteller-Skalierung erfolgt die Ausgabe der Spannung in 4 µV pro Digit. Ein Gain- und Offsetabgleich der Thermoelementspannung wird für jeden Kanal separat durchgeführt. KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... - Seite 44 Eingängen (0 V) wird die Temperatur der Klemmenkontakte ermittelt und die von der Klemme ausgegebene Temperatur (aufgenommen über einen internen Temperatursensor) dementsprechend eingestellt (mittels R21). Ein Abgleich der Vergleichsstellentemperatur ist für jede Klemme einmal notwendig, d. h. R21 ist für beide Kanäle identisch. Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302...
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Seite 45: Registerkommunikation
Das Control- bzw. Status-Byte belegt die niedrigste Adresse eines logischen Kanals. Die entsprechenden Registerwerte befinden sich in den folgenden 2-Datenbytes. (Ausnahme ist der BK2000: hier wird nach dem Control- bzw. Status-Byte ein nicht genutztes Daten-Byte eingeschoben, und somit der Registerwert auf eine Word-Grenze gelegt). KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... -
Seite 46: Beispiele Für Die Register-Kommunikation
• Das Ausgangsdatenwort (Byte 1 und Byte 2) ist beim Lesezugriff ohne Bedeutung. Will man ein Register verändern, so schreibt man in das Ausgangswort den gewünschten Wert hinein. Eingangsdaten (Antwort der Busklemme) Byte 0: Status-Byte Byte 1: DataIN1, High-Byte Byte 2: DataIN1, Low-Byte 0x89 0x33 0x41 Erläuterung: Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302... -
Seite 47: Beispiel 2: Beschreiben Eines Anwender-Registers
• Bit 0.6 nicht gesetzt bedeutet: lesen des Registers. • Bit 0.5 bis Bit 0.0 geben mit 01 1111 die Registernummer 31 an. • Das Ausgangsdatenwort (Byte 1 und Byte 2) ist beim Lesezugriff ohne Bedeutung. KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2... - Seite 48 • Bit 0.6 nicht gesetzt bedeutet: lesen des Registers. • Bit 0.5 bis Bit 0.0 geben mit 10 0000 die Registernummer 32 an. • Das Ausgangsdatenwort (Byte 1 und Byte 2) ist beim Lesezugriff ohne Bedeutung. Version: 4.2 KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302...
- Seite 49 • Die Klemme liefert im Status-Byte als Quittung einen Wert zurück der sich nur in Bit 0.6 vom Wert des Control-Bytes unterscheidet. • Das Eingangsdatenwort (Byte 1 und Byte 2) ist nach dem Schreibzugriff ohne Bedeutung. Eventuell noch angezeigte Werte sind nicht gültig! KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302 Version: 4.2...
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Seite 50: Anhang
Anhang Anhang Support und Service Beckhoff und seine weltweiten Partnerfirmen bieten einen umfassenden Support und Service, der eine schnelle und kompetente Unterstützung bei allen Fragen zu Beckhoff Produkten und Systemlösungen zur Verfügung stellt. Beckhoff Support Der Support bietet Ihnen einen umfangreichen technischen Support, der Sie nicht nur bei dem Einsatz einzelner Beckhoff Produkte, sondern auch bei weiteren umfassenden Dienstleistungen unterstützt:... - Seite 51 Abb. 10 Steckbare Verdrahtung........................ Abb. 11 High-Density-Klemmen........................ Abb. 12 Anschluss einer Leitung an eine Klemmstelle ................Abb. 13 KL3311 - Anschluss und LEDs ....................Abb. 14 KL3312, KL3302 - Anschluss und LEDs..................Abb. 15 KL3314 - Anschluss und LEDs ....................