Benutzerhandbuch / User Manual

Benutzerhandbuch / User Manual

Rotary

Encoders

Linear Encoders Motion

System

D

GB

Seite 2 - 60

Page 61 - 119

CEV-58

Software/Support CD: 490-01001

- Soft-No.: 490-00423

Benutzerhandbuch / User Manual

Single-Turn / Multi-Turn

Absolute rotary encoder series CEx-58 with EtherCAT interface

Zusätzliche Sicherheitshinweise

Installation

Inbetriebnahme

Konfiguration / Parametrierung

Fehlerursachen und Abhilfen

Additional safety instructions

Installation

Commissioning

Configuration / Parameterization

Cause of faults and remedies

437734

TR-Electronic GmbH

D-78647 Trossingen

Eglishalde 6

Tel.: (0049) 07425/228-0

Fax: (0049) 07425/228-33

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Änderungsvorbehalt

Jegliche Änderungen, die dem technischen Fortschritt dienen, vorbehalten.

Dokumenteninformation

Ausgabe-/Rev.-Datum: 11/17/2009

Dokument-/Rev.-Nr.:

TR - ECE - BA - DGB - 0069 - 02

Dateiname: TR-ECE-BA-DGB-0069-02.DOC

Verfasser: MÜJ

Schreibweisen

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Marken

EtherCAT

®

is registered trademark and patented technology, licensed by Beckhoff

Automation GmbH, Germany.

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Informationszwecken und können Warenzeichen ihrer jeweiligen Eigentümer sein, ohne dass eine besondere Kennzeichnung erfolgt.

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Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis .............................................................................................................................. 3

Änderungs-Index ................................................................................................................................ 5

1 Allgemeines ..................................................................................................................................... 6

1.1 Geltungsbereich...................................................................................................................... 6

1.2 Referenzen ............................................................................................................................. 7

1.3 Verwendete Abkürzungen / Begriffe....................................................................................... 8

2 Zusätzliche Sicherheitshinweise ................................................................................................... 9

2.1 Symbol- und Hinweis-Definition.............................................................................................. 9

2.2 Ergänzende Hinweise zur bestimmungsgemäßen Verwendung ........................................... 9

2.3 Organisatorische Maßnahmen ............................................................................................... 10

3 Technische Daten............................................................................................................................ 11

3.1 Elektrische Kenndaten............................................................................................................ 11

4 EtherCAT Informationen................................................................................................................. 12

4.1 EtherCAT-Funktionsprinzip .................................................................................................... 12

4.2 Protokoll .................................................................................................................................. 13

4.3 Verteilte Uhren........................................................................................................................ 13

4.4 Geräteprofil ............................................................................................................................. 14

4.4.1 CANopen over EtherCAT (CoE) ............................................................................. 15

4.5 Objektverzeichnis ................................................................................................................... 16

4.6 Prozess- und Service-Daten-Objekte..................................................................................... 16

4.6.1 Kompatibilität zum CiA DS-301 Kommunikationsprofil........................................... 17

4.6.2 Erweiterungen zum CiA DS-301 Kommunikationsprofil ......................................... 17

4.7 Übertragung von SDO Nachrichten........................................................................................ 18

4.7.1 CANopen over EtherCAT Protokoll ........................................................................ 20

4.7.1.1 Initiate SDO Download Expedited Request .............................................................................. 20

4.7.1.2 Initiate SDO Download Expedited Response............................................................................ 21

4.7.1.3 Initiate SDO Upload Expedited Request ................................................................................... 22

4.7.1.4 Initiate SDO Upload Expedited Response ................................................................................ 23

4.8 PDO-Mapping ......................................................................................................................... 24

4.9 EtherCAT State Machine (ESM)............................................................................................. 24

4.10 Weitere Informationen .......................................................................................................... 25

5 Installation / Inbetriebnahmevorbereitung ................................................................................... 26

5.1 Anschluss ............................................................................................................................... 27

5.2 Einschalten der Versorgungsspannung ................................................................................. 28

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Inhaltsverzeichnis

6 Inbetriebnahme................................................................................................................................ 29

6.1 Gerätebeschreibungsdatei ..................................................................................................... 29

6.1.1 Gerätegruppen........................................................................................................ 29

6.2 Bus-Statusanzeige.................................................................................................................. 30

7 Betriebsarten ................................................................................................................................... 31

8 Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301) ................................................... 32

8.1 Objekt 1000h: Gerätetyp......................................................................................................... 33

8.2 Objekt 1008h: Hersteller Gerätenamen.................................................................................. 33

8.3 Objekt 1009h: Hersteller Hardwareversion ............................................................................ 34

8.4 Objekt 100Ah: Hersteller Softwareversion ............................................................................. 34

8.5 Objekt 1018h: Identity Objekt ................................................................................................. 35

8.6 Objekt 1A00h: 1 st

Transmit PDO Mapping ............................................................................. 37

8.7 Objekt 1A01h: 2 nd

Transmit PDO Mapping............................................................................. 39

8.8 Objekt 1C00h: Sync Manager Communication Type ............................................................. 41

8.9 Objekt 1C13h: Sync Manager Channel 3 (Prozess-Daten-Eingang)..................................... 43

8.10 Objekt 1C33h: Sync Manager 3, Parameter ........................................................................ 44

9 Hersteller- und Profilspezifische Objekte (CiA DS-406) .............................................................. 47

9.1 Objekt 2000h: Parameter übernehmen .................................................................................. 48

9.2 Skalierungsparameter............................................................................................................. 48

9.2.1 Objekt 2001h: Umdrehungen Zähler ...................................................................... 48

9.2.2 Objekt 6001h: Schritte pro Umdrehung .................................................................. 49

9.2.3 Objekt 6002h: Messlänge in Schritten.................................................................... 49

9.3 Objekt 3101h: Eingang ........................................................................................................... 50

9.4 Objekt 6000h: Betriebsparameter........................................................................................... 52

9.5 Objekt 6003h: Presetwert ....................................................................................................... 52

10 Vom Mess-System unterstütze Objekte auslesen ..................................................................... 53

11 Fehlerursachen und Abhilfen....................................................................................................... 54

11.1 Optische Anzeigen................................................................................................................ 54

11.2 Mess-System – Fehler.......................................................................................................... 54

11.3 Abort SDO Transfer Request Protocol ................................................................................. 55

11.3.1 SDO Abort Codes ................................................................................................. 56

11.4 Emergency Request Protocol............................................................................................... 57

11.4.1 Emergency Error Codes ....................................................................................... 58

11.4.2 Error Register........................................................................................................ 58

11.5 Sonstige Störungen .............................................................................................................. 59

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Änderungs-Index

Änderung

Funktionalität der LEDs überarbeitet, Kapitel „Bus-Statusanzeige“

EtherCAT

®

Warenzeichen aufgenommen

Änderungs-Index

Datum Index

08.01.09 01

17.11.09 02

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Allgemeines

1 Allgemeines

Das vorliegende Benutzerhandbuch beinhaltet folgende Themen:

• Ergänzende Sicherheitshinweise zu den bereits in der Montageanleitung definierten grundlegenden Sicherheitshinweisen

• Installation

• Inbetriebnahme

• Konfiguration / Parametrierung

• Fehlerursachen und Abhilfen

Da die Dokumentation modular aufgebaut ist, stellt dieses Benutzerhandbuch eine

Ergänzung zu anderen Dokumentationen wie z.B. Produktdatenblätter,

Maßzeichnungen, Prospekte und der Montageanleitung etc. dar.

Das Benutzerhandbuch kann kundenspezifisch im Lieferumfang enthalten sein, oder kann auch separat angefordert werden.

1.1 Geltungsbereich

Dieses Benutzerhandbuch gilt ausschließlich für folgende Mess-System-Baureihen mit EtherCAT Schnittstelle:

• CEV-58

Die Produkte sind durch aufgeklebte Typenschilder gekennzeichnet und sind

Bestandteil einer Anlage.

Es gelten somit zusammen folgende Dokumentationen:

• anlagenspezifische Betriebsanleitungen des Betreibers,

Benutzerhandbuch,

• und die bei der Lieferung beiliegende

Montageanleitung TR-ECE-BA-DGB-0035

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Allgemeines

1.2 Referenzen

1.

EN 50325-4

2. CiA DS-301

3. CiA DS-406

4.

IEC/PAS 62407

5.

IEC 61158-1 - 6

6.

IEC 61784-2

Industrielle-Kommunikations-Systeme, basierend auf

ISO 11898 (CAN) für Controller-Device Interfaces.

Teil 4: CANopen

CANopen Kommunikationsprofil auf CAL basierend

CANopen Profil für Encoder

Real-time Ethernet control automation technology

(EtherCAT); International Electrotechnical Commission

Digital data communications for measurement and control

- Fieldbus for use in industrial control systems

- Protokolle und Dienste, Typ 12 = EtherCAT

Digital data communications for measurement and control

- Additional profiles for ISO/IEC 8802-3 based

communication networks in real-time applications, 12 = EtherCAT

7.

ISO/IEC 8802-3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

(CSMA/CD)

Access Method and Physical Layer Specifications

8.

9.

ISO 15745-4 AMD 2 Industrial automation systems and integration

- Open systems application integration framework

- Part 4: Reference description for Ethernet-based control systems;

Amendment 2:

Profiles for Modbus TCP, EtherCAT and ETHERNET Powerlink

IEEE 1588-2002 IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization

Protocol for Networked Measurement and Control Systems

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Allgemeines

1.3 Verwendete Abkürzungen / Begriffe

CEV

Absolut-Encoder mit optischer Abtastung ≤ 15 Bit Auflösung,

Ausführung mit Vollwelle

EG Europäische Gemeinschaft

EMV

ESD

IEC

Elektro-Magnetische-Verträglichkeit

Elektrostatische Entladung (Electro Static Discharge)

Internationale Elektrotechnische Kommission

VDE Verein Deutscher Elektrotechniker

Bus-spezifisch

EDS Electronic-Data-Sheet (elektronisches Datenblatt)

EtherCAT State Machine ESM

ETG

CAN

CiA

NMT

PDO

SDO

XML

Anwendervereinigung „EtherCAT Technology Group“

Controller Area Network. Datenstrecken-Schicht-Protokoll für serielle Kommunikation, beschrieben in der ISO 11898.

CAN in Automation. Internationale Anwender- und Herstellervereinigung e.V.: gemeinnützige Vereinigung für das Controller

Area Network (CAN).

Network Management. Eines der Serviceelemente in der Anwendungsschicht im CAN Referenz-Model. Führt die Initialisierung, Konfiguration und Fehlerbehandlung im Busverkehr aus.

Process Data Object. Objekt für den Datenaustausch zwischen mehreren Geräten.

Service Data Object. Punkt zu Punkt Kommunikation mit

Zugriff auf die Objekt-Datenliste eines Gerätes.

Extensible Markup Language, Beschreibungsdatei für die

Inbetriebnahme des Mess-Systems.

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2 Zusätzliche Sicherheitshinweise

2.1 Symbol- und Hinweis-Definition

WARNUNG !

Zusätzliche Sicherheitshinweise

bedeutet, dass Tod, schwere Körperverletzung oder erheblicher Sachschaden eintreten können, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.

VORSICHT !

bedeutet, dass eine leichte Körperverletzung oder ein

Sachschaden eintreten kann, wenn die entsprechenden

Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. bezeichnet wichtige Informationen bzw. Merkmale und Anwendungstipps des verwendeten Produkts.

2.2 Ergänzende Hinweise zur bestimmungsgemäßen Verwendung

Das Mess-System ist ausgelegt für den Betrieb in 100Base-TX Fast Ethernet

Netzwerken mit max. 100 MBit/s, spezifiziert in ISO/IEC 8802-3. Die Kommunikation

über EtherCAT erfolgt gemäß IEC 61158 Teil 1 bis 6 und IEC 61784-2. Das

Geräteprofil entspricht dem „CANopen Device Profile für Encoder CiA DS-406“.

Die technischen Richtlinien zum Aufbau des Fast Ethernet Netzwerks sind für einen sicheren Betrieb zwingend einzuhalten.

Zur bestimmungsgemäßen Verwendung gehört auch:

• das Beachten aller Hinweise aus diesem Benutzerhandbuch,

• das Beachten der Montageanleitung, insbesondere das dort enthaltene

Kapitel "Grundlegende Sicherheitshinweise" muss vor Arbeitsbeginn gelesen und verstanden worden sein

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Zusätzliche Sicherheitshinweise

2.3 Organisatorische Maßnahmen

• Dieses Benutzerhandbuch muss ständig am Einsatzort des Mess-Systems griffbereit aufbewahrt werden.

• Das mit Tätigkeiten am Mess-System beauftragte Personal muss vor Arbeitsbeginn

- die Montageanleitung, insbesondere das Kapitel "Grundlegende

Sicherheitshinweise",

-

und dieses Benutzerhandbuch, insbesondere das Kapitel "Zusätzliche

Sicherheitshinweise",

gelesen und verstanden haben.

Dies gilt in besonderem Maße für nur gelegentlich, z.B. bei der

Parametrierung des Mess-Systems, tätig werdendes Personal.

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Technische Daten

3 Technische Daten

3.1 Elektrische Kenndaten

Versorgungsspannung:................... 11…27 V DC, paarweise verdrillt und geschirmt

Stromaufnahme ohne Last:............. < 300 mA bei 11 V DC, < 110 mA bei 27 V DC

* Gesamtauflösung

Standard: ...................................

≤ 25 Bit

Erweitert:....................................

≤ 30 Bit

Schrittzahl / Umdrehung

Standard: ...................................

≤ 8.192

Erweitert:....................................

≤ 32.768

* Anzahl Umdrehungen

Standard: ...................................

≤ 4.096

Erweitert:....................................

≤ 32.768

EtherCAT ........................................... nach IEC 61158-1 – 6 und IEC 61784-2

Ausgabecode............................. Binär

Geräteprofil:............................... CANopen over EtherCAT (CoE), CiA DS-406

Zykluszeiten:.............................. 62,5 µs…32 ms, Distributed Clocks

Übertragungsrate:...................... 100 MBit/s

Übertragung:.............................. CAT-5 Kabel, geschirmt (STP), ISO/IEC 11801

Besondere Merkmale: ...................... Programmierung nachfolgender Parameter

über den EtherCAT-BUS:

- Zählrichtung

- Anzahl Umdrehungen

- Gesamtmesslänge in Schritten

- Presetwert

EMV

Störaussendung: .......................... DIN EN 61000-6-3: 2007

Störfestigkeit: ............................... DIN EN 61000-6-2: 2006

* parametrierbar über EtherCAT

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EtherCAT Informationen

4 EtherCAT Informationen

EtherCAT (Ethernet for Control and Automation Technology) ist eine Echtzeit-

Ethernet-Technologie und ist besonders geeignet für die Kommunikation zwischen

Steuerungssystemen und Peripheriegeräten wie z.B. E/A-Systeme, Antriebe,

Sensoren und Aktoren.

EtherCAT wurde 2003 von der Firma Beckhoff Automation GmbH entwickelt und wird als offener Standard propagiert. Zur Weiterentwicklung der Technologie wurde die

Anwendervereinigung „EtherCAT Technology Group“ (ETG) gegründet.

EtherCAT ist eine öffentlich zugängliche Spezifikation, die durch die IEC

(IEC/Pas 62407) im Jahr 2005 veröffentlicht worden ist und ist Teil der ISO 15745-4.

Dieser Teil wurde in den neuen Auflagen der internationalen Feldbusstandards

IEC 61158 (Protokolle und Dienste), IEC 61784-2 (Kommunikationsprofile) und

IEC 61800-7 (Antriebsprofile und -kommunikation) integriert.

4.1 EtherCAT-Funktionsprinzip

Mit der EtherCAT-Technologie werden die allgemein bekannten Einschränkungen anderer Ethernet-Lösungen überwunden:

Das Ethernet Paket wird nicht mehr in jedem Slave zunächst empfangen, dann interpretiert und die Prozessdaten weiterkopiert. Der Slave entnimmt seine die für ihn bestimmten Daten, während das Telegramm das Gerät durchläuft. Ebenso werden

Eingangsdaten im Durchlauf in das Telegramm eingefügt. Die Telegramme werden dabei nur wenige Nanosekunden verzögert. Der letzte Slave im Segment schickt das bereits vollständig verarbeitete Telegramm an den ersten Slave zurück. Dieser leitet das Telegramm sozusagen als Antworttelegramm zur Steuerung zurück. Somit ergibt sich für Kommunikation eine logische Ringstruktur. Da Fast-Ethernet mit Voll-Duplex arbeitet, ergibt sich auch physikalisch eine Ringstruktur.

Abbildung 1: EtherCAT-Funktionsprinzip

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EtherCAT Informationen

4.2 Protokoll

Das für Prozessdaten optimierte EtherCAT-Protokoll wird über einen speziellen

Ethertype direkt im Ethernet-Frame transportiert. Eine komplette Übertragung kann hierbei aus mehreren Subtelegrammen bestehen. Die datentechnische Reihenfolge ist dabei unabhängig von der physikalischen Reihenfolge der Slaves im Netz. Die

Adressierung kann wahlfrei vorgenommen werden:

Broadcast, Multicast und Querkommunikation zwischen Slaves sind möglich.

Das Protokoll unterstützt auch die azyklische Parameterkommunikation. Die Struktur und Bedeutung der Parameter wird hierbei durch das Geräteprofil „CANopen Device

Profile für Encoder CiA DS-406“ vorgegeben.

UDP/IP-Datagramme werden nicht unterstützt. Dies bedeutet, dass sich der Master und die EtherCAT-Slaves im gleichen Subnetz befinden müssen. Die Kommunikation

über Router hinweg in andere Subnetze ist somit nicht möglich.

EtherCAT verwendet ausschließlich Standard-Frames nach IEEE802.3 und werden nicht verkürzt. Damit können EtherCAT-Frames von beliebigen Ethernet-Controllern verschickt (Master), und Standard-Tools (z. B. Monitor) eingesetzt werden.

Abbildung 2: Ethernet Frame Struktur

4.3 Verteilte Uhren

Wenn räumlich verteilte Prozesse gleichzeitige Aktionen erfordern, ist eine exakte

Synchronisierung der Teilnehmer im Netz erforderlich. Zum Beispiel bei

Anwendungen, bei denen mehrere Servoachsen gleichzeitig koordinierte Abläufe ausführen müssen.

Hierfür steht beim EtherCAT die Funktion „Verteilte Uhren“ nach dem Standard

IEEE 1588 zur Verfügung.

Da die Kommunikation eine Ringstruktur nutzt, kann die Master-Uhr den

Laufzeitversatz zu den einzelnen Slave-Uhren exakt ermitteln, und auch umgekehrt.

Auf Grund dieses ermittelnden Wertes können die verteilten Uhren netzwerkweit nachgeregelt werden. Der Jitter dieser Zeitbasis liegt deutlich unter 1µs.

Auch bei der Wegerfassung können verteilte Uhren effizient eingesetzt werden, da sie exakte Informationen zu einem lokalen Zeitpunkt der Datenerfassung liefern. Durch das System hängt die Genauigkeit einer Geschwindigkeitsberechnung nicht mehr vom Jitter des Kommunikationssystems ab.

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EtherCAT Informationen

4.4 Geräteprofil

Das Geräteprofil beschreibt die Anwendungsparameter und das funktionale Verhalten des Gerätes, einschließlich der geräteklassenspezifischen Zustandsmaschine. Bei

EtherCAT verzichtet man darauf eigene Geräteprofile für Geräteklassen zu entwickeln. Stattdessen werden einfache Schnittstellen für bestehende Geräteprofile bereitgestellt:

Das Mess-System unterstützt das CANopen-over-EtherCAT (CoE) Mailbox-

Protokoll, und damit das vom CANopen her bekannte „Device Profile for Encoder“,

CiA DS-406.

Abbildung 3: CANopen over EtherCAT Kommunikationsmechanismus

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EtherCAT Informationen

4.4.1 CANopen over EtherCAT (CoE)

EtherCAT kann die gleichen Kommunikationsmechanismen zur Verfügung stellen, wie sie von

1

CANopen her bekannt sind:

• Objektverzeichnis

Prozess-Daten-Objekte

• SDO,

Netzwerkmanagement

EtherCAT kann so auf Geräten, die bisher mit CANopen ausgestattet waren, mit minimalem Aufwand implementiert werden. Weite Teile der CANopen-Firmware können wieder verwendet werden. Die Objekte lassen sich dabei optional erweitern.

Vergleich CANopen / EtherCAT im ISO/OSI-Schichtenmodell

Abbildung 4: CANopen eingeordnet im ISO/OSI-Schichtenmodell

Abbildung 5: EtherCAT eingeordnet im ISO/OSI-Schichtenmodell

1

EN 50325-4: Industrielle-Kommunikations-Systeme, basierend auf ISO 11898 (CAN) für Controller-Device

Interfaces. Teil 4: CANopen.

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EtherCAT Informationen

4.5 Objektverzeichnis

Das Objektverzeichnis strukturiert die Daten eines EtherCAT-Gerätes in einer

übersichtlichen tabellarischen Anordnung. Es enthält sowohl sämtliche

Geräteparameter als auch alle aktuellen Prozessdaten, die damit auch über das SDO zugänglich sind.

Index (hex) Objekt

0x0000-0x0FFF

0x1000-0x1FFF

0x2000-0x5FFF

0x6000-0x9FFF

0xA000-0xFFFF

Datentyp Definitionen

CoE Kommunikations-Profilbereich (CiA DS-301)

Herstellerspezifischer-Profilbereich

Geräte-Profilbereich (CiA DS-406)

Reserviert

Abbildung 6: Aufbau des Objektverzeichnisses

4.6 Prozess- und Service-Daten-Objekte

Prozess-Daten-Objekt (PDO)

Prozess-Daten-Objekte managen den Prozessdatenaustausch, z.B. die zyklische

Übertragung des Positionswertes.

Service-Daten-Objekt (SDO)

Service-Daten-Objekte managen den Parameterdatenaustausch, z.B. das azyklische

Ausführen der Presetfunktion.

Für Parameterdaten beliebiger Größe steht mit dem SDO ein leistungsfähiger

Kommunikationsmechanismus zur Verfügung. Hierfür wird zwischen dem

Konfigurationsmaster und den angeschlossenen Geräten ein Servicedatenkanal für

Parameterkommunikation ausgebildet. Die Geräteparameter können mit einem einzigen Telegramm-Handshake ins Objektverzeichnis der Geräte geschrieben werden bzw. aus diesem ausgelesen werden.

Wichtige Merkmale von SDO und PDO

Abbildung 7: Gegenüberstellung von PDO/SDO-Eigenschaften

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4.6.1 Kompatibilität zum CiA DS-301 Kommunikationsprofil

Unterstützte Dienste

• Initiate SDO Download

EtherCAT Informationen

• Initiate SDO Upload

• Abort SDO Transfer

Nicht unterstützte Dienste (nicht erforderlich)

• Initiate SDO Block Download

• Download SDO Block

• End SDO Block Download

• Initiate SDO Block Upload

• Upload SDO Block

• End SDO Block Upload

4.6.2 Erweiterungen zum CiA DS-301 Kommunikationsprofil

Aufhebung des 8 Byte Standard CANopen SDO-Frames

• Volle Mailboxkapazität verfügbar

• „Initiate SDO Download“ Request / „SDO Upload“ Response kann Daten nach dem SDO-Header beinhalten

Download und Upload aller Sub-Indices auf einmal

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EtherCAT Informationen

4.7 Übertragung von SDO Nachrichten

Mit den SDO Diensten können die Einträge des Objektverzeichnisses gelesen oder geschrieben werden. Das SDO Transport Protokoll erlaubt die Übertragung von

Objekten mit beliebiger Größe. Das EtherCAT SDO Protokoll ist äquivalent zum

CANopen SDO Protokoll, um die Wiederverwendung von vorhandenen Protokoll-

Stacks zu gewährleisten.

Das erste Byte des ersten Segments beinhaltet die notwendigen

Steuerungsinformationen. Die nächsten drei Bytes des ersten Segments beinhalten den Index und Sub-Index der zu lesenden oder zu schreibenden

Objektverzeichniseinträge. Die letzten vier Bytes des ersten Segments sind verfügbar für Nutzdaten. Das zweite und die folgenden Segmente beinhalten das Steuerbyte und Nutzdaten. Der Empfänger bestätigt jedes Segment oder ein Block von

Segmenten, so das eine Peer-To-Peer Kommunikation (Client/Server) statt findet.

Im CAN-kompatiblen Mode besteht das SDO Protokoll aus 8 Bytes, um der CAN

Datengröße zu entsprechen. Im erweiterten Mode werden die Nutzdaten einfach erweitert, ohne den Protokoll-Header zu verändern. Auf diese Weise wird die vergrößerte Datenmenge der EtherCAT Mailbox an das SDO Protokoll angepasst, die

Übertragung von großen Datenmengen wird somit entsprechend beschleunigt.

Außerdem wurde ein Mode hinzugefügt der es erlaubt, in einem Vorgang, die kompletten Daten eines Indexes aus dem Objektverzeichnisses zu übertragen. Die

Daten aller Sub-Indices werden anschließend übertragen.

Die Dienste mit Bestätigung (Initiate SDO Upload, Initiate SDO Download, Download

SDO Segment, und Upload SDO Segment) und die Dienste ohne Bestätigung (Abort

SDO Transfer) werden für die Ausführung der Segmented/Expedited Übertragung der

Service-Daten-Objekte benutzt.

Der so genannte SDO Client (Master) spezifiziert in seiner Anforderung „Request“ den Parameter, die Zugriffsart (Lesen/Scheiben) und gegebenenfalls den Wert. Der so genannte SDO Server (Slave bzw. Mess-System) führt den Schreib- oder

Lesezugriff aus und beantwortet die Anforderung mit einer Antwort „Response“. Im

Fehlerfall gibt ein Fehlercode (Abort SDO Transfer) Auskunft über die Fehlerursache.

Üblicherweise stellt der EtherCAT-Master entsprechende Mechanismen für die

SDO-Übertragung zur Verfügung. Die Kenntnis über den Protokoll-Aufbau und internen Abläufe sind daher nicht notwendig.

Für die Fehlersuche kann es jedoch wichtig sein, den prinzipiellen Ablauf von

SDO-Übertragungen zu kennen. Aus diesem Grund wird im Folgenden näher auf die Dienste Initiate SDO Download Expedited und Initiate SDO Upload Expedited eingegangen. Über diese Dienste können jeweils bis zu vier Byte geschrieben, bzw. bis zu vier Byte gelesen werden. Für die meisten Objekte ist dies ausreichend.

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EtherCAT Informationen

Schreib-Dienste, Client --> Server

Initiate SDO Download Expedited

Der Expedited SDO Download Dienst wird für eine beschleunigte

Übertragung von ≤ 4 Byte benutzt. Der Server antwortet mit dem Ergebnis der Downloadanfrage.

Initiate SDO Download Normal

Der Initiate SDO Download Dienst wird für eine Einzelübertragung von

Daten benutzt, wenn die Anzahl der Bytes von der Mailbox aufgenommen werden kann, oder wenn ein segmentierte Übertragung mit mehr Bytes gestartet werden soll.

Lese-Dienste, Server --> Client

Initiate SDO Upload Expedited

Der Expedited SDO Upload Dienst wird für eine beschleunigte

Übertragung von ≤ 4 Byte benutzt. Der Server antwortet mit dem Ergebnis der Uploadanfrage und den angeforderten Daten, bei erfolgreicher

Durchführung.

Initiate SDO Upload Normal

Der Initiate SDO Upload Dienst wird für eine Einzelübertragung von Daten benutzt, wenn die Anzahl der Bytes von der Mailbox aufgenommen werden kann, oder wenn ein segmentierte Übertragung mit mehr Bytes gestartet werden soll. Der Server antwortet mit dem Ergebnis der Uploadanfrage und den angeforderten Daten, bei erfolgreicher Durchführung.

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EtherCAT Informationen

4.7.1 CANopen over EtherCAT Protokoll

4.7.1.1 Initiate SDO Download Expedited Request

Schreiben, Client --> Server

Frame Fragment Datenfeld Datentyp Wert / Beschreibung

Länge WORD 0x0A: Länge der Mailbox Service Daten

Mailbox Header

Typ unsigned:4

0x00: kleinste Priorität

0x03: höchste Priorität

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE)

CANopen Header

SDO

Service

Größen-Anzeiger unsigned:1

Übertragungstyp unsigned:4 unsigned:1

0x02: SDO Request

0x00: Größe der Daten (1..4) nicht spezifiziert

0x01: Größe der Daten in Datensatz-Größe spezifiziert

0x01: Expedited Übertragung

Datensatz-Größe unsigned:2

0x00: 4 Byte Daten

0x01: 3 Byte Daten

0x02: 2 Byte Daten

0x03: 1 Byte Daten

Gesamt-Zugriff unsigned:1 0x00

Kommando unsigned:3 0x01: Initiate Download Request

Tabelle 1: CANopen Initiate SDO Download Expedited Request

Aus dem obigen Protokoll lassen sich folgende SDO-Schreibtelegramme ableiten:

CCD Bedeutung Gültig für

0x23

0x27

0x2B

0x2F

4 Byte schreiben

3 Byte schreiben

2 Byte schreiben

1 Byte schreiben

SDO Request

SDO Request

SDO Request

SDO Request

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4.7.1.2 Initiate SDO Download Expedited Response

Response, Server --> Client

Frame Fragment Datenfeld

Länge

EtherCAT Informationen

Datentyp Wert / Beschreibung

WORD 0x06: Länge der Mailbox Service Daten

Mailbox Header

unsigned:4

0x00: kleinste Priorität

0x03: höchste Priorität

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE) Typ

CANopen Header

SDO

Service unsigned:4 0x03: SDO Response

Größen-Anzeiger unsigned:1 0x00

Übertragungstyp unsigned:1 0x00

Datensatz-Größe unsigned:2 0x00

Gesamt-Zugriff unsigned:1 0x00

Kommando unsigned:3 0x03: Initiate Download Response

Tabelle 2: Initiate SDO Download Expedited

Der Server antwortet mit folgender Response:

CCD Bedeutung Gültig für

0x60 Schreiben erfolgreich SDO Response

0x80 Fehler, Abort SDO Transfer SDO Response

Im Fall eines Fehlers (SDO-Response CCD = 0x80) enthält der Datenbereich einen

4-Byte-Fehlercode, der über die Fehlerursache Auskunft gibt, siehe Kapitel SDO Abort Codes,

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EtherCAT Informationen

4.7.1.3 Initiate SDO Upload Expedited Request

Lesen, Server --> Client

Frame Fragment Datenfeld

Länge

Datentyp

WORD

Wert / Beschreibung

0x06: Länge der Mailbox Service Daten

Mailbox Header

unsigned:4

0x00: kleinste Priorität

0x03: höchste Priorität

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE) Typ

CANopen Header

SDO

Service unsigned:4 0x02: SDO Request

Größen-Anzeiger unsigned:1 0x00

Übertragungstyp unsigned:1 0x00

Datensatz-Größe unsigned:2 0x00

Gesamt-Zugriff unsigned:1 0x00

Kommando unsigned:3 0x02: Initiate Upload Request

Tabelle 3: Initiate SDO Upload Expedited Request

Aus dem obigen Protokoll lässt sich folgendes SDO-Lesetelegramm ableiten:

CCD Bedeutung Gültig für

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4.7.1.4 Initiate SDO Upload Expedited Response

Response, Server --> Client

Frame Fragment Datenfeld

Länge

EtherCAT Informationen

Datentyp Wert / Beschreibung

WORD 0x0A: Länge der Mailbox Service Daten

Mailbox Header

Typ unsigned:4

0x00: kleinste Priorität

0x03: höchste Priorität

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE)

CANopen Header

SDO

Service

Größen-Anzeiger unsigned:1

Übertragungstyp unsigned:4 unsigned:1

0x03: SDO Response

0x00: Größe der Daten (1..4) nicht spezifiziert

0x01: Größe der Daten in Datensatz-Größe spezifiziert

0x01: Expedited Übertragung

Datensatz-Größe unsigned:2

0x00: 4 Byte Daten

0x01: 3 Byte Daten

0x02: 2 Byte Daten

0x03: 1 Byte Daten

Gesamt-Zugriff unsigned:1 0x00

Kommando unsigned:3 0x02: Initiate Upload Response

Tabelle 4: Initiate SDO Upload Expedited Response

Der Server antwortet mit folgenden Response-Möglichkeiten:

CCD Bedeutung Gültig für

0x43

0x47

0x4B

0x4F

4 Byte Daten gelesen

3 Byte Daten gelesen

2 Byte Daten gelesen

1 Byte Daten gelesen

SDO Response

SDO Response

SDO Response

SDO Response

0x80 Fehler, Abort SDO Transfer SDO Response

Im Fall eines Fehlers (SDO-Response CCD = 0x80) enthält der Datenbereich einen

4-Byte-Fehlercode, der über die Fehlerursache Auskunft gibt, siehe Kapitel SDO Abort Codes,

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EtherCAT Informationen

4.8 PDO-Mapping

Unter PDO-Mapping versteht man die Abbildung der Applikationsobjekte

(Echtzeitdaten, z.B. Objekt 6004h „Positionswert“) aus dem Objektverzeichnis in die

Prozessdatenobjekte, z.B. Objekt 1A00h (1 st

Transmit PDO).

Das aktuelle Mapping kann über entsprechende Einträge im Objektverzeichnis, die so genannten Mapping-Tabellen, gelesen werden. An erster Stelle der Mapping Tabelle

(Subindex 0) steht die Anzahl der gemappten Objekte, die im Anschluss aufgelistet sind. Die Tabellen befinden sich im Objektverzeichnis bei Index 0x1600 ff. für die

RxPDOs bzw. 0x1A00ff für die TxPDOs.

4.9 EtherCAT State Machine (ESM)

Das Application Management beinhaltet die EtherCAT State Machine, welche die

Zustände und Zustandsänderungen der Slave-Applikation beschreibt. Bis auf wenige

Details entspricht die ESM dem CANopen Netzwerkmanagement (NMT). Um ein sichereres Anlaufverhalten zu ermöglichen, ist beim EtherCAT zusätzlich der Zustand

„Safe Operational“ eingeführt worden. Hierbei werden bereits gültige Eingänge

übertragen, während die Ausgänge noch im sicheren Zustand verbleiben.

IP

PI

PS

SP

SO

OS

OP

SI

OI

Abbildung 8: EtherCAT State Machine

Zustand Beschreibung

Start Mailbox Communication

Stop Mailbox Communication

Start Input Update

Stop Input Update

Start Output Update

Stop Output Update

Stop Output Update, Stop Input Update

Stop Input Update, Stop Mailbox Communication

Stop Output Update, Stop Input Update, Stop Mailbox Communication

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EtherCAT Informationen

4.10 Weitere Informationen

Weitere Informationen zu EtherCAT erhalten Sie auf Anfrage von der

EtherCAT Technology Group (ETG) unter nachstehender Adresse:

ETG Headquarter

Ostendstraße 196

90482 Nuremberg

Germany

Phone: + 49 (0) 9 11 / 5 40 5620

Fax: + 49 (0) 9 11 / 5 40 5629

Email: [email protected]

Internet: www.ethercat.org

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Installation / Inbetriebnahmevorbereitung

5 Installation / Inbetriebnahmevorbereitung

EtherCAT unterstützt Linien-, Baum- oder Sternstrukturen. Die bei den Feldbussen eingesetzte Bus- oder Linienstruktur wird damit auch für Ethernet verfügbar. Dies ist besonders praktisch bei der Anlagenverdrahtung, da eine Kombination aus Linie und

Stichleitungen möglich ist.

Für die Übertragung nach dem 100Base-TX Fast Ethernet Standard sind Patch-Kabel der Kategorie STP CAT5 zu benutzen (2 x 2 paarweise verdrillte und geschirmte

Kupferdraht-Leitungen). Die Kabel sind ausgelegt für Bitraten von bis zu 100 MBit/s.

Die Übertragungsgeschwindigkeit wird vom Mess-System automatisch erkannt und muss nicht durch Schalter eingestellt werden.

Eine Adressierung über Schalter ist ebenfalls nicht notwendig, diese wird automatisch durch die Adressierungsmöglichkeiten des EtherCAT-Masters vorgenommen.

Die Kabellänge zwischen zwei Teilnehmern darf max. 100 m betragen, insgesamt sind 65535 Teilnehmer im EtherCAT-Netzwerk möglich.

Um einen sicheren und störungsfreien Betrieb zu gewährleisten, sind die

-

ISO/IEC 11801, EN 50173 (europäische Standard)

-

ISO/IEC 8802-3

-

und sonstige einschlägige Normen und Richtlinien zu beachten!

Insbesondere sind die EMV-Richtlinie sowie die Schirmungs- und Erdungsrichtlinien

in den jeweils gültigen Fassungen zu beachten!

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5.1 Anschluss

PORT-IN

Installation / Inbetriebnahmevorbereitung

Flanschdose M12x1-4 pol. D-kodiert

Pin 1

TxD+, Sendedaten +

Pin 2

RxD+, Empfangsdaten +

Pin 3

TxD–, Sendedaten –

Pin 4

RxD–, Empfangsdaten –

PORT-OUT

Flanschdose M12x1-4 pol. D-kodiert

Pin 1

TxD+, Sendedaten +

Pin 2

RxD+, Empfangsdaten +

Pin 3

TxD–, Sendedaten –

Pin 4

RxD–, Empfangsdaten –

Versorgung

Flanschstecker M8x1-4 pol.

Pin 1

11 – 27 V DC

Pin 2

1)

TRWinProg+

Pin 3

GND, 0 V

Pin 4

1)

TRWinProg–

Für die Versorgung sind paarweise verdrillte und geschirmte Kabel zu verwenden !

Die Schirmung ist großflächig auf das Gegensteckergehäuse aufzulegen!

Bestellangaben zur Ethernet Flanschdose M12x1-4 pol. D-kodiert

Hersteller Bezeichnung Bestell-Nr..:

99-3729-810-04

Phoenix Contact SACC-M12MSD-4CON-PG 7-SH (PG 7) 15 21 25 8

Phoenix Contact SACC-M12MSD-4CON-PG 9-SH (PG 9) 15 21 26 1

Harting

HARAX

®

M12-L

21 03 281 1405

1)

Für Servicezwecke, z.B. Softwareupdate

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Installation / Inbetriebnahmevorbereitung

5.2 Einschalten der Versorgungsspannung

Nachdem der Anschluss vorgenommen worden ist, kann die Versorgungsspannung eingeschaltet werden.

Das Mess-System wird zunächst initialisiert und befindet sich danach im Zustand

INIT. In diesem Zustand ist keine direkte Kommunikation zwischen Master und Mess-

System über den Application-Layer möglich. Über den EtherCAT-Master kann das

Mess-System gemäß der State-Machine nach und nach in den Zustand

OPERATIONAL überführt werden:

PRE-OPERATIONL

Mit dem „Start Mailbox Communication“ Kommando wird das Mess-System in den

Zustand PRE-OPERATIONL versetzt. In diesem Zustand ist zuerst nur die Mailbox aktiv und Master und Mess-System tauschen Applikations-spezifische Initialisierungen und Parameter aus. Im PRE-OPERATIONAL-Zustand ist zunächst nur eine

Parametrierung über Service-Daten-Objekte möglich. Es ist aber möglich, PDOs unter

Nutzung von SDOs zu konfigurieren.

SAFE-OPERATIONAL

Mit dem „Start Input Update“ Kommando wird das Mess-System in den Zustand

SAVE-OPERATIONL versetzt. In diesem Zustand liefert das Mess-System bereits gültige aktuelle Eingangsdaten ohne die Ausgangsdaten zu verändern. Die Ausgänge befinden sich im sicheren Zustand.

OPERATIONAL

Mit dem „Start Output Update“ Kommando wird das Mess-System in den Zustand

OPERATIONL versetzt. In diesem Zustand liefert das Mess-System gültige

Eingangsdaten und der Master gültige aktuelle Ausgangsdaten. Nach dem das Mess-

System die über den Prozessdaten-Service empfangenen Daten erkannt hat, wird der

Zustandsübergang vom Mess-System bestätigt. Wenn die Aktivierung der

Ausgangsdaten nicht möglich war, verbleibt das Mess-System weiterhin im Zustand

SAFE-OPERATIONAL und gibt eine Fehlermeldung aus.

Zugriffe auf die CANopen-over-EtherCAT (CoE) Mailbox bewirken, dass das Mess-

System während der Dienst-Ausführung keine plausiblen Werte ausgibt. Dies gilt für die Zustände SAFE-OPERATIONAL und OPERATIONAL. In der Regel werden die

Mailbox-Zugriffe über SDO-Anforderungen ausgelöst.

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Inbetriebnahme

6 Inbetriebnahme

6.1 Gerätebeschreibungsdatei

Die XML-Datei enthält alle Informationen über die Mess-System-spezifischen

Parameter sowie Betriebsarten des Mess-Systems. Die XML-Datei wird durch das

EtherCAT-Netzwerkkonfigurationswerkzeug eingebunden, um das Mess-System ordnungsgemäß konfigurieren bzw. in Betrieb nehmen zu können.

Die XML-Datei hat den Dateinamen "TR-ETHERCAT-DEVICES_V00X.XML". und befindet sich auf der

Software/Support CD Art.-Nr.: 490-01001 --> Soft-Nr.: 490-00423.

6.1.1 Gerätegruppen

Die XML-Datei enthält mehrere Gerätegruppen und Gerätetypen. Für rotative Mess-

Systeme ist daher die Gerätegruppe „TR-Rotative“ auszuwählen. Unter der

Gerätegruppe befinden sich die einzelnen Gerätetypen mit den dazugehörigen

Objekten, welche sich in der Anzahl und der Bitlänge unterscheiden können. Der

Gerätetyp ist entsprechend dem Typenschild auszuwählen:

TR-Rotative

...

│ ├ ...

│ ├ ...

│ ├ ...

CEx-58x

│ ├ 1000

│ ├ 1008

│ ├ 1009

│ ├ 100A

│ ├ 1018

│ ├ 1A00

│ ├ 1A01

│ ├ 1C00

│ ├ 1C13

│ ├ 1C33

│ ├ 2000

│ ├ 2001

│ ├ 3101

│ ├ 6000

│ ├ 6001

│ ├ 6002

│ ├ 6003

│ ├ ...

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Inbetriebnahme

6.2 Bus-Statusanzeige

Das EtherCAT-Mess-System ist mit drei grünen Diagnose-LEDs ausgestattet.

Abbildung 9: EtherCAT Diagnose-LEDs

Link / Activity IN - LED Beschreibung

ON = Link Ethernet Verbindung hergestellt

Flickering = Data Activity Datenübertragung RxD

Link / Activity OUT - LED Beschreibung

ON = Link Ethernet Verbindung hergestellt

Flickering = Data Activity Datenübertragung TxD

Net Run - LED EtherCAT Zustandsmaschine

OFF

Blinking, 2.5 Hz

Single Flash,

200 ms ON / 1000 ms OFF

Gerät befindet sich im INIT Zustand

Gerät befindet sich im PRE-OPERATIONAL Zustand

Gerät befindet sich im SAFE-OPERATIONAL Zustand

ON Gerät befindet sich im OPERATIONAL Zustand

Flickering, 10 Hz

Gerät befindet sich im Bootvorgang, INIT Zustand noch nicht erreicht

Entsprechende Maßnahmen im Fehlerfall siehe Kapitel „Optische Anzeigen“,

Seite 54.

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7 Betriebsarten

Vom Mess-System werden drei Betriebsarten unterstützt:

Betriebsarten

● Sync-Mode

● Distributed

In der Betriebsart „Free Run“ werden die Prozess-Daten asynchron zur EtherCAT-

Buszykluszeit ausgegeben, z.B. in der Konfigurationsphase.

In der Betriebsart „Sync-Mode“ werden die Prozess-Daten synchron zur EtherCAT-

Buszykluszeit ausgegeben.

In der Betriebsart „Distributed Clocks“ werden die Prozess-Daten synchron zu einer selbst definierten Zeit ausgegeben. Die Einstellungen hierfür werden im EtherCAT-

Master vorgenommen. Vom Mess-System werden die Synchronisationssignale

„SYNC0“ und „SYNC1“ unterstützt.

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

8 Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

Folgende Tabelle zeigt eine Übersicht der unterstützten Indexe im

Kommunikationsprofilbereich:

M = Mandatory (zwingend)

O = Optional

C = Conditional (bedingt)

Index (h) Objekt Name Typ Attr. M/O/C Seite

1000 VAR Gerätetyp Unsigned32

ro M 33

1008

1009

VAR

VAR

Hersteller Gerätenamen String(14), 112

Hersteller Hardwareversion String(14), 112 const const

O

O

33

34

Softwareversion String(14),

34

1018 RECORD Identity Objekt

1 st

Übertragungs-PDO

- Status

- Position

2 nd

Übertragungs-PDO

Identity (23h)

PDO

Mapping, 21h ro M

35

ro C 37

PDO Mapping ro C

39

- Position

- Time Stamp

1C12 -

Sync Manager

RxPDO Zuweisung wird nicht unterstützt, da keine RxPDOs vorhanden

1C32 -

Sync Manager 3

Parameter (Output)

Tabelle 5: Kommunikationsspezifische Standard-Objekte

wird nicht unterstützt, da keine Ausgänge vorhanden

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

8.1 Objekt 1000h: Gerätetyp

Beinhaltet Information über den Gerätetyp. Das Objekt mit Index 1000h beschreibt den Gerätetyp und seine Funktionalität. Es besteht aus einem 16 Bit Feld, welches das benutzte Geräteprofil beschreibt (Geräteprofil-Nr. 406 = 196h) und ein zweites 16

Bit Feld, welches Informationen über den Gerätetyp liefert.

Index 0x1000

Name

Objekt Code

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Device Type

VAR

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

Gerätetyp

Geräte-Profil-Nummer Encoder-Typ

Byte 0 Byte 1 Byte 2

96h 01h bis 2

0

2

Byte 3

15

bis 2

8

Encoder-Typ

Code Definition

01

Name

Objekt Code

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Absoluter Single-Turn Encoder

02 Absoluter Multi-Turn Encoder

8.2 Objekt 1008h: Hersteller Gerätenamen

Enthält den Hersteller Gerätenamen.

Index 0x1008

Device Name

VAR

VISIBLE_STRING

Optional ro nein

"CEx-58x"

Default

je nach Encoder-Typ

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

8.3 Objekt 1009h: Hersteller Hardwareversion

Enthält die Hersteller Hardwareversion.

Index 0x1009

Name

Objekt Code

Datentyp

Kategorie

Hardware Version

VAR

VISIBLE_STRING

Optional ro

Zugriff

PDO Mapping

nein

Wert

"310151"

8.4 Objekt 100Ah: Hersteller Softwareversion

Enthält die Hersteller Softwareversion.

Index 0x100A

Name

Objekt Code

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Software Version

VAR

VISIBLE_STRING

Optional ro nein

"437734V1", abhängig von der aktuellen Version

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

8.5 Objekt 1018h: Identity Objekt

Das Identity Objekt enthält folgende Parameter:

● EtherCAT Vendor ID

Enthält die von der ETG zugewiesene Geräte Vendor ID

Code

Enthält den Geräte-Produktcode

Number

Enthält die Revisionsnummer des Gerätes, welche die Funktionalität und die einzelnen Versionen definiert.

Enthält die Geräte-Seriennummer

Index

Name

Objekt Code

Datentyp

Kategorie

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

0x1018

Identity

RECORD

IDENTITY

Mandatory

0

Anzahl der Einträge

UNSIGNED8

Mandatory ro nein

4

1

Vendor ID

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

1289

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

2

Product Code

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

85310151

3

Revision Number

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

101

4

Serial Number

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

0

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

8.6 Objekt 1A00h: 1

st

Transmit PDO Mapping

Über das erste Sende-Prozess-Daten-Objekt 0x1A00 können folgende Prozess-Daten

übertragen werden:

● Status, Objekt 3101, Input --> Sub-Index 1

● Position, Objekt 3101, Input --> Sub-Index 2

Die Zuordnung, ob Objekt 0x1A00 tatsächlich als Prozess-Daten übertragen werden,

wird über Objekt „Objekt 1C13h: Sync Manager Channel 3 (Prozess-Daten-Eingang)“,

Seite 43 vorgenommen.

Index 0x1A00

TxPDO 1 Normal mapping

RECORD

PDO_MAPPING

Mandatory für jedes unterstützte TxPDO

Name

Objekt Code

Datentyp

Kategorie

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

0

Anzahl der gempappten Objekte im PDO

UNSIGNED8

Mandatory ro nein

2

1

Input, Status

UNSIGNED32

Conditional ro nein

Bit 0-7: Länge des gemappten Objekts in Bits = 8

Bit 8-15: Sub-Index des gemappten Objekts = 1

Bit 16-31: Index des gemappten Objekts = 3101

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

2

Input, Position

UNSIGNED32

Conditional ro nein

Bit 0-7: Länge des gemappten Objekts in Bits = 32

Bit 8-15: Sub-Index des gemappten Objekts = 2

Bit 16-31: Index des gemappten Objekts = 3101

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

8.7 Objekt 1A01h: 2

nd

Transmit PDO Mapping

Über das zweite Sende-Prozess-Daten-Objekt 0x1A01 können folgende Prozess-

Daten übertragen werden:

● Status, Objekt 3101, Input --> Sub-Index 1

● Position,

● Time Stamp,

Objekt 3101, Input --> Sub-Index 2

Objekt 3101, Input --> Sub-Index 3

Die Zuordnung, ob Objekt 0x1A01 tatsächlich als Prozess-Daten übertragen werden,

wird über Objekt „Objekt 1C13h: Sync Manager Channel 3 (Prozess-Daten-Eingang)“,

Seite 43 vorgenommen.

Index 0x1A01

TxPDO 2 Time Stamp mapping

RECORD

PDO_MAPPING

Mandatory für jedes unterstützte TxPDO

Name

Objekt Code

Datentyp

Kategorie

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

0

Anzahl der gempappten Objekte im PDO

UNSIGNED8

Mandatory ro nein

3

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

1

Input, Status

UNSIGNED32

Conditional ro nein

Bit 0-7: Länge des gemappten Objekts in Bits = 8

Bit 8-15: Sub-Index des gemappten Objekts = 1

Bit 16-31: Index des gemappten Objekts = 3101

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

2

Input, Position

UNSIGNED32

Conditional ro nein

Bit 0-7: Länge des gemappten Objekts in Bits = 32

Bit 8-15: Sub-Index des gemappten Objekts = 2

Bit 16-31: Index des gemappten Objekts = 3101

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

3

Input, TimeStamp

UNSIGNED32

Conditional ro nein

Bit 0-7: Länge des gemappten Objekts in Bits = 32

Bit 8-15: Sub-Index des gemappten Objekts = 3

Bit 16-31: Index des gemappten Objekts = 3101

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

8.8 Objekt 1C00h: Sync Manager Communication Type

Mit diesem Objekt werden die Anzahl der benutzten Kommunikations-Kanäle und die

Art der Kommunikation festgelegt.

Unterstützt werden:

● Mailbox senden und empfangen

● Prozessdaten-Eingang für die Übertragung der Positionswerte (Slave --> Master)

Die Einträge können nur gelesen werden, die Konfiguration der Kommunikations-

Kanäle erfolgt automatisch beim Hochlauf des EtherCAT-Masters.

Index 0x1C00

Name

Objekt Code

Datentyp

Kategorie

Sub-Index

Sync Manager Communication Type

ARRAY

UNSIGNED8

Mandatory

0

Anzahl der benutzen Sync Manager Kanäle

Mandatory ro nein

4

Beschreibung

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

1

Communication Type Sync Manager 0

UNSIGNED8

Mandatory ro nein

1: Mailbox empfangen (Master --> Slave)

2

Communication Type Sync Manager 1

UNSIGNED8

Mandatory ro nein

2: Mailbox senden (Slave --> Master)

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

3

Communication Type Sync Manager 2

UNSIGNED8

Mandatory ro nein

3: unbenutzt

4

Communication Type Sync Manager 3

UNSIGNED8

Mandatory ro nein

4: Prozessdaten-Eingang (Slave --> Master)

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

8.9 Objekt 1C13h: Sync Manager Channel 3 (Prozess-Daten-Eingang)

Über Objekt 1C13h wird die Anzahl und der jeweilige Objekt Index der zugeordneten

TxPDOs festgelegt. Als Prozess-Daten-Eingang kann eines der folgenden Sende-

Prozess-Daten-Objekte zugeordnet werden:

0x1A00, 1. Sende-Prozess-Daten-Objekt

0x1A01, 2. Sende-Prozess-Daten-Objekt

Index 0x1C13

Name

Objekt Code

Datentyp

Kategorie

Sub-Index

Sync Manager TxPDO Assign

ARRAY

UNSIGNED8

Mandatory

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Default

0

Anzahl der zugeordneten TxPDOs

UNSIGNED8

Mandatory ro nein

1

1

PDO Mapping Objekt Index des zugeordneten TxPDOs

UNSIGNED16

Conditional rw nein

0x1A00: TxPDO 1

0x1A01: TxPDO 2

0x1A00: TxPDO 1

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

8.10 Objekt 1C33h: Sync Manager 3, Parameter

Das Objekt 1C33h „Input Sync Manager Parameter“ beschreibt die Einstellungen für den Input Sync Manager und kann nur gelesen werden.

Index 0x1c33

Name

Objekt Code

Datentyp

Kategorie

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sync Manager 3 Parameter

RECORD

Unsigned16

Optional

0

Anzahl der Einträge

UNSIGNED8

Mandatory ro nein

11

1

Synchronization Type

UNSIGNED16

Mandatory ro nein

1: Synchron – synchronisiert mit Sync Manager 3 Ereignis

5: Distributed Clocks

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

2

Cycle Time

UNSIGNED32

Optional ro nein

Min. Zeit zwischen zwei SM2/3 Ereignissen in ns.

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Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

3

Shift Time

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

Zeit zwischen SM3 Ereignis und dem Hardware-

Eingangslatch in ns

4

Synchronization Types Supported

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

0x12:

Bit 1: Sync-Mode unterstützt

Bit 4: Distributed Clocks unterstützt

5

Minimum Cycle Time

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

Min. Zykluszeit, die durch den Slave unterstützt wird in ns

(Max. Zeitdauer des lokalen Zyklusses).

6

Calc and Copy Time

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

Zeit in ns, welche der Controller für eventuelle Berechnungen der Eingangswerte und für die Übertragung der Prozessdaten vom lokalen Speicher zum Sync Manager benötigt, bevor die

Daten für den EtherCAT verfügbar sind.

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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

7

Reserved

UNSIGNED32

8

Get Cycle Time

UNSIGNED16

Optional rw nein

0: Messung der lokalen Zykluszeit gestoppt

1: Messung der lokalen Zykluszeit gestartet

9

Delay Time

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

Slave Hardware-Verzögerungszeit in ns.

10

Application Controller Cycle Time

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

Nur relevant für Synchronisations-Typ = 2 und untergeordneten lokalem Zyklus.

11

Sync 0 Cycle Time

UNSIGNED32

Mandatory ro nein

Nur relevant für Synchronisations-Typ = 2 und untergeordneten lokalem Zyklus.

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Hersteller- und Profilspezifische Objekte (CiA DS-406)

9 Hersteller- und Profilspezifische Objekte (CiA DS-406)

M = Mandatory (zwingend)

O = Optional

Index (h) Objekt Name Datenlänge Attr. M/O Seite

Parameter

Parameter

48

2001 VAR Anzahl Umdrehungen, Zähler Unsigned32 rw O

48

6001

6002

VAR Mess-Schritte pro Umdrehung Unsigned32

VAR Gesamtmesslänge in Schritten Unsigned32 ro M

49

rw M

49

Tabelle 6: Encoder-Profilbereich

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Hersteller- und Profilspezifische Objekte (CiA DS-406)

9.1 Objekt 2000h: Parameter übernehmen

Mit Schreibzugriff auf dieses Objekt speichert das Mess-System die Parameter in den nichtflüchtigen Speicher (EEPROM).

Index 0x2000

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Accept Paramters

UNSIGNED32

Optional rw

Zugriff

PDO Mapping

nein

Wert

nicht relevant

9.2 Skalierungsparameter

Über die Skalierungsparameter kann die physikalische Auflösung des Mess-Systems verändert werden. Der ausgegebene Positionswert wird binär dekodiert und mit einer

Nullpunktskorrektur und der eingestellten Zählrichtung verrechnet. Das Mess-System unterstützt bei dieser Konfiguration keine Kommazahlen oder von 2er-Potenzen abweichende Umdrehungszahlen (Getriebefunktion).

9.2.1 Objekt 2001h: Umdrehungen Zähler

Legt die Anzahl der Umdrehungen fest, bevor das Mess-System wieder bei Null beginnt.

Index 0x2001

Beschreibung Number of Revolutions / -numerator

Datentyp

UNSIGNED32

Kategorie

Zugriff

Mandatory rw

PDO Mapping nein

Untergrenze

1 Umdrehung

Obergrenze

32768 Umdrehungen (Max.-Wert siehe Typenschild)

Default 4096

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Hersteller- und Profilspezifische Objekte (CiA DS-406)

9.2.2 Objekt 6001h: Schritte pro Umdrehung

Zeigt an, wie viele Schritte das Mess-System bei einer Umdrehung der Mess-System-

Welle ausgibt.

Index 0x6001

Beschreibung Single Measuring Range

Datentyp

UNSIGNED32

Kategorie

Zugriff

Mandatory ro

PDO Mapping nein

Untergrenze

1 Schritt / Umdrehung

Obergrenze

32768 Schritte / Umdrehung (Max.-Wert siehe Typenschild)

Default 4096

9.2.3 Objekt 6002h: Messlänge in Schritten

Legt die Gesamtschrittzahl des Mess-Systems fest, bevor das Mess-System wieder bei Null beginnt.

Index 0x6002

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Total Measuring Range

UNSIGNED32

Mandatory rw

Zugriff

PDO Mapping

Untergrenze

nein

16 Schritte

Obergrenze

1 073 741 824 Schritte (30 Bit)

Default 16777216

Der tatsächlich einzugebende Obergrenzwert für die Messlänge in Schritten ist von der Mess-System-Ausführung abhängig und kann nach untenstehender Formel berechnet werden. Da der Wert "0" bereits als Schritt gezählt wird, ist der Endwert =

Messlänge in Schritten – 1.

Messlänge in Schritten = Schritte pro Umdrehung * Anzahl der Umdrehungen

Zur Berechnung können die Parameter Schritte/Umdr. und Anzahl Umdrehungen vom Typenschild des Mess-Systems abgelesen werden.

Bei der Eingabe der Parametrierdaten ist darauf zu achten, dass die Parameter

"Messlänge in Schritten" und "Anzahl Schritte pro Umdrehung" so gewählt werden, dass der Quotient aus beiden Parametern eine Zweierpotenz ist.

Ist dies nicht gegeben, korrigiert das Mess-System die Messlänge in Schritten auf die nächst kleinere Zweierpotenz in Umdrehungen. Die Anzahl Schritte pro Umdrehung bleibt konstant.

Die neu errechnete Messlänge in Schritten kann durch Rücklesen des Objektes

6002h ausgelesen werden und ist immer kleiner als die vorgegebene Messlänge. Es kann daher vorkommen, dass die tatsächlich benötigte Gesamtschrittzahl unterschritten wird und das Mess-System vor Erreichen des maximalen mechanischen Verfahrweges einen Nullübergang generiert.

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Hersteller- und Profilspezifische Objekte (CiA DS-406)

9.3 Objekt 3101h: Eingang

Das Objekt 3101 „Eingang“ definiert den Ausgabe-Positionswert, den Geräte-Status und den Zeitstempel, welche über die Sende-Prozess-Daten-Objekte gemappt werden können.

Index 0x3101

Name

Objekt Code

Datentyp

Kategorie

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Input

DEFSTRUCT

96 Bit

Optional

0

Anzahl der Einträge

UNSIGNED8

Optional ro ja

3

1

Status

UNSIGNED8

Optional ro ja

8: EEPROM-Fehler

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Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Byte 0

2

7

bis 2

0

Sub-Index

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Hersteller- und Profilspezifische Objekte (CiA DS-406)

2

Position

UNSIGNED32

Optional ro ja

Aktuelle Position, binär codiert

Positionswert

Byte 1

2

15

bis 2

8

Byte 2

2

23

bis 2

16

3

Time Stamp

UNSIGNED32

Optional ro ja

Wert in ns

Byte 3

2

31

bis 2

24

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Hersteller- und Profilspezifische Objekte (CiA DS-406)

9.4 Objekt 6000h: Betriebsparameter

Das Objekt mit Index 6000h unterstützt nur die Funktion für die Zählrichtung.

Die Zählrichtung definiert, ob steigende oder fallende Positionswerte ausgegeben werden, wenn die Mess-System-Welle im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn gedreht wird (Blickrichtung auf die Welle).

Index 0x6000

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Operating Parameters

UNSIGNED32

Mandatory rw nein

Bit 0 = 0: Position im Uhrzeigersinn steigend, Blick auf Welle

Bit 0 = 1: Position im Uhrzeigersinn fallend, Blick auf Welle

9.5 Objekt 6003h: Presetwert

WARNUNG !

Gefahr von Körperverletzung und Sachschaden durch einen Istwertsprung bei

Ausführung der Preset-Justage-Funktion!

• Die Preset-Justage-Funktion sollte nur im Mess-System-Stillstand ausgeführt werden, bzw. muss der resultierende Istwertsprung programmtechnisch und anwendungstechnisch erlaubt sein!

Die Presetfunktion wird verwendet, um den Mess-System-Wert auf einen beliebigen

Positionswert innerhalb des Bereiches von 0 bis Messlänge in Schritten — 1 zu setzen. Der Ausgabe-Positionswert wird auf den Parameter "Presetwert" gesetzt, wenn auf dieses Objekt geschrieben wird.

Index 0x6003

Beschreibung

Datentyp

Kategorie

Zugriff

PDO Mapping

Wert

Preset Value

UNSIGNED32

Mandatory rw nein aktuelle Ist-Position, bzw. ein Wert innerhalb des Bereiches von 0 bis programmierte Messlänge in Schritten — 1

Presetwert

Byte 0

2

7

bis 2

0

Byte 1

2

15

bis 2

8

Byte 2

2

23

bis 2

16

Byte 3

2

31

bis 2

24

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Vom Mess-System unterstütze Objekte auslesen

10 Vom Mess-System unterstütze Objekte auslesen

Die in diesem Handbuch beschriebenen Objekte stellt die max. Anzahl von Objekten dar. Welche Objekte vom Mess-System tatsächlich unterstützt werden, kann durch den EtherCAT „SDO Information Service“ ausgelesen werden.

Üblicherweise stellt der EtherCAT-Master entsprechende Mechanismen für das

Auslesen der unterstützten Objekte zur Verfügung. Die Kenntnis über den Protokoll-

Aufbau und internen Abläufe sind daher nicht notwendig.

Vorgehensweise bei Verwendung der „TwinCAT System Manager“ Konfigurationssoftware:

● Online-Verbindung herstellen

● Programmreiter CoE – Online auswählen

● Button Erweitert klicken

● Radio-Button Online... auswählen

● --> Alle Objekte

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Fehlerursachen und Abhilfen

11 Fehlerursachen und Abhilfen

11.1 Optische Anzeigen

Zuordnung siehe Kapitel „Bus-Statusanzeige“ auf Seite 30.

L/A LED Ursache Abhilfe

Spannungsversorgung fehlt oder wurde unterschritten

- Spannungsversorgung, Verdrahtung prüfen

- Liegt die Spannungsversorgung im zulässigen

Bereich?

aus

Anschluss-Stecker nicht richtig verdrahtet bzw. festgeschraubt keine Busverbindung

Hardwarefehler,

Mess-System defekt

Verdrahtung und Steckersitz überprüfen

Buskabel überprüfen

Mess-System tauschen

blinkend

Mess-System betriebsbereit,

Verbindung zum Master hergestellt, es werden momentan

Daten übermittelt.

-

an

Mess-System betriebsbereit,

Verbindung zum Master hergestellt, es werden momentan keine Daten übermittelt.

-

11.2 Mess-System – Fehler

Mess-System – Fehler werden über Objekt 3101h: Eingang, Sub-Index 1 gemeldet, siehe auch Seite 50.

Fehlercode Ursache Abhilfe

Bit 2

3

= 1,

EE-PROM-Fehler

Speicherbereich im internen

EE-PROM defekt

Versorgungsspannung eventuell ausschalten, danach wieder einschalten. Wenn der Fehler trotz dieser Maßnahme wiederholt auftritt, muss das

Mess-System getauscht werden.

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Fehlerursachen und Abhilfen

11.3 Abort SDO Transfer Request Protocol

Im Fall eines Fehlers (SDO-Response CCD = 0x80) wird statt der Response das

Abort SDO Transfer Request Protocol übertragen.

Abort SDO Transfer Request, Server --> Client

Frame Fragment Datenfeld

Länge

Datentyp Wert / Beschreibung

WORD 0x0A: Länge der Mailbox Service Daten

Mailbox Header

Typ unsigned:4

0x00: kleinste Priorität

0x03: höchste Priorität

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE)

CANopen Header

SDO

Service unsigned:4 0x02: SDO Request

Größen-Anzeiger unsigned:1 0x00

Übertragungstyp unsigned:1 0x00

Datensatz-Größe unsigned:2 0x00

Abort Code

Tabelle 7: Abort SDO Transfer Request

DWORD Abort Code

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Fehlerursachen und Abhilfen

11.3.1 SDO Abort Codes

Code Beschreibung

0x05 03 00 00

0x05 04 00 00

0x05 04 00 01

0x05 04 00 05

0x06 01 00 00

0x06 01 00 01

0x06 01 00 02

0x06 02 00 00

0x06 04 00 41

0x06 04 00 42

0x06 04 00 43

0x06 04 00 47

0x06 06 00 00

0x06 07 00 10

0x06 07 00 12

0x06 07 00 13

0x06 09 00 11

0x06 09 00 30

0x06 09 00 31

0x06 09 00 32

0x06 09 00 36

0x08 00 00 00

0x08 00 00 20

0x08 00 00 21

0x08 00 00 22

0x08 00 00 23

Toggle Bit hat sich nicht geändert

SDO Protokoll Timeout

Client/Server Kommando nicht gültig oder unbekannt

Speicher zu klein

Nicht unterstützter Objekt-Zugriff

Lesezugriff auf ein Objekt, dass nur geschrieben werden kann

Schreibzugriff auf ein Objekt, dass nur gelesen werden kann

Objekt nicht vorhanden im Objektverzeichnis

Das Objekt kann nicht im PDO gemappt werden

Die Anzahl und Länge der gemappten Objekte überschreiten die PDO-Länge

Generelle Parameter-Inkompatibilität

Generelle Inkompatibilität im Gerät

Zugriff-Fehler aufgrund eines Hardwarefehlers

Falscher Datentyp, Länge der Service-Parameter stimmt nicht

Falscher Datentyp, Länge der Service-Parameter zu groß

Falscher Datentyp, Länge der Service-Parameter zu klein

Sub-Index existiert nicht

Parameter-Wertebereich überschritten, nur bei Schreibzugriff

Geschriebene Parameterwert zu groß

Geschriebene Parameterwert zu klein

Maximalwert ist kleiner als Minimalwert

Allgemeiner Fehler

Daten können nicht übertragen oder gespeichert werden in der Applikation

Daten können nicht übertragen oder gespeichert werden in der Applikation. Grund: lokale Steuerung

Daten können nicht übertragen oder gespeichert werden in der Applikation, Grund: aktueller Gerätestatus

Dynamischer Erstellungsfehler des Objektverzeichnisses, oder kein Objektverzeichnis vorhanden

Tabelle 8: SDO Abort Codes

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Fehlerursachen und Abhilfen

11.4 Emergency Request Protocol

Emergency-Meldungen werden beim Auftreten einer geräteinternen Störung ausgelöst. Die Übertragung wird über die Mailbox-Schnittstelle ausgeführt.

Der Emergency Dienst wird vom Server benutzt, um Diagnose-Nachrichten an den

Client zu übermitteln. Jedes, durch den Server an den Client übertragene

Diagnoseereignis, wird auch wieder durch die Übertragung des Reset-Error-Codes bestätigt, wenn das Diagnoseereignis nicht mehr vorhanden ist.

Emergency Request, Server --> Client

Frame Fragment Datenfeld

Länge

Datentyp Wert / Beschreibung

WORD n ≥ 0x0A: Länge der Mailbox Service Daten

Mailbox Header

Typ unsigned:4

0x00: kleinste Priorität

0x03: höchste Priorität

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE)

CANopen Header

Emergency

Error Code

Error Register

WORD

BYTE

BYTE[n-10]

Error Code

Error Register

Error Code 0000-9FFF: Herstellerspezifisches Fehlerfeld

Error Code F000-FFFF: Herstellerspezifisches Fehlerfeld noch nicht spezifiziert reserviert

Tabelle 9: Emergency Request

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Fehlerursachen und Abhilfen

11.4.1 Emergency Error Codes

Error Code (hex) Beschreibung

00xx Error Reset oder kein Fehler

A0xx EtherCAT State Machine Übergangsfehler

A000 Übergang PRE-OPERATIONAL --> SAVE-OPERATIONAL nicht erfolgreich

Tabelle 10: Emergency Error Codes

11.4.2 Error Register

Bit M/O Beschreibung

6 O reserviert, immer 0

Tabelle 11: Aufbau des Error Registers

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11.5 Sonstige Störungen

Störung

Fehlerursachen und Abhilfen

Ursache

starke Vibrationen

Abhilfe

Vibrationen, Schläge und Stöße z.B. an Pressen, werden mit so genannten „Schockmodulen“ gedämpft. Wenn der

Fehler trotz dieser Maßnahmen wiederholt auftritt, muss das Mess-System getauscht werden.

Positionssprünge des Mess-Systems elektrische Störungen

EMV

Gegen elektrische Störungen helfen eventuell isolierende

Flansche und Kupplungen aus Kunststoff, sowie Kabel mit paarweise verdrillten Adern für Daten und

Versorgung. Die Schirmung und die Leitungsführung müssen nach den Aufbaurichtlinien für das jeweilige

Feldbus-System ausgeführt sein.

übermäßige axiale und radiale Belastung der Welle oder einen

Defekt der Abtastung.

Kupplungen vermeiden mechanische Belastungen der

Welle. Wenn der Fehler trotz dieser Maßnahme weiterhin auftritt, muss das Mess-System getauscht werden.

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Fehlerursachen und Abhilfen

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User Manual

CEx-58 EtherCAT

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Eglishalde 6

Tel.: (0049) 07425/228-0

Fax: (0049) 07425/228-33 email: [email protected]

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Release date / Rev. date:

11/17/2009

Document / Rev. no.:

File name:

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TR-ECE-BA-DGB-0069-02.DOC

Author: MÜJ

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EtherCAT

®

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Contents

Contents

Contents .............................................................................................................................................. 63

Revision index .................................................................................................................................... 65

1 General information ........................................................................................................................ 66

1.1 Applicability............................................................................................................................. 66

1.2 References ............................................................................................................................. 67

1.3 Abbreviations used / Terminology .......................................................................................... 68

2 Additional Safety Instructions ....................................................................................................... 69

2.1 Definition of symbols and notes.............................................................................................. 69

2.2 Additional instructions for proper use ..................................................................................... 69

2.3 Organizational measures........................................................................................................ 70

3 Technical Data ................................................................................................................................. 71

3.1 Electrical characteristics ......................................................................................................... 71

4 EtherCAT Information ..................................................................................................................... 72

4.1 EtherCAT functional principle ................................................................................................. 72

4.2 Protocol................................................................................................................................... 73

4.3 Distributed clocks.................................................................................................................... 73

4.4 Device profile .......................................................................................................................... 74

4.4.1 CANopen over EtherCAT (CoE) ............................................................................. 75

4.5 Object dictionary ..................................................................................................................... 76

4.6 Process and Service Data Objects......................................................................................... 76

4.6.1 Compatibility with the CiA DS-301 communication profile ..................................... 77

4.6.2 Extensions to the CiA DS-301 communication profile............................................ 77

4.7 Transmission of SDO messages ............................................................................................ 78

4.7.1 CANopen over EtherCAT protocol.......................................................................... 80

4.7.1.1 Initiate SDO Download Expedited Request .............................................................................. 80

4.7.1.2 Initiate SDO Download Expedited Response............................................................................ 81

4.7.1.3 Initiate SDO Upload Expedited Request ................................................................................... 82

4.7.1.4 Initiate SDO Upload Expedited Response ................................................................................ 83

4.8 PDO mapping ......................................................................................................................... 84

4.9 EtherCAT State Machine (ESM)............................................................................................. 84

4.10 Further information ............................................................................................................... 85

5 Installation / Preparation for Commissioning .............................................................................. 86

5.1 Connection.............................................................................................................................. 87

5.2 Switching on the supply voltage ............................................................................................. 88

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Contents

6 Commissioning................................................................................................................................ 89

6.1 Device description file............................................................................................................. 89

6.1.1 Device groups ......................................................................................................... 89

6.2 Bus status display................................................................................................................... 90

7 Operating Modes ............................................................................................................................. 91

8 Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301) .......................................................... 92

8.1 Object 1000h: Device type...................................................................................................... 93

8.2 Object 1008h: Manufacturer device name ............................................................................. 93

8.3 Object 1009h: Manufacturer hardware version ...................................................................... 94

8.4 Object 100Ah: Manufacturer software version ....................................................................... 94

8.5 Object 1018h: Identity object .................................................................................................. 95

8.6 Object 1A00h: 1 st

Transmit PDO Mapping ............................................................................. 97

8.7 Object 1A01h: 2 nd

Transmit PDO Mapping............................................................................. 99

8.8 Object 1C00h: Sync Manager Communication Type ............................................................. 101

8.9 Object 1C13h: Sync Manager Channel 3 (process data input).............................................. 103

8.10 Object 1C33h: Sync Manager 3, Parameter ........................................................................ 104

9 Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)............................................................ 107

9.1 Object 2000h: Accept parameters .......................................................................................... 108

9.2 Scaling parameter................................................................................................................... 108

9.2.1 Object 2001h: Number of Revolutions / -numerator............................................... 108

9.2.2 Object 6001h: Single measuring range .................................................................. 109

9.2.3 Object 6002h: Total measuring range .................................................................... 109

9.3 Object 3101h: Input ................................................................................................................ 110

9.4 Object 6000h: Operating parameters ..................................................................................... 112

9.5 Object 6003h: Preset value .................................................................................................... 112

10 Read-out the supported objects of the measuring system ...................................................... 113

11 Error Causes and Remedies ........................................................................................................ 114

11.1 Optical displays..................................................................................................................... 114

11.2 Measuring system errors ...................................................................................................... 114

11.3 Abort SDO Transfer Request Protocol ................................................................................. 115

11.3.1 SDO Abort Codes ................................................................................................. 116

11.4 Emergency Request Protocol............................................................................................... 117

11.4.1 Emergency Error Codes ....................................................................................... 118

11.4.2 Error Register........................................................................................................ 118

11.5 Miscellaneous faults ............................................................................................................. 119

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Revision

First release

Functionality of the LEDs modified, chapter “Bus status display”

EtherCAT

®

trademark added

Revision index

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01/08/09 01

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General information

1 General information

This Manual contains the following topics:

• Safety instructions in addition to the basic safety instructions defined in the

Assembly Instructions

• Installation

• Commissioning

• Configuration / Parameterization

• Error causes and solutions

As the documentation is arranged in a modular structure, the User Manual is supplementary to other documentation, such as product data sheets, dimensional drawings, leaflets and the assembly instructions etc.

The User Manual may be included in the customer’s specific delivery package or it may be requested separately.

1.1 Applicability

This User Manual applies exclusively for the following measuring system series with

EtherCAT interface:

• CEV-58

The products are labelled with affixed nameplates and are components of a system.

The following documentation therefore also applies:

• operator’s operating instructions specific to the system,

• this User Manual,

• and the Assembly Instructions TR-ECE-BA-DGB-0035 provided at delivery

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General information

1.2 References

1.

EN 50325-4

2. CiA DS-301

3. CiA DS-406

4.

IEC/PAS 62407

5.

IEC 61158-1 - 6

6.

IEC 61784-2

Industrial Communication Systems, based on

ISO 11898 (CAN) for Controller Device Interfaces.

Part 4: CANopen

CANopen communication profile based on CAL

CANopen profile for encoders

Real-time Ethernet control automation technology

(EtherCAT); International Electrotechnical Commission

Digital data communications for measurement and control

- Fieldbus for use in industrial control systems

- Protocols and Services, Type 12 = EtherCAT

Digital data communications for measurement and control

- Additional profiles for ISO/IEC 8802-3 based

communication networks in real-time applications, 12 = EtherCAT

7.

ISO/IEC 8802-3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

(CSMA/CD)

Access Method and Physical Layer Specifications

8.

9.

ISO 15745-4 AMD 2 Industrial automation systems and integration

- Open systems application integration framework

- Part 4: Reference description for Ethernet-based control systems;

Amendment 2:

Profiles for Modbus TCP, EtherCAT and ETHERNET Powerlink

IEEE 1588-2002 IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization

Protocol for Networked Measurement and Control Systems

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General information

1.3 Abbreviations used / Terminology

CEV Absolute Encoder with optical scanning unit ≤ 15 bit resolution, Solid Shaft

EC

EMC

European Community

Electro Magnetic Compatibility

ESD

ESM

CAN

CiA

NMT

PDO

SDO

XML

Electro Static Discharge

IEC International Electrotechnical Commission

VDE

Bus-specific

Verein Deutscher Elektrotechniker (Association of German

Electrotechnicians)

EDS Electronic Data Sheet

EtherCAT State Machine

Controller Area Network. Data Layer Protocol for serial communication, described in ISO 11898.

CAN in Automation. Internationale Anwender- und

Herstellervereinigung e.V.: non-profit organization for the

Controller Area Network (CAN).

Network Management. One of the service elements in the application layer in the CAN reference model. Executes initialization, configuration and troubleshooting in bus traffic.

Process Data Object. Object for data exchange between several devices.

Service Data Object. Point to point communication with access to the object data list of a device.

Extensible Markup Language, description file for commissioning the measuring system.

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2 Additional Safety Instructions

2.1 Definition of symbols and notes

Additional Safety Instructions

WARNING!

means that death, serious injury or major damage to property could occur if the required precautions are not met.

CAUTION !

means that minor injuries or damage to property can occur if the stated precautions are not met. indicates important information or features and application tips for the product used.

2.2 Additional instructions for proper use

The measuring system is designed for operation in 100Base-TX Fast Ethernet networks with max. 100 Mbit/s, specified in ISO/IEC 8802-3. Communication via

EtherCAT occurs in accordance with IEC 61158 Part 1 to 6 and IEC 61784-2. The device profile corresponds to the "CANopen Device Profile for Encoder CiA DS-406".

The technical guidelines for configuration of the Fast Ethernet network must be adhered to in order to ensure safe operation.

Proper use also includes:

• observing all instructions in this User Manual,

• compliance with the Assembly Instructions, particularly the chapter "Basic

Safety Instructions" contained therein, must have been read and understood prior to commencement of work

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Additional Safety Instructions

2.3 Organizational measures

• This User Manual must always be kept ready-to-hand at the place of use of the measuring system.

• Prior to commencing work, personnel working with the measurement system must

-

- have read and understood the Assembly Instructions, particularly the chapter "Basic Safety Instructions",

and this User Manual, particularly the chapter "Additional Safety Instructions".

This particularly applies for personnel who are only deployed occasionally, e.g. in the parameterization of the measurement system.

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Technical Data

3 Technical Data

3.1 Electrical characteristics

Supply voltage: ................................. 11…27 V DC, shielded twisted-pair

Power consumption without load: . < 300 mA at 11 V DC, < 110 mA at 27 V DC

* Total resolution

Standard: ................................... ≤ 25 bit

Extended:................................... ≤ 30 bit

Number of steps / revolution

Standard: ................................... ≤ 8.192

Extended:................................... ≤ 32.768

* Number of revolutions

Standard: ................................... ≤ 4.096

Extended:................................... ≤ 32.768

EtherCAT:.......................................... according to IEC 61158-1 – 6 and IEC 61784-2

Output

Device profile:............................ CANopen over EtherCAT (CoE), CiA DS-406

Cycle

Transmission

Transmission: ............................ CAT-5 cable, shielded (STP), ISO/IEC 11801

Special features:............................... Programming of the following parameters via the EtherCAT BUS:

- Counting direction

- Number of revolutions

- Total measuring length in steps

- Preset value

EMC

Transient emissions:.................... DIN EN 61000-6-3: 2007

Immunity to disturbance: ............. DIN EN 61000-6-2: 2006

* parameterizable via EtherCAT

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EtherCAT Information

4 EtherCAT Information

EtherCAT (Ethernet for Control and Automation Technology) is a real-time Ethernet

technology and is particularly suitable for communication between control systems and peripheral devices such as e.g. I/O systems, drives, sensors and actuators.

EtherCAT was developed in 2003 by Beckhoff Automation GmbH and is available as an open standard. The "EtherCAT Technology Group" (ETG) user association was established for the further development of this technology.

EtherCAT is a publicly accessible specification, which was published by the IEC

(IEC/Pas 62407) in 2005 and is part of ISO 15745-4. This part was integrated into the new editions of the international field bus standards IEC 61158 (Protocols and

Services), IEC 61784-2 (Communication Profiles) and IEC 61800-7 (Drive Profiles and Communication).

4.1 EtherCAT functional principle

The EtherCAT technology overcomes the generally known limitations of other

Ethernet solutions:

The Ethernet packet is no longer received in each slave first of all, then interpreted and the process data copied onward. The slave takes the data intended for it, while the frame passes through the device. Input data are likewise inserted into the frame as it passes through. The frames are only delayed by a few nano-seconds. The last slave in the segment sends the now completely processed frame back to the first slave, which returns the frame to the control as a response frame, so to speak. A logical ring structure thus results for the communication. As Fast-Ethernet works with

Full Duplex, a physical ring structure also results.

Figure 1: EtherCAT functional principle

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EtherCAT Information

4.2 Protocol

The EtherCAT protocol, optimized for process data, is transported directly in the

Ethernet frame via a special Ether type. A complete transmission can consist of several sub-frames. The data sequence is independent of the physical sequence of the slaves in the network. The addressing can be freely selected:

Broadcast, Multicast and lateral communication between slaves are possible.

The protocol also supports acyclical parameter communication. The structure and meaning of the parameters is predetermined by the device profile "CANopen Device

Profile for Encoder CiA DS-406".

UDP/IP datagrams are not supported. This means that the master and the EtherCAT slaves must be located in the same subnet. Communication across routers into other subnets is thus not possible.

EtherCAT exclusively uses standard frames in accordance with IEEE802.3 without shortening. EtherCAT frames can thus be sent by any Ethernet controllers (master), and standard tools (e.g. monitor) can be used.

Figure 2: Ethernet frame structure

4.3 Distributed clocks

When spatially distributed processes require simultaneous actions, exact synchronization of the subscribers in the network is necessary. For example, in the case of applications in which several servo axes must execute simultaneously coordinated sequences.

For this purpose the "Distributed clocks" function in accordance with standard IEEE

1588 is available in EtherCAT.

As the communication uses a ring structure, the master clock can exactly determine the runtime offset to the individual slave clocks, and also vice-versa. The distributed clocks can be readjusted across the network on the basis of this determined value.

The jitter of this time base is well below 1µs.

Distributed clocks can also be used efficiently for position detection, as they provide exact information at a local time point of the data acquisition. Through the system, the accuracy of a speed calculation no longer depends on the jitter of the communication system.

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EtherCAT Information

4.4 Device profile

The device profile describes the application parameters and the functional behavior of the device, including the device class-specific state machine. With EtherCAT you do not develop individual device profiles for device classes. Instead, simple interfaces are provided for existing device profiles:

The measuring system supports the CANopen-over-EtherCAT (CoE) mailbox protocol, and consequently the "Device Profile for Encoder", CiA DS-406, known from CANopen.

Figure 3: CANopen over EtherCAT communication mechanism

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EtherCAT Information

4.4.1 CANopen over EtherCAT (CoE)

EtherCAT can provide the same communication mechanisms as those known from

2

CANopen:

dictionary

• PDO, Process Data Objects

• SDO, Service Data Objects

• NMT, Network Management

EtherCAT can thus be implemented on devices that were previously equipped with

CANopen, with minimal expense. Extensive parts of the CANopen firmware can be reused. The objects can be optionally extended.

Comparison of CANopen / EtherCAT in the ISO/OSI layer model

Figure 4: CANopen organized in the ISO/OSI layer model

Figure 5: EtherCAT organized in the ISO/OSI layer model

2

EN 50325-4: Industrial Communication Systems, based on ISO 11898 (CAN) for Controller Device Interfaces.

Part 4: CANopen.

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EtherCAT Information

4.5 Object dictionary

The object dictionary structures the data of an EtherCAT device in a clear tabular arrangement. It contains all device parameters and all current process data, which are therefore also accessible via the SDO.

Index (hex) Object

0x0000-0x0FFF

0x1000-0x1FFF

0x2000-0x5FFF

0x6000-0x9FFF

0xA000-0xFFFF

Data type definitions

CoE communication profile range (CiA DS-301)

Manufacturer-specific profile range

Device profile range (CiA DS-406)

Reserved

Figure 6: Structure of the object dictionary

4.6 Process and Service Data Objects

Process Data Object (PDO)

Process Data Objects manage the process data exchange, e.g. the cyclical transmission of the position value.

Service Data Object (SDO)

Service Data Objects manage the parameter data exchange, e.g. the acyclical execution of the preset function.

The SDO provides an efficient communication mechanism for parameter data of any size. A service data channel for parameter communication is formed between the configuration master and the connected devices for this purpose. The device parameters can be written to or read from the device object dictionary with a unique frame handshake.

Important features of SDO and PDO

Figure 7: Comparison of PDO/SDO characteristics

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4.6.1 Compatibility with the CiA DS-301 communication profile

Supported services

• Initiate SDO Download

EtherCAT Information

• Initiate SDO Upload

• Abort SDO Transfer

Services not supported (not required)

• Initiate SDO Block Download

• Download SDO Block

• End SDO Block Download

• Initiate SDO Block Upload

• Upload SDO Block

• End SDO Block Upload

4.6.2 Extensions to the CiA DS-301 communication profile

Cancellation of the 8 byte standard CANopen SDO frame

• Full mailbox capacity available

• "Initiate SDO Download" Request / "SDO Upload" Response can contain data after the SDO header

Download and upload of all sub-indices at once

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EtherCAT Information

4.7 Transmission of SDO messages

The entries of the object dictionary can be read or written with the SDO services. The

SDO Transport Protocol allows the transmission of objects of any size. The EtherCAT

SDO Protocol is equivalent to the CANopen SDO Protocol, in order to guarantee the re-use of existing protocol stacks.

The first byte of the first segment contains the necessary control information. The next three bytes of the first segment contain the index and sub-index of the object dictionary entries to be read or written. The last four bytes of the first segment are available for useful data. The second and following segments contain the control byte and useful data. The recipient confirms each segment or a block of segments, so that

Peer-To-Peer communication (client/server) takes place.

In CAN-compatible mode the SDO protocol comprises 8 bytes, in order to correspond to the CAN data size. In extended mode the useful data are simply extended, without changing the protocol header. In this way the increased data volume of the EtherCAT mailbox is adapted to the SDO protocol, accelerating the transmission of large data volumes accordingly.

In addition, a mode has been added which makes it possible to transmit the complete data of an index from the object dictionary in a single process. The data of all subindices are subsequently transmitted.

Services with confirmation (Initiate SDO Upload, Initiate SDO Download, Download

SDO Segment, and Upload SDO Segment) and services without confirmation (Abort

SDO Transfer) are used for the execution of Segmented/Expedited transmission of

Service Data Objects.

The so-called SDO Client (master) specifies in its "Request" the parameter, the access type (read/write) and the value if applicable. The so-called SDO Server (slave or measuring system) executes the write or read access and answers the request with a "Response". In the case of error, an error code (Abort SDO Transfer) provides information on the cause of the error.

Normally the EtherCAT master provides appropriate mechanisms for the SDO transfer. Knowledge of the protocol structure and internal sequences is therefore not required.

However, for troubleshooting it can be important to know the principal sequence of SDO transfers. For this reason, the services Initiate SDO Download Expedited and Initiate SDO Upload Expedited are dealt with in more detail below. Up to four bytes can be written and up to four bytes read via these services. This is sufficient for most objects.

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EtherCAT Information

Write services, Client --> Server

Initiate SDO Download Expedited

The Expedited SDO Download service is used for the accelerated transmission of ≤ 4 bytes. The server responds with the result of the download request.

Initiate SDO Download Normal

The Initiate SDO Download service is used for an individual transmission of data, if the number of bytes can be accepted by the mailbox, or if a segmented transmission is to be started with more bytes.

Read services, Server --> Client

Initiate SDO Upload Expedited

The Expedited SDO Upload service is used for the accelerated transmission of ≤ 4 bytes. The server responds with the result of the upload request and the required data, in the event of successful execution.

Initiate SDO Upload Normal

The Initiate SDO Upload service is used for an individual transmission of data, if the number of bytes can be accepted by the mailbox, or if a segmented transmission is to be started with more bytes. The server responds with the result of the upload request and the required data, in the event of successful execution.

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EtherCAT Information

4.7.1 CANopen over EtherCAT protocol

4.7.1.1 Initiate SDO Download Expedited Request

Write, Client --> Server

Frame Fragment Data field Data type Value / Description

Length WORD 0x0A: Length of the mailbox service data

Channel

Mailbox Header

Type unsigned:6 unsigned:4

0x00, reserved

0x00: Lowest priority

0x03: Highest priority

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE)

CANopen Header

SDO

Service

Size indicator unsigned:4 unsigned:1

Transmission type unsigned:1

Data record size unsigned:2

Total access

Command unsigned:1 unsigned:3

0x02: SDO Request

0x00: Size of data (1..4) not specified

0x01: Size of data specified in data record size

0x01: Expedited transmission

0x00: 4 byte of data

0x01: 3 byte of data

0x02: 2 byte of data

0x03: 1 byte of data

0x00

0x01: Initiate Download Request

Data BYTE[4] data

Table 1: CANopen Initiate SDO Download Expedited Request

The following SDO write frames can be derived from the above protocol:

CCD Meaning Valid for

0x23

0x27

0x2B

0x2F

Write 4 byte

Write 3 byte

Write 2 byte

Write 1 byte

SDO Request

SDO Request

SDO Request

SDO Request

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4.7.1.2 Initiate SDO Download Expedited Response

Response, Server --> Client

Frame Fragment Data field

Length

EtherCAT Information

Data type Value / Description

WORD 0x06: Length of the mailbox service data

Channel

Mailbox Header

Type unsigned:6 unsigned:4

0x00, reserved

0x00: Lowest priority

0x03: Highest priority

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE)

CANopen Header

SDO

Service

Size indicator unsigned:4 unsigned:1

Transmission type unsigned:1

Data record size unsigned:2

Total access

Command unsigned:1 unsigned:3

0x03: SDO Response

0x00

0x00

0x00

0x00

0x03: Initiate Download Response

Table 2: Initiate SDO Download Expedited

The server answers with the following response:

CCD Meaning Valid for

0x60 Write successful SDO Response

0x80 Error, Abort SDO Transfer SDO Response

In the case of an error (SDO response CCD = 0x80), the data range contains a 4-byte-error code,

which provides information on the cause of the error, see chapter SDO Abort Codes, page 116.

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EtherCAT Information

4.7.1.3 Initiate SDO Upload Expedited Request

Read, Server --> Client

Frame Fragment Data field

Length

Data type

WORD

Value / Description

0x06: Length of the mailbox service data

Channel

Mailbox Header

Type unsigned:6 unsigned:4

0x00, reserved

0x00: Lowest priority

0x03: Highest priority

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE)

CANopen Header

SDO

Service

Size indicator unsigned:4 unsigned:1

Transmission type unsigned:1

Data record size unsigned:2

Total access

Command unsigned:1 unsigned:3

0x02: SDO Request

0x00

0x00

0x00

0x00

0x02: Initiate Upload Request

Table 3: Initiate SDO Upload Expedited Request

The following SDO read frame can be derived from the above protocol:

CCD

0x40

Meaning

Read request

Valid for

SDO Request

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4.7.1.4 Initiate SDO Upload Expedited Response

Response, Server --> Client

Frame Fragment Data field

Length

EtherCAT Information

Data type Value / Description

WORD 0x0A: Length of the mailbox service data

Channel

Mailbox Header

Type unsigned:6 unsigned:4

0x00, reserved

0x00: Lowest priority

0x03: Highest priority

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE)

CANopen Header

SDO

Service

Size indicator unsigned:4 unsigned:1

Transmission type unsigned:1

Data record size unsigned:2

Total access

Command unsigned:1 unsigned:3

0x03: SDO Response

0x00: Size of data (1..4) not specified

0x01: Size of data specified in data record size

0x01: Expedited transmission

0x00: 4 byte of data

0x01: 3 byte of data

0x02: 2 byte of data

0x03: 1 byte of data

0x00

0x02: Initiate Upload Response

Data BYTE[4] data

Table 4: Initiate SDO Upload Expedited Response

The server answers with the following possible responses:

CCD Meaning Valid for

0x43

0x47

0x4B

0x4F

4 byte of data read

3 byte of data read

2 byte of data read

1 byte of data read

SDO Response

SDO Response

SDO Response

SDO Response

0x80 Error, Abort SDO Transfer SDO Response

In the case of an error (SDO response CCD = 0x80), the data range contains a 4-byte-error code,

which provides information on the cause of the error, see chapter SDO Abort Codes, page 116.

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EtherCAT Information

4.8 PDO mapping

PDO mapping refers to the mapping of application objects (real-time data, e.g. object

6004h "Position value" from the object dictionary into Process Data Objects, e.g.

Object 1A00h (1 st

Transmit PDO).

The current mapping can be read via corresponding entries in the object dictionary, the so-called mapping tables. The number of mapped objects that are listed subsequently is found at the top of the mapping table (subindex 0). The tables are located in the object dictionary in index 0x1600 ff. for the RxPDOs and 0x1A00ff for the TxPDOs.

4.9 EtherCAT State Machine (ESM)

The Application Management contains the EtherCAT State Machine, which describes the states and state changes of the slave application. Apart from a few details, the

ESM corresponds to the CANopen Network Management (NMT). In order to enable reliable starting behavior the "Safe Operational" state has been introduced in

EtherCAT. In this state valid entries are transmitted, while the outputs remain in safe status.

IP

PI

PS

SP

SO

OS

OP

SI

OI

Figure 8: EtherCAT State Machine

Status Description

Start Mailbox Communication

Stop Mailbox Communication

Start Input Update

Stop Input Update

Start Output Update

Stop Output Update

Stop Output Update, Stop Input Update

Stop Input Update, Stop Mailbox Communication

Stop Output Update, Stop Input Update, Stop Mailbox Communication

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EtherCAT Information

4.10 Further information

Further information on EtherCAT can be obtained on request from the

EtherCAT Technology Group (ETG) at the following address:

ETG Headquarter

Ostendstraße 196

90482 Nuremberg

Germany

Phone: + 49 (0) 9 11 / 5 40 5620

Fax: + 49 (0) 9 11 / 5 40 5629

Email: [email protected]

Internet: www.ethercat.org

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Installation / Preparation for Commissioning

5 Installation / Preparation for Commissioning

EtherCAT supports linear, tree or star structures. The bus or linear structure used in the field buses is thus also available for Ethernet. This is particularly practical for system wiring, as a combination of line and stubs is possible.

For transmission according to the 100Base-TX Fast Ethernet standard, patch cables in category STP CAT5 must be used (2 x 2 shielded twisted pair copper wire cables).

The cables are designed for bit rates of up to 100 Mbit/s. The transmission speed is automatically detected by the measuring system and does not have to be set by means of a switch.

Addressing by switch is also not necessary; this is done automatically using the addressing options of the EtherCAT master.

The cable length between two subscribers may be max. 100 m, a total of 65535 subscribers are possible in the EtherCAT network.

In order to ensure safe, fault-free operation,

-

ISO/IEC 11801, EN 50173 (European standard)

-

ISO/IEC 8802-3

-

and other pertinent standards and directives must be complied with!

In particular, the applicable EMC directive and the shielding and grounding directives

must be observed!

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5.1 Connection

PORT-IN

Installation / Preparation for Commissioning

Flange socket M12x1-4 pin D-coded

Pin 1

TxD+, transmitted data +

Pin 2

RxD+, received data +

Pin 3

TxD–, transmitted data –

Pin 4

RxD–, received data –

PORT-OUT

Flange socket M12x1-4 pin D-coded

Pin 1

TxD+, transmitted data +

Pin 2

RxD+, received data +

Pin 3

TxD–, transmitted data –

Pin 4

RxD–, received data –

Supply

Flange connector M8x1-4 pin

Pin 1

11 – 27 V DC

Pin 2

1)

TRWinProg+

Pin 3

GND, 0 V

Pin 4

1)

TRWinProg–

Shielded twisted pair cables must be used for the supply !

The shielding is to be connected with large surface on the mating connector housing!

Order data for Ethernet flange socket M12x1-4 pin D-coded

Manufacturer Designation Order no.:

99-3729-810-04

Phoenix Contact SACC-M12MSD-4CON-PG 7-SH (PG 7) 15 21 25 8

Phoenix Contact SACC-M12MSD-4CON-PG 9-SH (PG 9) 15 21 26 1

Harting

HARAX

®

M12-L

21 03 281 1405

1)

For service purposes, e.g. software update

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Installation / Preparation for Commissioning

5.2 Switching on the supply voltage

After the connection has been made, the supply voltage can be switched on.

The measuring system is initialized first of all and is then in INIT status. In this status, no direct communication is possible between master and measuring system via the application layer. The measuring system can be gradually transferred to

OPERATIONAL status according to the state machine via the EtherCAT master:

PRE-OPERATIONAL

The "Start Mailbox Communication" command puts the measuring system into PRE-

OPERATIONAL status. In this status only the mailbox is active first of all, and master and measuring system exchange application-specific initializations and parameters. In

PRE-OPERATIONAL status only a parameterization via Service Data Objects is initially possible. However, it is possible to configure PDOs using SDOs.

SAFE-OPERATIONAL

The "Start Input Update" command puts the measuring system into SAFE-

OPERATIONAL status. In this status the measuring system provides valid current input data, without changing the output data. The outputs are in safe status.

OPERATIONAL

The "Start Output Update" command puts the measuring system into OPERATIONAL status. In this status the measuring system provides valid input data and the master provides valid current output data. When the measuring system has detected the data received via the process data service, the status transition is confirmed by the measuring system. If activation of the output data was not possible, the measuring system remains in SAFE-OPERATIONAL status and outputs an error message.

As a result of access to the CANopen-over-EtherCAT (CoE) mailbox, the measuring system does not output any plausible values during the execution of the service. This applies for the SAFE-OPERATIONAL and OPERATIONAL states. Mailbox access is generally triggered by SDO requests.

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Commissioning

6 Commissioning

6.1 Device description file

The XML file contains all information on the measuring system-specific parameters and the operating modes of the measuring system. The XML file is integrated by the

EtherCAT network configuration tool, in order to enable correct configuration and commissioning of the measuring system.

The XML file is called "TR-ETHERCAT-DEVICES_V00X.XML" and is located on software/support CD art. no.: 490-01001 --> soft no.: 490-00423.

6.1.1 Device groups

The XML file contains several device groups and device types. Therefore for rotative measuring systems the device group "TR-Rotative" must be selected. Under the device group the individual device types with the appropriate objects are arranged, which can be different in the number of bits and the bit length. The device type must be selected according to the name plate:

TR-Rotative

...

│ ├ ...

│ ├ ...

│ ├ ...

CEx-58x

│ ├ 1000

│ ├ 1008

│ ├ 1009

│ ├ 100A

│ ├ 1018

│ ├ 1A00

│ ├ 1A01

│ ├ 1C00

│ ├ 1C13

│ ├ 1C33

│ ├ 2000

│ ├ 2001

│ ├ 3101

│ ├ 6000

│ ├ 6001

│ ├ 6002

│ ├ 6003

│ ├ ...

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Commissioning

6.2 Bus status display

The EtherCAT measuring system is equipped with three diagnostic LEDs.

Figure 9: EtherCAT diagnostic LEDs

Link / Activity IN - LED Description

ON = Link Ethernet connection established

Flickering = Data Activity Data transfer RxD

Link / Activity OUT - LED Description

ON = Link Ethernet connection established

Flickering = Data Activity Data transfer TxD

Net Run - LED EtherCAT State Machine

OFF

Blinking, 2.5 Hz

Single Flash,

200 ms ON / 1000 ms OFF

The device is in state INIT

The device is in state PRE-OPERATIONAL

The device is in state SAFE-OPERATIONAL

ON The device is in state OPERATIONAL

Flickering, 10 Hz

The device is booting and has not yet entered the INIT state

For appropriate measures in case of error see chapter "Optical displays" page 114.

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7 Operating Modes

Three operating modes are supported by the measuring system:

Operating Modes

● Sync-Mode

● Distributed

In "Free Run" operating mode, the process data are output asynchronously to the

EtherCAT bus cycle time, e.g. in the configuration phase.

In "Sync-Mode" operating mode, the process data are output synchronously to the

EtherCAT bus cycle time.

In "Distributed Clocks" operating mode, the process data are output synchronously to a self-defined time. The relevant settings are made in the EtherCAT master. By the measuring system the synchronization signals "SYNC0" and "SYNC1" are supported.

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Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

8 Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

The following table shows an overview of the supported indexes in the communication profile range:

M = Mandatory

O = Optional

C = Conditional

Index (h) Object Name Type, Bit length Attr. M/O/C Page

Unsigned32

ro M 93

1008

1009

100A

VAR

VAR

VAR

Manufacturer device name String(14), 112

PDO

Mapping, 21h const O

93

Manufacturer hardware version String(14), const O

94

Manufacturer software version String(14),

1018 RECORD Identity object

1 st

Transmission PDO

- Status

- Position

2 nd

Transmission PDO

Identity (23h) ro M

94

95

ro C 97

PDO Mapping ro C

99

- Position

- Time Stamp

1C12 -

Sync Manager

RxPDO allocation not supported, because no RxPDOs are available

1C32 -

Sync Manager 3

Parameter (Output)

Table 5: Communication-specific standard objects

not supported, because no outputs are available

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Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

8.1 Object 1000h: Device type

Contains information on the device type. The object with index 1000h describes the device type and its functionality. It comprises a 16 bit field, which describes the device profile used (device profile no. 406 = 196h) and a second 16 bit field, which provides information on the device type.

Index 0x1000

Name

Object code

Data type

Category

Access

PDO mapping

Device Type

VAR

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

Device type

Device profile number

Byte 0 Byte 1 Byte 2

2

7

to 2

0

Encoder type

Byte 3

2

15

to 2

8

Encoder type

Code Definition

01

Name

Object code

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Absolute single turn encoder

02 Absolute multi turn encoder

8.2 Object 1008h: Manufacturer device name

Contains the manufacturer device name.

Index 0x1008

Device Name

VAR

VISIBLE_STRING

Optional ro

No

"CEx-58x"

Default

depending on the encoder type

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Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

8.3 Object 1009h: Manufacturer hardware version

Contains the manufacturer hardware version.

Index 0x1009

Name

Object code

Data type

Category

Hardware version

VAR

VISIBLE_STRING

Optional ro

Access

PDO mapping

No

Value

"310151"

8.4 Object 100Ah: Manufacturer software version

Contains the manufacturer software version.

Index 0x100A

Name

Object code

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Software version

VAR

VISIBLE_STRING

Optional ro

No

"437734V1", depending on the current version

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Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

8.5 Object 1018h: Identity object

The identity object contains the following parameters:

● EtherCAT Vendor ID

Contains the device vendor ID allocated by the ETG

Code

Contains the product code of the device

Number

Contains the revision number of the device, which defines the functionality and the individual versions.

Contains the serial number of the device

Index

Name

Object code

Data type

Category

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

0x1018

Identity

RECORD

IDENTITY

Mandatory

0

Number of entries

UNSIGNED8

Mandatory ro

No

4

1

Vendor ID

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

1289

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Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

2

Product Code

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

85310151

3

Revision Number

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

101

4

Serial Number

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

0

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Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

8.6 Object 1A00h: 1

st

Transmit PDO Mapping

The following process data can be transmitted with the first Transmit Process Data

Object 0x1A00:

● Status, Object 3101, Input --> Sub-Index 1

● Position, Object 3101, Input --> Sub-Index 2

The assignment of whether object 0x1A00 is actually transmitted as process data is made

via object "Object 1C13h: Sync Manager Channel 3 (process data input)" page 103.

Index 0x1A00

Name

Object code

Data type

Category

Sub-Index

TxPDO 1 Normal mapping

RECORD

PDO_MAPPING

Mandatory for each supported TxPDO

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

0

Number of mapped objects in the PDO

UNSIGNED8

Mandatory ro

No

2

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

1

Input, Status

UNSIGNED32

Conditional ro

No

Bit 0-7: Length of the mapped object in bits = 8

Bit 8-15: Sub-index of the mapped object = 1 bit 16-31: Index of the mapped object = 3101

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Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

2

Input, Position

UNSIGNED32

Conditional ro

No

Bit 0-7: Length of the mapped object in bits = 32

Bit 8-15: Sub-index of the mapped object = 2 bit 16-31: Index of the mapped object = 3101

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8.7 Object 1A01h: 2

nd

Transmit PDO Mapping

The following process data can be transmitted with the second Transmit Process Data

Object 0x1A01:

● Status, Object 3101, Input --> Sub-Index 1

● Position,

● Time Stamp,

Object 3101, Input --> Sub-Index 2

Object 3101, Input --> Sub-Index 3

The assignment of whether object 0x1A01 is actually transmitted as process data is made

via object "Object 1C13h: Sync Manager Channel 3 (process data input)" page 103.

Index 0x1A01

TxPDO 2 Time Stamp mapping

RECORD

PDO_MAPPING

Mandatory for each supported TxPDO

Name

Object code

Data type

Category

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

0

Number of mapped objects in the PDO

UNSIGNED8

Mandatory ro

No

3

1

Input, Status

UNSIGNED32

Conditional ro

No

Bit 0-7: Length of the mapped object in bits = 8

Bit 8-15: Sub-index of the mapped object = 1

Bit 16-31: Index of the mapped object = 3101

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Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

2

Input, Position

UNSIGNED32

Conditional ro

No

Bit 0-7: Length of the mapped object in bits = 32

Bit 8-15: Sub-index of the mapped object = 2

Bit 16-31: Index of the mapped object = 3101

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

3

Input, TimeStamp

UNSIGNED32

Conditional ro

No

Bit 0-7: Length of the mapped object in bits = 32

Bit 8-15: Sub-index of the mapped object = 3

Bit 16-31: Index of the mapped object = 3101

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8.8 Object 1C00h: Sync Manager Communication Type

This object is used to define the number of communication channels used and the type of communication.

The following are supported:

● Mailbox sending and receive

● Process data input for the transmission of position values (Slave --> Master)

The inputs can only be read, the configuration of the communication channels occurs automatically when the EtherCAT master boots.

Index 0x1C00

Name

Object code

Data type

Category

Sub-Index

Sync Manager Communication Type

ARRAY

UNSIGNED8

Mandatory

Description

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

0

Number of Sync Manager channels used

Mandatory ro

No

4

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

1

Communication Type Sync Manager 0

UNSIGNED8

Mandatory ro

No

1: Receive mailbox (Master --> Slave)

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

2

Communication Type Sync Manager 1

UNSIGNED8

Mandatory ro

No

2: Send mailbox (Slave --> Master)

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Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

3

Communication Type Sync Manager 2

UNSIGNED8

Mandatory ro

No

3: not used

4

Communication Type Sync Manager 3

UNSIGNED8

Mandatory ro

No

4: Process data input (Slave --> Master)

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8.9 Object 1C13h: Sync Manager Channel 3 (process data input)

The number and the respective object index of the assigned TxPDOs are defined by object 1C13h. One of the following Transmit Process Data Objects can be assigned as process data input:

0x1A00, 1

st

Transmit Process Data Object

0x1A01, 2

nd

Transmit Process Data Object

Index 0x1C13

Name

Object code

Data type

Category

Sub-Index

Sync Manager TxPDO Assign

ARRAY

UNSIGNED8

Mandatory

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Default

0

Number of assigned TxPDOs

UNSIGNED8

Mandatory ro

No

1

1

PDO Mapping Object Index of the assigned TxPDOs

UNSIGNED16

Conditional rw

No

0x1A00: TxPDO 1

0x1A01: TxPDO 2

0x1A00: TxPDO 1

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8.10 Object 1C33h: Sync Manager 3, Parameter

The object 1C33h "Input Sync Manager Parameter" describes the adjustments for the

Input Sync Manager and can only be read.

Index 0x1c33

Name

Object code

Data type

Category

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sync Manager 3 Parameter

RECORD

Unsigned16

Optional

0

Number of entries

UNSIGNED8

Mandatory ro

No

11

1

Synchronization Type

UNSIGNED16

Mandatory ro

No

1: Synchronous – synchronized with Sync Manager 3 event

5: Distributed clocks

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

2

Cycle Time

UNSIGNED32

Optional ro

No

Min. time between two SM2/3 events in ns.

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Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

3

Shift Time

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

Time between SM3 event and the hardware input latch in ns

4

Synchronization types supported

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

0x12:

Bit 1: Synchronous supported

Bit 4: Distributed clocks supported

5

Minimum Cycle Time

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

Min. cycle time which is support by the Slave in ns

(Max. period of the local cycle).

6

Calc and Copy Time

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

Time in ns needed by the application controller to perform calculations on the input values if necessary and to copy the process data from the local memory to the Sync Manager before the data is available for EtherCAT.

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Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

Sub-Index

Description

Data type

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

7

Reserved

UNSIGNED32

8

Get Cycle Time

UNSIGNED16

Optional rw

No

0: Measurement of local cycle time stopped

1: Measurement of local cycle time started

9

Delay Time

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

Hardware delay time of the slave in ns.

10

Application Controller Cycle Time

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

Only important for synchronization type = 2 and subordinated local cycles.

11

Sync 0 Cycle Time

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

Only important for synchronization type = 2 and subordinated local cycles.

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Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)

9 Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)

M = Mandatory

O = Optional

Index (h) Object Name Data length Attr. M/O Page

Parameter

2001 VAR Number of revolution, numerator Unsigned32 rw O

108

6001

6002

VAR Single measuring range Unsigned32

VAR Total measuring range in steps Unsigned32 ro M rw M

109

109

Table 6: Encoder profile range

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Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)

9.1 Object 2000h: Accept parameters

With write access to this object, the measuring system accepts the parameters in the non-volatile memory (EEPROM).

Index 0x2000

Description

Data type

Category

Accept Parameters

UNSIGNED32

Optional rw

Access

PDO mapping

No

Value

Not relevant

9.2 Scaling parameter

With the scaling parameters the physical resolution of the measuring system can be changed. The position value output is binary decoded and is calculated with a zero point correction and the count direction set. The measuring system does not support decimal numbers in this configuration or numbers of revolutions (gearbox function) deviating from exponents of 2.

9.2.1 Object 2001h: Number of Revolutions / -numerator

Defines the number of revolutions of the measuring system before the measuring system restarts at zero.

Index 0x2001

Description

Data type

Category

Access

Number of Revolutions / -numerator

UNSIGNED32

Mandatory rw

No

PDO mapping

Lower limit

Upper limit

1 revolution

32768 revolutions (Max. value see nameplate)

Default 4096

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Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)

9.2.2 Object 6001h: Single measuring range

Displays how many steps the measuring system outputs for one revolution of the measuring system shaft.

Index 0x6001

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Lower limit

Upper limit

Single Measuring Range

UNSIGNED32

Mandatory ro

No

1 step / revolution

32768 steps per revolution (Max. value see nameplate)

Default 4096

9.2.3 Object 6002h: Total measuring range

Defines the total number of steps of the measuring system before the measuring system restarts at zero.

Index 0x6002

Description

Data type

Category

Total Measuring Range

UNSIGNED32

Mandatory rw

Access

PDO mapping

Lower limit

No

16 steps

Upper limit

1 073 741 824 steps (30 bit)

Default 16777216

The actual upper limit for the measurement length to be entered in steps is dependent on the measuring system version and can be calculated with the formula below. As the value "0" is already counted as a step, the end value = measurement length in steps - 1.

Total measuring range = Steps per revolution * Number of revolutions

To calculate, the parameters steps/rev. and the number of revolutions can be read on the measuring system nameplate.

When entering parameter data, ensure that the parameters "Total measuring

range" and "Steps per revolution" are selected such that the quotient of the two parameters is an exponent of 2.

If this is not the case, the measuring system corrects the measurement length in steps to the next smallest exponent of 2 revolutions. The Steps per revolution remains constant.

The newly calculated total measuring range can be read from the Object 6002h and is always shorter than the specified measurement length. It may therefore occur that the total number of steps actually required is not achieved and the measuring system generates a zero transition before it reaches the maximum mechanical distance.

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Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)

9.3 Object 3101h: Input

The object 3101 "Input" defines the output position value, the device status and the time stamp, which can be mapped over the Transmit Process Data Objects.

Index 0x3101

Name

Object Code

Data type

Category

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Input

DEFSTRUCT

96 Bit

Optional

0

Number of entries

UNSIGNED8

Optional ro

Yes

3

1

Status

UNSIGNED8

Optional ro

Yes

8: EEPROM error

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Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Byte 0

2

7

to 2

0

Sub-Index

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)

2

Position

UNSIGNED32

Optional ro

Yes

Current position, binary coded

Byte 1

2

15

to 2

8

Position value

Byte 2

2

23

to 2

16

3

Time Stamp

UNSIGNED32

Optional ro

Yes

Value in ns

Byte 3

2

31

to 2

24

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Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)

9.4 Object 6000h: Operating parameters

The object with index 6000h supports only the function for the code sequence.

The code sequence defines whether increasing or decreasing position values are output when the measuring system shaft rotates clockwise or counter clockwise as seen on the shaft.

Index 0x6000

Description

Data type

Category

Access

Operating Parameters

UNSIGNED32

Mandatory rw

No

PDO mapping

Value

9.5 Object 6003h: Preset value

Bit 0 = 0: Position increasing clockwise (view onto the shaft)

Bit 0 = 1: Position decreasing clockwise (view onto the shaft)

WARNING !

Risk of injury and damage to property by an actual value jump when the Preset adjustment function is performed!

• The preset adjustment function should only be performed when the measuring system is at rest, otherwise the resulting actual value jump must be permitted in the program and application!

The Preset Function can be used to adjust the measuring system to any position value within a range of 0 to measuring length in increments –1.

The output position value is set to the parameter "Preset value" when writing to this object.

Index 0x6003

Description

Data type

Category

Access

PDO mapping

Value

Preset Value

UNSIGNED32

Mandatory rw

No current position, or a value within the range from 0 to programmed measuring length in steps – 1

Preset value

Byte 0

2

7

to 2

0

Byte 1

2

15

to 2

8

Byte 2

2

23

to 2

16

Byte 3

2

31

to 2

24

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Read-out the supported objects of the measuring system

10 Read-out the supported objects of the measuring system

The objects described in this manual correspond to the max. number of objects.

Which objects are actually supported by the measuring system, can be read-out by the EtherCAT "SDO Information Service".

Normally the EtherCAT master provides appropriate mechanisms for the read-out of the supported objects. Knowledge of the protocol structure and internal sequences is therefore not required.

Proceeding on use of the "TwinCAT System Manager" configuration software:

● Establish online connection

● Select program tab CoE – Online

● Click the Advanced button

● Select radio button Online...

● --> All Objects

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Error Causes and Remedies

11 Error Causes and Remedies

11.1 Optical displays

Assignment, see chapter “Bus status display” on page 90.

L/A LED Cause Remedie

Voltage supply absent or too low

- Check voltage supply, wiring

- Is the voltage supply in the permissible range?

Off

Connector plug not correctly wired or screwed on

No bus connection

Hardware error, measuring system defective

Check wiring and connector plug for correct fitting

Check bus cable

Replace measuring system

Flashing

Measuring system ready for operation, connection to master established, data transfer active.

-

On

Measuring system ready for operation, connection to master established, no data transfer.

-

11.2 Measuring system errors

Measuring system errors are reported by means of Object 3101h: Input, Sub-Index 1, see also page 110.

Error code Cause Remedie

Bit 2

3

= 1,

EE-PROM error

Memory area in internal

EE-PROM defective

Possibly shut-off measuring system voltage then switch on again. If the error recurs despite this measure, the measuring system must be replaced.

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Error Causes and Remedies

11.3 Abort SDO Transfer Request Protocol

In the case of an error (SDO Response CCD = 0x80), Abort SDO Transfer Request

Protocol is transmitted instead of the response.

Abort SDO Transfer Request, Server --> Client

Frame Fragment Data field

Length

Data type Value / Description

WORD 0x0A: Length of the mailbox service data

Channel

Mailbox Header

Type unsigned:6 unsigned:4

0x00, reserved

0x00: Lowest priority

0x03: Highest priority

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE)

CANopen Header

SDO

Service

Size indicator unsigned:4 unsigned:1

Transmission type unsigned:1

Data record size unsigned:2

0x02: SDO Request

0x00

0x00

0x00

Abort code

Table 7: Abort SDO Transfer Request

DWORD Abort code

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Error Causes and Remedies

11.3.1 SDO Abort Codes

Code Description

0x05 03 00 00

0x05 04 00 00

0x05 04 00 01

0x05 04 00 05

0x06 01 00 00

0x06 01 00 01

0x06 01 00 02

0x06 02 00 00

0x06 04 00 41

0x06 04 00 42

0x06 04 00 43

0x06 04 00 47

0x06 06 00 00

0x06 07 00 10

0x06 07 00 12

0x06 07 00 13

0x06 09 00 11

0x06 09 00 30

0x06 09 00 31

0x06 09 00 32

0x06 09 00 36

0x08 00 00 00

0x08 00 00 20

0x08 00 00 21

0x08 00 00 22

0x08 00 00 23

Toggle bit not alternated

SDO protocol timeout

Client/Server command invalid or unknown

Memory too small

Unsupported object access

Read access to an object that can only be written

Write access to an object that can only be read

Object not present in the object dictionary

The object cannot be mapped in the PDO

The quantity and length of the mapped objects exceed the PDO length

General parameter incompatibility

General incompatibility in the device

Access error due to a hardware error

Wrong data type, length of service parameters incorrect

Wrong data type, length of service parameters too great

Wrong data type, length of service parameters too small

Sub-index does not exist

Parameter value range exceeded, only during write access

Written parameter value too large

Written parameter value too small

Maximum value is smaller than minimum value

General error

Data cannot be transmitted or stored in the application

Data cannot be transmitted or stored in the application. Reason: local control

Data cannot be transmitted or stored in the application, reason: current device status

Dynamic creation error in the object dictionary, or no object dictionary present

Table 8: SDO Abort Codes

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Error Causes and Remedies

11.4 Emergency Request Protocol

Emergency messages are triggered if an internal fault occurs. The transmission is executed via the mailbox interface.

The Emergency Service is used by the server to transmit diagnostic messages to the client. Each diagnostic event transmitted by the server to the client is also reconfirmed by transmission of the reset error code when the diagnostic event is no longer present.

Emergency Request, Server --> Client

Frame Fragment Data field

Length

Data type Value / Description

WORD n ≥ 0x0A: Length of the mailbox service data

Channel

Mailbox Header

Type unsigned:6 unsigned:4

0x00, reserved

0x00: Lowest priority

0x03: Highest priority

0x03: CANopen over EtherCAT (CoE)

CANopen Header

Error code

Error register

Emergency

reserved

Table 9: Emergency Request

WORD

BYTE

BYTE[n-10]

Error Code

Error Register

Error Code 0000-9FFF: Manufacturer-specific error field

Error Code F000-FFFF: Manufacturer-specific error field not yet specified

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Error Causes and Remedies

11.4.1 Emergency Error Codes

Error Code (hex) Description

00xx

A0xx

Error reset or no error

EtherCAT state machine transition error

Table 10: Emergency Error Codes

11.4.2 Error Register

Bit M/O Description

1 O supported

2 O supported

3 O supported

4 O Communication error (overflow, error status)

6 O reserved, always 0

Table 11: Structure of the error register

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11.5 Miscellaneous faults

Fault Cause

Position skips of the measuring system

Error Causes and Remedies

Strong vibrations

Solution

Vibrations, impacts and shocks, e.g. on presses, are dampened with "shock modules". If the error recurs despite these measures, the measuring system must be replaced.

Electrical faults

EMC

Perhaps isolated flanges and couplings made of plastic help against electrical faults, as well as cables with twisted pair wires for data and supply. The shielding and line routing must be executed in accordance with the

Equipment Mounting Directives for the respective field bus system.

Extreme axial and radial load on the shaft may result in a scanning defect.

Couplings prevent mechanical stress on the shaft. If the error still occurs despite these measures, the measuring system must be replaced.

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