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Dokumentation können keine Ansprüche abgeleitet werden. Jegliche Vervielfältigung, Weiterverarbeitung und Übersetzung dieses Dokumentes sowie Auszügen daraus bedürfen der schriftlichen Genehmigung durch die GEMAC Chemnitz GmbH. Alle Rechte nach dem Gesetz über das Urheberrecht bleiben der GEMAC Chemnitz GmbH ausdrücklich vorbehalten. Hinweis: Zur Verwendung der Neigungssensoren mit CAN-Bus Schnittstelle und zum Verständnis dieses Handbuchs...
Industrieautomatisierung sowie beweglichen Maschinen und Verkehrsmitteln zur Personen- und Güter- beförderung wie Land- und Forstmaschinen, Nutzkraftfahrzeugen oder Kran- und Hebetechnik bestimmt. Die GEMAC Chemnitz GmbH übernimmt keine Haftung für direkte oder indirekte Verluste oder Schäden, die aus der Benutzung des Produkts resultieren. Dies gilt insbesondere für eine andersartige Verwendung des Produkts, die nicht mit dem beabsichtigten Zweck übereinstimmt und die nicht in dieser Dokumentation...
2 Übersicht 2 Übersicht 2.1 Eigenschaften 1-dimensionaler Neigungssensor mit Messbereich: 360° 2-dimensionaler Neigungssensor mit Messbereich: ±90° (X/Y) Komfortable Parametrierung mit GEMAC-Programmiertool Intelligenter Sensorfusionsfilter, konfigurierbar auf die Zielanwendung Parametrierbare Vibrationsunterdrückung Hohe Abtastrate und Bandbreite Hohe Auflösung (0,01°) statische Genauigkeit unabhängig von der Sensorlage...
3 Technische Daten CE Konformität EG Richtlinien RL 2014/30/EU Harmonisierung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über die elektromagnetische Verträglichkeit RL 2011/65/EU Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten RL 2001/95/EG allgemeine Produktsicherheit Harmonisierte Normen DIN EN 61326-1:2013 Elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte - EMV-Anforderungen – Teil 1: Allge- meine Anforderungen EN 50581:2012 Technische Dokumentation zur Beurteilung von Elektro- und Elektronikgeräten hinsicht-...
4 Montage 4 Montage 4.1 Befestigung Der Sensor muss mit 4 Innensechskantschrauben M5 nach DIN 912 A2 und 4 Sechskantmuttern M5 nach DIN 934 mit einem Drehmoment von 3 Nm so verschraubt werden, dass mindestens ein voller Gewinde- gang der Schraube übersteht. Zwischen Schraubenkopf und Sensor ist zwingen eine Spannscheibe M5 nach DIN 6796 A2 so unterzulegen, dass die konvexe Seite der Spannscheibe in Richtung Schraubenkopf zeigt (vgl.
5 Anschluss 5 Anschluss 5.1 Allgemeine Informationen zum Anschluss Der Neigungssensor ist mit einem 5-poligen Rundstecker M12 (A-kodiert) nach IEC 61076-2-101 ausgestat- tet und verfügen zusätzlich über eine 5-polige M12-Buchse (A-kodiert). Die Spannungsversorgung wird vom Stecker an die Buchse weitergegeben, sodass nachfolgende Sensoren über einen einzelnen Kabelstrang versorgt werden können.
6 Funktionsbeschreibung 6 Funktionsbeschreibung 6.1 Digitalfilter Der Neigungssensor basiert auf einer indirekten Messung der Neigung aufgrund des Erdschwerefeldes. Ex- terne Beschleunigungen, wie sie durch Abbremsen oder Kurvenfahrten von Fahrzeugen oder Vibrationen auftreten, stören prinzipbedingt die Funktion des Sensors. Der Neigungssensor bietet die Möglichkeit, den kontinuierlich entstehenden Winkelwert gegenüber exter- nen, störenden Schwingungen oder Beschleunigungen unempfindlicher zu machen.
7 Funktionsbeschreibung CAN Schnittstelle 7 Funktionsbeschreibung CAN Schnittstelle 7.1 Nullpunkteinstellung Bei allen Neigungssensoren kann der Nullpunkt abgeglichen (parametriert) werden. Damit ist es möglich die Nulllage im eingebauten Zustand des Sensors festzulegen. Die Neigungssensoren besitzen dazu einen Speicher für einen Nullpunktoffset. Hier eingetragene Werte werden bei der Ausgabe des Winkels zum in- tern gemessenen Winkel addiert.
7 Funktionsbeschreibung CAN Schnittstelle 7.5 Aufbau der CAN-Telegramme Für das Lesen bzw. Schreiben der Geräteparameter sowie zum Auslesen der Winkelwerte existiert je eine CAN-ID zum Empfangen von Daten/Kommandos und eine zum Senden der Antwort/Bestätigung. Diese werden in einem Permanentspeicher (EEPROM) gespeichert und können frei konfiguriert werden. Dabei werden sowohl CAN 2.0 A (Standard Frame Format) als auch CAN 2.0 B (Extended Frame Format) unter - stützt.
7 Funktionsbeschreibung CAN Schnittstelle liefert, daher ist dieses Bit standardmäßig gesetzt (siehe Abschnitt 7.8 „Standardgerä- teparameter“). AutobaudDetection: Die Baudrate ist auf automatische Erkennung gestellt (BR = 0) (siehe Abschnitt 7.11.3 „Baudrate konfigurieren“). EEPROMError: Beim Lesen/Schreiben auf den EEPROM ist ein Fehler aufgetreten, z.B. Datenver- lust.
7 Funktionsbeschreibung CAN Schnittstelle 7.7.1 Set-Parameter-Telegramme Tabelle 9 zeigt alle zulässigen Funktionscodes und Parameter eines Set-Parameter-Telegramms. Beschreibung Winkelwerte lesen (inkl. Zykluszähler bei zykl. Modus) Status lesen Produktnummer und Revision lesen Seriennummer und Softwareversion lesen Euler-Winkel lesen Set-Parameter-ID Reply-Parameter-ID Sync-ID Baudrate Automatische Bus-Off Erholung Zykluszeit Zyklusmodus...
7 Funktionsbeschreibung CAN Schnittstelle 7.7.2 Reply-Parameter-Telegramme Jedes Reply-Parameter-Telegramm enthält als Bestätigung auf ein korrekt empfangenes Set-Parameter-Te- legramm den identischen FSC. Im Statusbyte sind ggf. Fehlerbits gesetzt, falls das Set-Parameter-Tele- gramm unzureichend oder ungültige Parameter enthielt (siehe Abschnitt 7.5.2 „Statusbyte (STATUS)“). Der Aufbau der Reply-Parameter-Telegramme in Abhängigkeit des FSC ist in Tabelle 10 ersichtlich.
7 Funktionsbeschreibung CAN Schnittstelle 7.8 Standardgeräteparameter Der Neigungssensor wird mit den in Tabelle 11 aufgelisteten Standardeinstellungen der Geräteparameter ausgeliefert. Diese können durch ein Set-Parameter-Telegramm mit FSC = 40h wieder hergestellt werden (siehe Abschnitt 7.7 „Geräteparameter lesen/schreiben“). Parameter Standard-Wert Beschreibung Set-Parameter-ID 300h CAN 2.0 A Standard Frame Reply-Parameter-ID...
7 Funktionsbeschreibung CAN Schnittstelle 7.10 Alternative Ausgabeformate 7.10.1 Ausgabe der Euler-Winkel Mittels FSC 0Ah können die Euler-Winkel Pitch und Roll ausgelesen werden. Der Pitch Winkel entspricht der Neigung des Sensors in x-Richtung (Wertebereich ±90°). Der Roll Winkel entspricht der Drehung um die Pitch-Achse (Wertebereich ±180°).
8 Funktionsbeschreibung CANopen Schnittstelle 8 Funktionsbeschreibung CANopen Schnittstelle 8.1 Funktionsübersicht Die Neigungssensoren IS1BP360-O-DL und IS2BP090-O-DL besitzen eine standardisierte CANopen Schnittstelle gemäß CiA DS-301 und ein Geräteprofil nach CiA DS-410. Sämtliche Messwerte und Parame- ter sind über das Objektverzeichnis (OV) zugängig. Die individuelle Konfiguration kann im internen Perman- entspeicher (EEPROM) gesichert werden.
8 Funktionsbeschreibung CANopen Schnittstelle 8.2 CANopen Struktur CANopen ist ein auf CAN basierender offener Protokollstandard in der Automatisierungstechnik und wurde im Verband „CAN in Automation“ (CiA) standardisiert. Wie praktisch alle Feldbusse setzt auch CANopen auf dem ISO/OSI 7-Schichtmodel auf. Das Protokoll nutzt den CAN-Bus als Übertragungsmedium und definiert die Elemente für das Netzwerkmanagement, die Verwendung der CAN-Identifier (Nachrichtenadresse), das zeitliche Verhalten auf dem Bus, die Art der Datenübertragung, und anwendungsbezogene Profile.
8 Funktionsbeschreibung CANopen Schnittstelle 8.6.1 PDO Kommunikationsarten 8.6.1.1 Individuelle Abfrage (Polling) Das TPDO1 und TPDO2 (falls aktiviert) kann jederzeit durch Senden eines Remote-Transmit-Request-Tele- gramms (RTR) abgefragt werden. 8.6.1.2 Zyklisches Senden Das zyklische Senden des TPDO1 ist aktiviert, wenn der Eintrag 1800h/05h (Intervallzeit in Millisekunden) einen Wert größer 0 enthält.
8 Funktionsbeschreibung CANopen Schnittstelle 8.7 Parameterdaten: SDO Die im Objektverzeichnis aufgeführten Parameter werden über Service-Daten-Objekte (SDOs) gelesen und beschrieben. Wie in Tabelle 23 ersichtlich ist, besitzen die Objektdaten einen 16-Bit Index, über den ein Pa- rameter direkt adressiert werden kann. Zudem existiert noch zu jedem Index ein 8-Bit Sub-Index, der eine weitere Auswahl innerhalb eines Indexes ermöglicht.
8 Funktionsbeschreibung CANopen Schnittstelle ler oder CAN-Controller im Modus Passiv/Bus-Off) wird das Bit 4 gesetzt. Ein profilspezifischer Fehler (Sen- sorfehler) wird durch das Bit 5 angezeigt. Das Bit 7 signalisiert einen herstellerspezifischen Fehler (EEPROM-Fehler). 8.8.1.2 Herstellerstatusregister (1002h) Dieses Register zeigt den aktuellen Zustand sämtlicher detektierbarer Fehler an. Jedes Bit steht dabei für einen bestimmten Fehler.
8 Funktionsbeschreibung CANopen Schnittstelle meter in den Permanentspeicher geschrieben. Nach einem „Reset Application“ (NMT-Kommando) bzw. ei- nem Hardware-Reset treten die Änderungen in Kraft (wird lediglich ein „Reset Communication“ (NMT-Kom- mando) gesendet, so werden zunächst nur die Werkseinstellungen der Kommunikationsparameter wirk- sam).
8 Funktionsbeschreibung CANopen Schnittstelle 8.8.2.1 Automatische Bus-Off Erholung (2002h) Diese Eigenschaft regelt das Verhalten des Neigungssensors, wenn er sich im Zustand Bus-Off befindet. Falls aktiviert, so kann der Neigungssensor aus diesem wieder in den fehler-aktiven Zustand mit zurückge- setzten Fehlerzählern wechseln. Dazu muss er 128 mal 11 aufeinanderfolgende rezessiven Bits auf dem Bus detektieren.
8 Funktionsbeschreibung CANopen Schnittstelle 8.9 Fehlermeldungen: Emergency Mit Hilfe von Emergency-Nachrichten werden wichtige interne Gerätefehler und CAN-Kommunikationsfehler an andere Teilnehmer im Bus übermittelt. Tritt einer dieser Fehler ein, so werden die OV-Einträge 1001h (Fehlerregister), 1002h (Herstellerstatusregister) und 1003h (vordefiniertes Fehlerfeld) aktualisiert. Wenn ein Fehler beseitigt wird, so wird eine Emergency-Nachrichten mit dem Error Code 0x0000 gesendet.
8 Funktionsbeschreibung CANopen Schnittstelle 8.10 Ausfallüberwachung Da sich in einem CANopen Netzwerk die Knoten bei der ereignisgesteuerten Übertragung nicht regelmäßig melden, stehen für die Ausfallüberwachung Heartbeat- sowie Nodeguarding-/ Lifeguarding-Mechanismen zur Verfügung. Es kann nur eine der beiden Überwachungsmethoden zum Einsatz kommen. 8.10.1 Nodeguarding / Lifeguarding Nodeguarding ist die Überwachung eines oder mehrerer Knoten durch den NMT-Master.
CAN-Identifier (7E5h und 7E4h). Jeder Neigungssensor besitzt eine eindeutige 128 Bit LSS-Adresse über die er im CAN-Netzwerk angesprochen werden kann. Diese setzt sich aus den drei 32 Bit Parametern des Identity-Objekts 1018h und der Seriennummer zusammen: Vendor-ID 0000 0159h (Herstellerkennung: GEMAC Chemnitz GmbH) Produkt-Code 0000 662Ah (662Ah = 26154dec = PR-26154-30)
8 Funktionsbeschreibung CANopen Schnittstelle 8.13 Status-LED (nach CiA DR-303-3) Die eingebaute Status-LED zeigt den aktuellen Gerätezustand (RUN LED, grün) sowie eventuell aufgetrete- ne CAN-Kommunikationsfehler an (ERROR LED, rot). Anhand der Farbe und Blinkfrequenz werden die in Tabelle 37 dargestellten Zustände unterschieden. Status-LED RUN LED LED-Zustand Beschreibung...
9 Funktionsbeschreibung J1939 Schnittstelle 9 Funktionsbeschreibung J1939 Schnittstelle 9.1 Telegrammformat J1939 verwendet erweiterte 29bit Identifier für die Kommunikation auf dem CAN-Bus. Allgemein kann man Telegramme unterscheiden, die zwischen zwei Teilnehmern mit direkter Adressierung ausgetauscht werden (PDU-Format 1) und Broadcast-Nachrichten welche an alle Teilnehmer auf dem Bus gesendet werden (PDU-Format 2).
9 Funktionsbeschreibung J1939 Schnittstelle Der Manufacturer Code stellt die Herstellerkennung GEMAC Chemnitz GmbH dar (Wert 854 dezimal). Die Identity Number entspricht der J1939 Seriennummer des Sensors. Ab Werk sind folgende Felder des Gerätenamens voreingestellt: Manufacturer Code: 854 (GEMAC Chemnitz GmbH)
9 Funktionsbeschreibung J1939 Schnittstelle 9.4 Sensor Konfiguration Für die Konfiguration des Sensors wird Proprietary A PGN 61184 (Punkt-zu-Punkt) verwendet. Der Datenteil des Telegramms besitzt folgenden Aufbau: INDEX STATUS DATA0 DATA1 DATA2 DATA3 INDEX Parameter-Index (siehe Tabelle 48) Command (0x01: Lesen, 0x02: Schreiben) STATUS Status (nur in Antwort vom Sensor gültig, siehe Tabelle 51) DATA0...DATA3...
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9 Funktionsbeschreibung J1939 Schnittstelle Index Parameter Format Werte Zugriff 0x2211 Nullpunktoffset Y* INT16 Nullpunktoffset Y (nur IS2BP090-J-DL) 0x2212 Invertierung Y-Achse UNS8 0: Y-Achse nicht invertiert (nur IS2BP090-J-DL) 1: Y-Achse invertiert 0x2300 Parameter speichern VSTR 'SAVE' (45564153h) schreiben um Konfiguration dau- erhaft zu speichern 0x2301 Parameter laden...
Einsatz außerhalb der in diesem Handbuch angegebenen Spezifikation verursacht werden, fallen nicht un- ter die Garantieverpflichtungen. Die GEMAC Chemnitz GmbH haftet für Folgeschäden, die aus der Verwendung des Produktes entstehen, nur im Falle des Vorsatzes oder der groben Fahrlässigkeit. Es gelten die Allgemeinen Geschäftsbedingungen der GEMAC - Chemnitz GmbH.
11 Sensorkonfiguration 11 Sensorkonfiguration 11.1 Neigungssensor Programmieradapter Der separat erhältliche Neigungssensor Programmieradapter (Starter-Kit ISPA1 - PR-23999-02) dient der komfortablen Einstellung aller Neigungssensoren mit CAN, CANopen oder J1939 Schnittstelle. Der Pro- grammieradapter wird über USB mit einem PC verbunden. Über das beiliegende CAN Adapterkabel, erfolgt die Verbindung des Neigungssensors mit dem Programmieradapter.
11 Sensorkonfiguration 11.2 PC-Software ISDControl Über die, allen Starter-Kits beiliegende, PC-Software ISDControl erfolgt die Parametrierung aller einstellba- ren Werte. Jede Konfiguration kann dabei in einer Datei gespeichert werden. Eigenschaften: komfortable Konfiguration aller Parameter des Neigungssensors 3D-Darstellung und Anzeige der aktuellen Neigungswinkel Oszilloskop-Darstellung der aktuellen Neigungswinkel Möglichkeit zum Firmwaredownload Automatische Neigungssensorsuche bei unbekannten Kommunikationsparametern...