Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System

Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
DIORAIL PC2
Bedienungsanleitung System
Version 1.01
Juli 2010
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Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Inhalt
Inhaltsverzeichnis
1
Sicherheitshinweise ................................................ 5
2
Einführung ............................................................... 9
2.1 Technik ............................................................................................ 9
2.2 Anwendungsmöglichkeiten ........................................................... 9
3
Systembeschreibung ............................................ 10
3.1 Gestamtsystem ............................................................................. 10
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5
Stufe 1: Basishardware ................................................................................................................10
Stufe 2: Bootloader der CPU........................................................................................................11
Stufe 3: Betriebssystem ...............................................................................................................11
Stufe 4: Laufzeitsystem ................................................................................................................11
Stufe 5: Applikation ......................................................................................................................11
3.2 Environment Controller ................................................................ 12
3.2.1 Allgemeine Beschreibung ............................................................................................................12
3.2.2 Übersicht Funktionsbausteine für den Environment-Controller ...................................................13
3.3 Feldbusschnittstellen des Systems ............................................ 14
3.3.1 CANopen Master ..........................................................................................................................14
3.3.1.1
Allgemeine Beschreibung
14
3.3.1.2
Übersicht Funktionsbausteine für den CANopen Bus
14
3.3.2 CAN2.0 Schnittstelle ....................................................................................................................16
3.3.2.1
Allgemeine Beschreibung
16
3.3.2.2
Übersicht Funktionsbausteine für den CAN Bus
16
3.3.3 L-Bus Schnittstelle........................................................................................................................17
3.3.3.1
Übersicht Funktionsbausteine für den L-Bus
17
3.4 Ferromagnetischer Speicher ....................................................... 18
3.5 Post Code Ausgabe ...................................................................... 18
3.5.1 Bedeutung der POST Code Ausgabe während des Bootens ......................................................18
3.5.2 Konfiguration der POST Code Ausgabe im Betrieb .....................................................................18
4
Konfiguration / Einrichtung DIORAIL PC2 .......... 19
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Einrichtung des Programmier-Geräts ......................................... 19
Verbindung zum Bootloader der CPU ......................................... 19
FTP Verbindung ............................................................................ 20
Ablauf des Bootvorganges .......................................................... 20
Einstellung der IP Adresse im DIORAIL PC2 .............................. 20
3/24
Inhalt
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
4.6 Einstellung der seriellen Schnittstelle ........................................ 20
4.7 Update des Systems ..................................................................... 21
4.7.1
4.7.2
4.7.3
4.7.4
4.7.5
Update des Bootloaders ...............................................................................................................21
Update des Betriebssystems .......................................................................................................21
Update des Laufzeitsystems ........................................................................................................21
Update der Applikation .................................................................................................................21
Update der Feldbuskonfiguration .................................................................................................23
4.8 Webserver ...................................................................................... 23
5
Anhang ................................................................... 24
Anhang A – KW Software .................................................................... 24
Anhang B – Hilscher GmbH ................................................................ 24
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Softwareaufbau des DIORAIL PC2 ...................................................................................10
Abbildung 2: Symbol für Projekt-Kontrolldialog ......................................................................................22
Abbildung 3: Projekt-Kontrolldialog ........................................................................................................22
Abbildung 4: Update der Fldbuskonfiguration ........................................................................................23
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Temperaturüberwachung ......................................................................................................12
Tabelle 2: Funktionsbausteine Environment Controller .........................................................................13
Tabelle 3: Funktionsbausteine CAN2.0 ..................................................................................................16
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Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
1
Sicherheitshinweise
Sicherheitshinweise
Bedeutung der Bedienungsanleitung
Die Bedienungsanleitung ist Bestandteil des Produktes DIORAIL PC2 und ist stets griffbereit
aufzubewahren. Dies gilt bis zur Entsorgung des Gerätes. Bei Verkauf, Veräußerung oder Verleih des
Gerätes ist die Bedienungsanleitung weiterzugeben.
Urheberrecht
Diese Bedienungsanleitung ist nur für den Betreiber und dessen Personal bestimmt. Ihr Inhalt darf
weder vollständig noch teilweise weitergegeben, vervielfältigt, verwertet oder anderweitig mitgeteilt
werden, soweit nicht ausdrücklich zugestanden.
Zuwiderhandlungen können strafrechtliche Folgen nach sich ziehen.
Haftungsausschluss
Wir haben den Inhalt dieser Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und
Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die
vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden
regelmäßig überprüft, und notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Ausgaben enthalten.
Für Verbesserungsvorschläge sind wir dankbar.
Für Schäden, die durch fehlende oder unzureichende Kenntnisse der Bedienungsanleitung entstehen,
ist jegliche Haftung durch die Fa. Friedrich Lütze GmbH & Co. KG ausgeschlossen. Für den Betreiber
ist es deshalb ratsam, sich die Einweisung des Personals schriftlich bestätigen zu lassen.
Umbauten oder funktionelle Veränderungen am DIORAIL PC2 sind aus Sicherheitsgründen nicht
gestattet. Nicht ausdrücklich vom Hersteller genehmigte Umbauten am DIORAIL PC2 führen deshalb
zum Verlust jeglicher Haftungsansprüche gegen die
Fa. Friedrich Lütze GmbH & Co. KG. Das gilt ebenfalls, wenn nicht originale bzw. nicht von uns
zugelassene Teile oder Ausstattungen verwendet werden.
Bestimmungsgemäße Verwendung
Die bestimmungsgemäße Verwendung umfasst das Vorgehen gemäß der Bedienungsanleitung.
Der DIORAIL PC2 darf nur für die in den technischen Unterlagen vorgesehenen Fälle und nur in
Verbindung mit den von uns empfohlenen bzw. zugelassenen Fremdgeräten und Fremdkomponenten
verwendet werden.
Der einwandfreie und sichere Betrieb des Produkts setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße
Lagerung, Aufstellung und Montage sowie sorgfältige Bedienung und Instandhaltung voraus.
Zur Spannungsversorgung des DIORAIL PC2 wird ein DC 24 V - Netzteil verwendet. Die
Betriebsspannung von DC 24 V fällt unter die Kategorie SELV (safety extra low voltage) und unterliegt
damit nicht der EG-Niederspannungsrichtlinie. Die Verwendung anderer Spannungsversorgungen ist
nicht zulässig.
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Sicherheitshinweise
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Qualifikation des Personals
Nur qualifiziertes Personal darf folgende Arbeiten am DIORAIL PC2 durchführen:
• Installation
• Inbetriebnahme
• Betrieb
• Instandhaltung.
Qualifiziertes Personal im Sinne der sicherheitstechnischen Hinweise sind Personen, die die
Berechtigung haben, Geräte, Systeme und Stromkreise gemäß den Standards der Sicherheitstechnik
in Betrieb zu nehmen, zu erden und zu kennzeichnen.
Das Bedienpersonal ist entsprechend einzuweisen und zu schulen.
Wartung des DIORAIL PC2
Der DIORAIL PC2 selbst ist wartungsfrei. Daher sind für den laufenden Betrieb keine Inspektions- und
Wartungsintervalle nötig.
Stilllegung und Entsorgung des DIORAIL PC2
Für die Stilllegung und Entsorgung des DIORAIL PC2 hat die Betreiberfirma die für den Standort
geltenden Umweltrichtlinien des jeweiligen Landes zu beachten.
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Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Sicherheitshinweise
Symbolerklärung in der Bedienungsanleitung
Diese Bedienungsanleitung enthält Hinweise, die Sie zur persönlichen Sicherheit sowie zur
Vermeidung von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise sind durch ein Warndreieck
gekennzeichnet und je nach Gefährdungsgrad abgestuft.
Unmittelbar drohende Gefahr
für Leben und Gesundheit von Personen.
Bei Nichtbeachten sind Tod oder schwerste Verletzungen (Verkrüppelung) die
Folge.
Gefahr
Möglicherweise drohende Gefährdung
Warnung
für Leben und Gesundheit von Personen.
Wenn sie nicht gemieden wird, können Tod oder schwerste Verletzungen die
Folge sein.
Möglicherweise gefährliche Situation
Wenn sie nicht gemieden wird, können leichte Verletzungen die Folge sein.
Dieses Symbol wird auch als Warnung vor Sachschäden benutzt.
Vorsicht
i
Hinweise für sachgerechten Umgang
bezeichnen eine möglicherweise schädliche Situation.
Das Nichtbeachten kann das Produkt oder etwas in seiner Umgebung
beschädigen.
Umweltschutz
Das Missachten des Hinweises kann die Umwelt belasten.
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Sicherheitshinweise
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Weitere Sicherheitshinweise
Die Geräte der Produktfamilie DIORAIL PC2 entsprechen dem heutigen Stand der Technik und
erfüllen die geltenden Sicherheitsbestimmungen und die entsprechenden harmonisierten,
europäischen Normen (EN).
Für den Anwender gelten die:
• einschlägigen Unfallverhütungsvorschriften
• EG-Richtlinien oder sonstige länderspezifische Bestimmungen
• allgemein anerkannten sicherheitstechnischen Regeln
• allgemeinen ESD-Vorschriften
Wenn Arbeiten zur Installation oder Instandhaltung durchgeführt werden, sind die Module vom
Spannungsversorgungsnetz zu trennen (Netzstecker ziehen). Dadurch können Unfälle durch
elektrische Spannungen vermieden werden.
Wenn elektrische Schweißarbeiten an Rahmen durchgeführt werden, auf
denen elektronische Baugruppen montiert sind, dann sind alle Verbindungen
von und zu diesen Baugruppen vorher zu trennen. Nur so können die Module
vor der Zerstörung durch Ausgleichsströme geschützt werden.
Vorsicht
Störungen jeglicher Art oder sonstige Schäden sind einer zuständigen Person zu melden.
Schutz- und Sicherheitseinrichtungen dürfen nicht umgangen oder überbrückt werden. Demontierte
Sicherheitseinrichtungen sind vor einer erneuten Inbetriebnahme wieder anzubauen und müssen
einem Funktionstest unterzogen werden.
Die Module sind gegen missbräuchliche oder versehentliche Benutzung zu sichern.
Original angebrachte Hinweisschilder, Beschriftungen, Aufkleber oder ähnliches sind immer zu
beachten und in einem lesbaren Zustand zu halten.
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Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
2
Einführung
Einführung
Diese Bedienungsanleitung beschreibt das System des Gerätes und dessen Anschlussmöglichkeiten.
Die Beschreibung der Hardware ist in der Bedienungsanleitung
"DIORAIL PC2 Hardware " aufgeführt.
2.1
Technik
Der DIORAIL PC2 gehört zu der Produktfamilie DIORAIL.
Der Steuerungskern basiert auf einer leistungsstarken ARM CPU im ETX Format.
Der Speicherausbau der ARM CPU beträgt 64 MB RAM und 32 MB Flash. Der Flash-Speicher ist als
IDE-Flash integriert und nur für den Bootloader reserviert. Es können zusätzlich maximal zwei interne
Compact-Flash Karten gesteckt werden. Standardmäßig ist mindestens eine 128MB große CompactFlash Karte integriert, auf der das Betriebssystem und die Laufzeitumgebung mit zugehörigen
Treibern installiert ist.
Für die Speicherung der remanenten Daten steht ein FRAM zur Verfügung.
Der integrierte Mikrocontroller bietet diverse Überwachungs- und Sicherheitsfunktionen. Überwachung
der Unterspannung, Übertemperatur mit zwei Grenzwerten, Watchdog etc.
Es stehen zwei integrierte CAN2.0 Kanäle sowie zwei Steckplätze für Feldbus-Module (COM-CN) der
Fa. Hilscher zur Verfügung. In der Standard-Konfiguration ist das Gerät mit zwei CANopen Master
Feldbuskarten ausgerüstet. Zusätzlich ist eine Aufrüstmöglichkeit für PC/104 Karten vorhanden.
Die Ankopplung zentraler IOs über Lütze Erweiterungsmodulen erfolgt über den integrierten L-Bus. Es
können maximal 12 Module bzw. 64 Eingangsbytes und 64 Ausgangsbytes angesprochen werden.
Außerdem ist eine dezentrale E/A-Erweiterung über das Feldbus-Interface möglich.
Das System kann in Klemmenkästen und Schaltschränken für die Hutschienenmontage verwendet
werden.
2.2
Anwendungsmöglichkeiten
Der DIORAIL PC2 ist für den Einsatz auf Schienenfahrzeugen konzipiert.
Er eignet sich aber auch im Einsatz als Prozessrechner in der Mess- und Steuerungstechnik.
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Systembeschreibung
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
3
Systembeschreibung
3.1
Gestamtsystem
Das Zusammenspiel Hardware – Software beim DIORAIL PC2 wird anhand der Pyramide aus
Abbildung 1 erörtert.
Abbildung 1: Softwareaufbau des DIORAIL PC2
3.1.1 Stufe 1: Basishardware
Die Hauptplatine (Mainboard) bildet die Basis des Systems. Diese wird durch ein Netzteil mit
galvanischer Trennung versorgt. Auf dem Mainboard sind neben den Schnittstellen (L-Bus, CAN,
CANopen, RS232/RS422, USB, VGA, PS2 und Ethernet) auch der Environment Controller, der
CAN2.0 Controller, das FRAM, der PC104 Steckplatz und die Batterie integriert. Auf zwei internen,
von der Fa. Hilscher spezifizierten, COM-C- Schnittstellen, sind zwei CANopen-Master Feldbuskarten
der angeschlossen.
Auf der internen ETX Schnittstelle ist eine Intel® XScale™ PXA 255-400MHz CPU mit 64MB RAM,
32MB Flash der Fa. MSC aufgesteckt. Die CPU verfügt über zwei Compact Flash Sockel. Darauf ist
eine mindestens 128MB große Compact-Flash Karte aufgesteckt, auf der die Software
(Betriebssystem, Laufzeitumgebung, System-Treiber und Applikation) abgespeichert ist.
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Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Systembeschreibung
3.1.2 Stufe 2: Bootloader der CPU
Der Bootloader auf der CPU der Fa. MSC ist auf dem lokalen IDE Flash Baustein installiert. Er
entspricht in diesem System einem BIOS, wie man es aus x86-Architekturen kennt. Er verfügt über
diverse Einstellmöglichkeiten wie z.B. Speicherort des Betriebssystems, Speicherort des Bootlogos,
CPU-Taktrate etc.
Dieser Bootloader wird durch die Firma Lütze vor der Auslieferung des DIORAIL PC2 so
vorkonfiguriert, dass das Betriebssystem von der intern gesteckten Compact-Flash startet.
Der Anwender muss für den ordnungsgemäßen Betrieb keine weiteren Einstellungen am Bootloader
vornehmen.
3.1.3 Stufe 3: Betriebssystem
Das Embedded-Betriebssystem Microsoft Windows CE 4.2® ist auf dem in der CPU-Karte gesteckten
Compact-Flash installiert und wird von dort aus gestartet. Es ist bereits bei der Auslieferung des
Geräts so vorkonfiguriert, dass keine weiteren Treiber installiert werden müssen.
Beim booten des Betriebssystems wird die Konfiguration geladen, die in externen
Konfigurationsdateien hinterlegt ist. Teil dieser Einstellungen sind z.B. die Netzwerkeinstellungen (IPAdresse, etc.), die Übertragungsgeschwindigkeit (Baudrate) der Seriellen Schnittstellen – siehe dazu
Kapitel 9. Nach erfolgreichem Start des Betriebssystems wird die Hauptanwendung - das
Laufzeitsystem (Soft-SPS) ProConOS® von der Fa. KW-Software gestartet.
3.1.4 Stufe 4: Laufzeitsystem
ProConOS® ist das echtzeit- und multitaskingfähige, IEC-konforme SPS-Laufzeitsystem (auch SoftSPS oder Soft-PLC genannt). Es wird von der Fa. KW-Software bereitgestellt und ist bereits bei der
Auslieferung des Geräts integriert und vorkonfiguriert. Es ermöglicht das Laden und die Abarbeitung
von SPS-Programmen in verschiedenen Tasks und stellt leistungsfähige Debug-Funktionalitäten für
die Programmierung, die Inbetriebnahme und die Wartung des SPS-gesteuerten DIORAIL PC2 bereit.
Softwareseitig übernimmt die echtzeitfähige Software-SPS ProConOS® über Windows CE die
Steuerung der Applikation. Diese bedient direkt die Schnittstellen, wie z.B. die CANopen-Masterkarte
der Fa. Hilscher. Über den ProConOS-OPC-Server® kann die Visualisierung Prozessdaten mit der
Steuerung austauschen.
3.1.5 Stufe 5: Applikation
Als Projektierungswerkzeuge kommen Multiprog als IEC 61131 Programmieroberfläche (Fa. KWSoftware) und der Buskonfigurator SyCon® (Fa. Hilscher) zum Einsatz.
Die Applikation ist die unter IEC 61131-3 programmierte Software, die als Code auf dem DIORAIL
PC2 abgearbeitet wird.
Mit der mitgelieferten Microsoft Windows CE Lizenz werden keine weiteren BetriebssystemApplikationen unterstützt.
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Systembeschreibung
3.2
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Environment Controller
3.2.1 Allgemeine Beschreibung
Der Environment Controller ist ein integrierter Mikrocontroller, der verschiedene Sicherheits- und
Schnittstellenfunktionen übernimmt. Die grundlegende Funktionalität besteht in der Überwachung der
Systemumgebung. Hier werden die Betriebsspannung (+5V DC / +24V DC), Betriebstemperatur
(digitaler Temperatursensor auf Mainboard) überwacht, sowie ein System-Watchdog zur Verfügung
gestellt. Die Warn- und Alarmgrenzwerte für die Spannungs- und Temperaturüberwachung sind vom
Anwenderprogramm in der Applikation lesbar, können jedoch nicht verändert werden.
Grenzwert
System
Alarm Übertemperatur
Kein Anlauf des Geräts bei einer Ümgebungstemperatur von
+ 85° C möglich.
PLCError LED blinkt im Sekundentakt
Alarm Übertemperatur im Betrieb
Nach Überschreitung der Grenzwerttemperatur von + 85° C für
eine Dauer von 10 Minuten, wird das System abgeschaltet.
PLCError LED bleibt an.
In der Applikation wird der Ausgang "TempAlarm" des
Funktionsbausteins "ControllerDigital" auf logisch "high"
gesetzt.
Tabelle 1: Temperaturüberwachung
Der Environment Controller überwacht und speichert folgende Zeiten und Ereignisse:
-
Betriebsstunden des Gesamtsystems
-
Anzahl der Bootvorgänge des Systems
-
Betriebsspannung
-
Watchdog Startup (4 Minuten bis die Soft-SPS ProConOS® startet) und Runtime (Triggerzeit 2
Sekunden aus der Applikation heraus)
Im Gegensatz zu den LED für die Funktionen PLCRun, PLCStop und PLCError, welche vom System
gesteuert werden, stehen vier weitere LED für benutzerspezifische Funktionen zur Verfügung, die aus
der Anwendung heraus über den Funktionsbaustein des Environment Controllers gesteuert werden
können.
Über denselben Baustein kann auch der Meldeausgang angesteuert werden.
Durch Setzen des externen Jumpers J2Reset kann der Anwender einen Reset auslösen. Nach dem
Setzen des Reset-Bits wird nach 2 Sekunden der Reset ausgelöst. Dieser Reset bewirkt damit
denselben Effekt, wie ein Aus- und Einschalten des Systems.
Das setzen dieser Jumper sowie die Aktivierung eines manuellen Reset kann über die
Funktionsbausteine des Environment Controllers überwacht bzw. angesteuert werden.
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Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Systembeschreibung
3.2.2 Übersicht Funktionsbausteine für den Environment-Controller
Folgende Funktionsbausteine sind für den Environment-Controller verfügbar:
Funktion
Kurzbeschreibung
Controller Analog
Baustein für die Anzeige analoger Diagnosewerte
Controller Digital
Baustein für die Ansteuerung der LED, des Watchdog und des
Meldeausgangs, Anzeige digitaler Diagnosewerte
Tabelle 2: Funktionsbausteine Environment Controller
Die genaue Konfiguration dieser Bausteine ist in der Onlinehilfe des KW Multiprog in der zugehörigen
Bibliothek beschrieben.
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Feldbusschnittstellen
3.3
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Feldbusschnittstellen des Systems
3.3.1 CANopen Master
3.3.1.1
Allgemeine Beschreibung
Die CIF- Karten der Firma Hilscher verbinden verschiedene Feldbusse mit der Soft SPS. Die Karten
sind so entwickelt, dass die verschiedenen Feldbusse trotz Ihrer Unterschiede, in der SPS
austauschbar sind. Die Feldbusabhängigen Eigenschaften werden mit Hilfe des Buskonfigurators
SyCon® so parametriert, dass sich die Schnittstelle zur Soft-SPS (PLC) immer gleich verhält.
Dieser Buskonfigurator der Fa. Hilscher steht sowohl als eigenständiges Werkzeug (SyCon32®), als
auch als integrierter Arbeitsbereich (SyCon.NET®) in der IEC 61131 Entwicklungsumgebung KW
Multiprog Suite der Fa. KW-Software zur Verfügung.
Die Feldbuskarten verfügen über eine eigene Intelligenz, die den gesamten Datenverkehr abwickelt
und die Nutzdaten der Soft-SPS zur Verfügung stellt. Bei den Nutzdaten wird unterschieden zwischen
dem Prozessabbild und den asynchronen Diensten. Das Prozessabbild entsteht durch zyklisches
Abfragen der angeschlossenen Teilnehmer, entsprechend ihrer Konfiguration durch SyCon®. Das
Prozessabbild wird dann in den Dual-Ported-Memory (DPM) abgelegt und kann von der Soft-SPS dort
gelesen bzw. geschrieben werden. Parallel zu diesem Dienst können Daten auch asynchron zum
Prozessabbild mit den Teilnehmern ausgetauscht werden. Dazu ist in dem DPM der Feldbuskarte
eine Messagebox vorgesehen, welche die Befehle und Daten verarbeitet.
Im DIORAIL PC2 befinden sich in der Grundkonfiguration 2 CANopen-Master COM-CN Module der
Firma Hilscher.
3.3.1.2
Übersicht Funktionsbausteine für den CANopen Bus
Da das Erzeugen des Prozessabbilds von der Karte eigenständig vorgenommen wird, sind nur
Bausteine zur Diagnose vorhanden. Das Einlesen oder Schreiben der Daten erfolgt mit Hilfe des I/OTreibers CIF.
Folgende Funktionsbausteine sind für die Prozessdaten des CANopen Bus verfügbar:
Funktion
Kurzbeschreibung
CIFInfo
Anzeigen von Typ, Status und Fehler der CIF Karte
Mit Hilfe des Funktionsbausteins CIFInfo können die Kenndaten und der
Zustand einer CIF Karte ausgegeben werden. Die Feldbuskarten der Firma
Hilscher verhalten sich im Bezug auf das Prozessabbild zur SPS immer gleich,
so dass für alle Karten (CANopen, Profibus, etc.) der Baustein CIFInfo benutzt
werden kann.
CIFDev
Anzeigen des Status eines Teilnehmers am Bus
Die Aufgabe des Bausteins CIFDev ist es den Status eines einzelnen
Busteilnehmers auszugeben. Als Parameter werden dazu die BoardNo und
DeviceNo benötigt. Die BoardNo entspricht der Nummer der CIF Karte im
System. Die DeviceNo gibt die Nummer des Teilnehmers am Bus an. Dieser
Parameter entspricht der Nummer, die bei dem Programm SYCON in dem
Dialog "Online - Globales Statusfeld..." angezeigt wird. Die Reihenfolge dieser
Nummern wird je nach Feldbustyp unterschiedlich vergeben
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Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Feldbusschnittstellen
Für das Bearbeiten der Messagebox stehen weitere Funktionsbausteine zur Verfügung. Der Benutzer
muss die erforderlichen Daten vorgeben. Die Daten werden dann für die Messagebox aufbereitet,
gesendet und die Abarbeitung überwacht. Das Zeitverhalten ist abhängig vom Feldbus, dem
Kommando und der Auslastung der CIF Karte. Die Art und Anzahl der benötigten Daten ist abhängig
von dem Feldbustyp und sollte in den entsprechenden Handbüchern bzw. im Anhang B nachgelesen
werden.
Folgende Funktionsbausteine sind für die Messagebox des CANopen Bus verfügbar:
Funktion
Kurzbeschreibung
CIFAsHea
Senden und Empfangen von Daten mit festgelegtem Aufbau
des Datenkopfs
Mit Hilfe des Bausteins CIFAsHea kann ein Befehl an die Messagebox der
ausgewählten Karte gesendet werden. Dieser Befehl und die zugehörigen
Daten werden der Reihenfolge ihrer Aufrufe in die Messagebox kopiert. Wenn
das Kommando von der Karte abgearbeitet wurde wird die Antwort wieder an
diesen Baustein ausgegeben. Der Programmierer muss nur die Daten
vorgeben. Das Senden, Verwalten und Empfangen des entsprechenden
Befehls übernimmt die Soft-SPS eigenständig und synchronisiert die Aufrufe
mit anderen Funktionsbausteinen und den eigenen Funktionen. Der Ablauf ist
dabei wie folgt: Der Befehl wird gesendet, von der Karte bearbeitet und das
Ergebnis wieder dem Funktionsbaustein mitgeteilt.
Bei der Übergabe von Daten wird unterschieden zwischen Strukturen die einen
festen Datenkopf haben und Daten die einen befehlsabhängigen Aufbau
haben. Dieser Baustein ist für Daten die einen definierten Datenkopf haben.
CIFAsDat
Senden und Empfangen von Daten ohne festgelegtem Aufbau
des Datenkopfs
Mit Hilfe des Bausteins CIFAsDat kann ein Befehl an die Messagebox der
ausgewählten Karte gesendet werden. Dieser Befehl und die zugehörigen
Daten werden abhängig von der Reihenfolge ihrer Aufrufe in die Messagebox
kopiert. Wenn das Kommando von der Karte abgearbeitet wurde wird die
Antwort wieder an diesen Baustein ausgegeben. Der Programmierer muss nur
die Daten vorgeben. Das Senden, Verwalten und Empfangen des
entsprechenden Befehls übernimmt die Soft-SPS eigenständig und
synchronisiert die Aufrufe mit anderen Funktionsbausteinen und den eigenen
Funktionen. Der Ablauf ist dabei wie folgt: Der Befehl wird gesendet, von der
Karte bearbeitet und das Ergebnis wieder dem Funktionsbaustein mitgeteilt.
Bei der Übergabe der Daten ist abhängig von dem Feldbus und dem
Kommando. Deshalb sind an den Ein- Ausgängen SendData und RecData
beliebige Datenstrukturen anzulegen
CIFAsRec
Empfangen und Weiterleiten von asynchronen Daten anderer
Busteilnehmer
Der Baustein CIFAsRec ist für den asynchronen Empfang von Daten aus der
Mesagebox. Im normalen Ablauf wird ein Kommando und die Daten zur
Messagebox geschickt, dort bearbeitet und die Antwort wieder an den
entsprechenden Baustein ausgegeben. Außerdem können auch Daten von
anderen Teilnehmern asynchron zum normalen Ablauf versendet werden.
Diese Daten werden ebenfalls von der Messagebox verwaltet. Zum Empfang
dieser Datenpakete wurde dieser Baustein eingebracht. Die Soft-SPS versucht
diese Datenpakete anhand der Kenndaten einem bestimmten Baustein zu
zuordnen. Wird kein entsprechend konfigurierter Baustein gefunden, wird das
Telegramm verworfen. Diese Daten können mit Hilfe dieses Bausteins
empfangen und anschließend von der Soft-SPS verarbeitet werden. Der
Datenempfang ist immer asynchron zum Taskintervall. Damit keine Pakete
verloren gehen hat der Baustein einen FIFO, dessen Größe einstellbar ist. Wird
der FIFO trotzdem überlaufen, wird jeweils das älteste Datenpaket verworfen.
Die genaue Konfiguration und Funktion der CIF Bausteine ist in der Onlinehilfe des KW-Software
Multiprog in der Bibliothek CIF beschrieben.
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Feldbusschnittstellen
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
3.3.2 CAN2.0 Schnittstelle
3.3.2.1
Allgemeine Beschreibung
Auf dem System ist ein Mikrokontroller integriert, der zwei CAN 2.0 Kanäle bedienen kann. Der
Mikrokontroller arbeitet eigenständig von der Soft-SPS, nur die Konfigurations- und Prozessdaten
werden über ein Dual Ported Memory ausgetauscht. Die Anwendersoftware konfiguriert die Parameter
in Abhängigkeit der CAN IDs.
Diese konfigurierbaren Einheiten werden "Slots" genannt. Es stehen maximal 32 Eingangs- und 32
Ausgangs- Slots zur Verfügung, die über die zwei CAN2.0 Kanäle frei verteilbar sind. Ein Slot für das
Empfangen beinhaltet eine CAN ID und die Parameter für die Überwachung der Daten, die erwartet
werden. Die Sende- oder Empfangsdaten werden über einen IO Treiber geschrieben bzw. eingelesen.
So ist gewährleistet, dass die Daten synchron zum Prozessabbild benutzt werden.
3.3.2.2
Übersicht Funktionsbausteine für den CAN Bus
Mit Hilfe des Funktionsbausteins CAN20Transmit können die Sende-Parameter und das Senden von
Daten konfiguriert werden.
Mit Hilfe des Funktionsbausteins CAN20Receive können die Empfangs-Parameter von CAN 2.0
Telegrammen und eine Überwachung eingestellt werden.
Der Funktionsbaustein CAN20Config wird benötigt, um die Parameter für die zwei CAN Kanäle
vorzugeben (z.B. Baudrate). Beim Aufruf dieses Bausteins wird gleichzeitig ein Watch Dog auf dem
CAN 2.0 Controller getriggert. Die Soft SPS und der Kontroller überwachen so gegenseitig die
Funktion des Systems. Wird die Zeit überschritten meldet der CAN 2.0 Kontroller einen Watch Dog
Fehler an die Soft SPS.
Folgende Funktionsbausteine für den CAN 2.0 B sind verfügbar:
Funktion
Kurzbeschreibung
CAN20 Transmit
Baustein für die Sende-Konfigurationsdaten
CAN20 Receive
Baustein für die Empfangs-Konfigurationsdaten
CAN20 Config
Konfiguration der CAN Kanäle und Watchdog
Tabelle 3: Funktionsbausteine CAN2.0
Die genaue Konfiguration und Funktion dieser Bausteine ist in der Onlinehilfe des KW Multiprog in der
zugehörigen Bibliothek beschrieben.
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Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Feldbusschnittstellen
3.3.3 L-Bus Schnittstelle
Der von Lütze spezifizierte L-Bus wird zur Kopplung der L-Bus-fähigen DIOLINE20-E/A-Module
benötigt. Aufgrund der Schieberegisterstruktur des L-Bus, besteht eine Kommunikations-Sequenz
(E/A) immer aus einem Schreib-Zyklus(TX) und einem direkt nachfolgenden Lese-Zyklus (RX). Nur
wenn der TX- und der nachfolgende RX-Zyklus erfolgreich beendet wurden, erfolgt die Datenausgabe.
Der L-Bus Treiber für ProConOS® soll ein Prozessabbild der externen lokalen I/O Komponenten der
Firma Lütze der Soft-SPS zu Verfügung stellen. Dazu wird innerhalb der Soft-SPS ein eigenes
Programm gestartet, um die Bearbeitung des L-Bus von dem Verhalten der SPS zu trennen. Der
Treiber wird die SPS bei keiner Fehlersituation anhalten, so dass die SPS immer anläuft bzw. weiter
arbeitet. Der Anwender kann und sollte mit Hilfe der zur Verfügung stehenden Funktionsbaussteine
die Überwachung übernehmen um die nötigen Reaktionen selber zu bestimmen.
3.3.3.1
Übersicht Funktionsbausteine für den L-Bus
Zum Anzeigen des aktuellen Zustands des L-Bus stehen zwei Funktionsbausteine zu Verfügung. Mit
der Hilfe dieser Funktionsbausteine wird der SPS nur der aktuelle Status zu Verfügung gestellt. Die
Soft-SPS kann über sie keinen Einfluss auf das Verhalten des L-Bus nehmen.
Funktion
Kurzbeschreibung
LBusInfo
Dieser Funktionsbaustein stellt der SPS den Status des L-Bus
zu Verfügung
LBusDevice
Mit der Hilfe des Funktionsbausteins LBusDevice wird der SoftSPS der Status jedes einzelnen Teilnehmers gemeldet.
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Zusatzfunktionen
3.4
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Ferromagnetischer Speicher
In Steuerungsanwendungen wird häufig ein Speicher zur Ablage von Konfigurationsdaten sowie für
die aus der SPS-Umgebung bekannten „Remanenten Merker“ oder „Retain Data“ benötigt.
In der Vergangenheit konnte dies nur durch akkugepufferten RAM oder entsprechenden FlashSpeicher realisiert werden. Akkus haben die negative Eigenschaft, im Laufe der Zeit zu altern.
Außerdem gibt es eine Vielzahl von Anwendungen, wo der Einsatz von Akkus nicht erlaubt ist. Der
Flash-Speicher hat nur eine begrenzte Anzahl von Löschzyklen, d.h. zu häufiges Beschreiben des
gleichen Speicherbereichs führt zur Zerstörung der Speicherzellen. Bei nur einem Schreibintervall pro
Sekunde muss je nach verwendetem Flash-Typ bereits nach einigen Monaten mit ersten Ausfällen
gerechnet werden.
Die im DIORAIL PC2 verwendete Speichertechnik stellt einen Speicherbereich von 24 Kbyte zur
Verfügung, der weder einen Akku zur Datenpufferung benötigt noch irgendwelche Beschränkungen
der Löschzyklen kennt. Dies ist durch den Einsatz eines Ferromagnetischen RAM-Bausteins möglich.
3.5
Post Code Ausgabe
Für Diagnosezwecke wird dem Anwender die Ausgabe von Post Code über eine zweistellige 7Segment Anzeige zur Verfügung gestellt. Dabei gibt es folgende Unterscheidung: Die Post Code
Ausgabe beim Einschalten, beim Hochfahren des Geräts und beim SPS Betrieb aus der Applikation
heraus.
3.5.1 Bedeutung der POST Code Ausgabe während des Bootens
Vor dem Booten wird an der 7-Segment Anzeige der Code "00" angezeigt
Während des Bootens zählt die 7-Segment Anzeige "11", "12", "13" wenn das Laden des
Betriebssystems und der Software fehlerfrei war. Für weitere Post Code Ausgaben während des
Starts kann in der Datei Program.lst, im Root-Verzeichnis des DIORAIL PC2, der gewünschte Eintrag
vorgenommen werden.
Die Syntax ist dabei wie folgt: #PostCode yyy
Dabei kann für yyy eine Dezimale Zahl von 0 bis 255 eingegeben werden. Die Anzeige wird als
hexadezimaler Wert ausgegeben.
Um die Datei bearbeiten zu können ist eine FTP-Verbindung zum DIORAIL PC2 vorausgesetzt (siehe
Kapitel 4.3).
3.5.2 Konfiguration der POST Code Ausgabe im Betrieb
Der Programmierer hat die Möglichkeit z.B. für Diagnosezwecke die Anzeige der 7-Segment Anzeige
aus der Applikation heraus über den Funktionsbaustein zu programmieren.
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Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
4
Konfiguration
Konfiguration / Einrichtung DIORAIL PC2
Der DIORAIL PC2 bietet dem Programmierer die Möglichkeit, über das FTP Protokoll das System zu
Konfigurieren und zu Updaten. Dazu ist ein Programmier-Gerät (z.B. ein PC) mit einem Windows
Betriebssystem und einer Ethernet-Schnittstelle erforderlich.
4.1
Einrichtung des Programmier-Geräts
Um eine Verbindung zwischen Programmier-Gerät und DIORAIL PC2 erfolgreich aufzubauen, muss
eine Netzwerkverbindung über einen Ethernet Switch oder direkt per Crossover Ethernet-Kabel
aufgebaut werden. Dabei werden die Netzwerkanschlüsse RJ45 beim Programmier-Gerät und M12
beim DIORAIL PC2 direkt oder am Switch angeschlossen.
Die IP-Adresse des Programmier-Geräts muss auf denselben IP Kreis wie der DIORAIL PC2
konfiguriert ist, eingestellt sein.
Der DIORAIL PC2 hat als Standard IP-Adresse die 192.168.0.200 in der Subnet-Mask 255.255.255.0.
Die IP-Adresse des Programmier-Geräts könnte z.B 192.168.0.xxx lauten (xxx steht für einen Wert
zwischen 2 und 254 – mit Ausnahme der IP 200 des DIORAIL PC2). Die erfolgreiche
Netzwerkverbindung kann über einen Ping überprüft werden (Befelszeile ping –t 192.168.0.200 in der
Windows Eingabeaufforderung (DOS-Box)).
Um die programmierte Applikation auf den DIORAIL PC2 zu laden, ist die Installation der
Entwicklungsumgebung KW Multiprog der Fa. KW-Software auf dem Programmier-Gerät erforderlich.
4.2
Verbindung zum Bootloader der CPU
Um Veränderungen an den Einstellungen des Bootloader des DIORAIL PC2 vorzunehmen, muss eine
Verbindung des Programmier-Geräts zur seriellen Schnittstelle der ETX-CPU (DIORAIL PC2)
vorhanden sein. Dafür wird das Programmier-Gerät per seriellem Nullmodemkabel an COM1 (RS232)
des DIORAIL PC2 angeschlossen.
In einem Terminalprogramm (z.B. Hyperterminal) sind die Verbindungseinstellungen wie folgt zu
setzen:
Baudrate: 38400
Datenbits: 8
Parität: N (non parity)
Stoppbit: 1
Wenn nach dem Einschalten des DIORAIL PC2 im Ausgabefenster des Terminalprogramms
Startmeldungen (z.B. Firmware-Version, CPU-Typ, etc) erscheinen, dann ist die serielle Verbindung
zwischen DIORAIL PC2 und Programmier-Gerät erfolgreich aufgebaut.
Um den Bootvorgang des DIORAIL PC2 zu unterbrechen und am Bootloader weitere Einstellungen
vorzunehmen, muss der Anwender nach dem Einschalten des DIORAIL PC2 im Terminalprogramm
die Space-Taste der Tastatur betätigen. Anschließend ist die Navigation im Menü des Bootloader
möglich.
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Konfiguration
4.3
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
FTP Verbindung
Um den DIORAIL PC2 zu konfigurieren, muss eine FTP-Verbindung zwischen Programmier - PC und
DIORAIL PC2 aufgebaut werden. Hierzu wird eine erfolgreiche Netzwerkverbindung (Kapitel 4.1)
vorausgesetzt.
Geben Sie im Internet Explorer FTP://192.168.0.200/ ein und es erscheint die Dateistruktur der
gesteckten Compact-Flash Karte.
4.4
Ablauf des Bootvorganges
Das Betriebssystem Windows CE 4.2 liegt als gepackte Datei namens NK.BIN vor. Bei jedem Start
des DIORAIL PC2 wird das Betriebssystem in das interne RAM entpackt und geladen wird.
Anschließend wird das Programm ISH-Starter.exe gestartet, welches wiederum die Einstellungen, die
in den einzelnen Konfigurationsdateien (TCPIP.CFG und PROCONOS.INI) gespeichert sind, in das
Betriebssystem lädt.
4.5
Einstellung der IP Adresse im DIORAIL PC2
In der Datei TCPIP.CFG im Root-Verzeichnis des DIORAIL PC2 sind die Netzwerkeinstellungen (IPAdresse, DNS-Server, etc.) des hinterlegt. Um diese zu ändern, muss die Datei lokal auf das
Programmier-Gerät heruntergeladen werden. Dort kann die Datei verändert und abgespeichert
werden. Anschließend kann diese veränderte Datei per FTP auf den DIORAIL PC2 hochgeladen
werden.
Beim nächsten Start des DIORAIL PC2 werden die neuen Einstellungen wirksam.
4.6
Einstellung der seriellen Schnittstelle
Im Unterordner ProConOS befindet sich die Datei PROCONOS.INI. In dieser Datei kann neben
verschiedenen Systemeinstellungen (Adressen des Dual-Ported-Memory, der Feldbuskarten, etc.)
auch die Baudrate der Seriellen Schnittstellen COM1 (RS232) und COM2 (RS485) unter dem Eintrag
[PCOSCom@1] und [PCOSCom@2] eingestellt werden. Um diese zu ändern, muss die Datei lokal
auf das Programmier-Gerät heruntergeladen werden. Dort kann die Datei verändert und
abgespeichert werden. Anschließend kann die veränderte Datei per FTP in das entsprechende
Verzeichnis auf den DIORAIL PC2 hochgeladen werden.
Beim nächsten Start des DIORAIL PC2 werden die neuen Einstellungen wirksam.
20/24
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
4.7
Konfiguration
Update des Systems
Es gibt 5 Möglichkeiten eines Software-Updates auf dem DIORAIL PC2. Den Bootloader, das
Betriebssystem, das Laufzeitsystem, die Applikation und die Feldbuskonfiguration.
4.7.1 Update des Bootloaders
Um ein Update des Bootloader durchzuführen, muss vorher das Bootloader-Image auf der im
DIORAIL PC2 eingesteckten Compact-Flash Speicherkarte abgelegt sein. Dies kann z.B. per FTP
erfolgen. Wenn eine FTP-Verbindung mit dem Windows-Explorer hergestellt wird, kann die Datei per
Drag-and-Drop in das Root-Verzeichnis abgelegt werden.
Voraussetzung für dieses Softwareupdate ist eine hergestellte Verbindung zum Bootloader der CPU
(siehe Kapitel 4.2).
Anschließend muss im Menü des Bootloader die Taste 'U' eingegeben werden. Der DIORAIL PC2
führt ein Update des Bootloader durch. Um das erfolgreiche Update zu verifizieren wird der DIORAIL
PC2 neu gestartet. Beim Booten erscheint die aktuelle Versionsnummer im Terminal-Ausgabefenster.
4.7.2 Update des Betriebssystems
Voraussetzung für dieses Softwareupdate ist eine hergestellte FTP-Verbindung (siehe Kapitel 4.3)
zwischen Programmier-Gerät und DIORAIL PC2.
Um das Betriebssystem-Update durchführen zu können, muss die aktuelle NK.BIN auf den DIORAIL
PC2 per FTP hochgeladen werden. Wenn eine FTP-Verbindung mit dem Windows-Explorer
hergestellt wird, kann die Datei per Drag-and-Drop in das entsprechende Verzeichnis abgelegt
werden. Es ist unbedingt sicherzustellen, dass während dieses Transfers kein
Kommunikationsabbruch vorkommt, da in diesem Fall das System zerstört werden kann. Das Starten
und Hochlaufen des Systems ist dann eventuell nicht mehr möglich.
Beim nächsten Start des DIORAIL PC2 werden die neuen Einstellungen wirksam.
4.7.3 Update des Laufzeitsystems
Voraussetzung für dieses Softwareupdate ist eine hergestellte FTP Verbindung (siehe Kapitel 4.3)
zwischen Programmier-Gerät und DIORAIL PC2.
Um das Laufzeitsystem-Update durchführen zu können, ist es zunächst notwendig die Datei
ProConOSCE.exe auf dem DIORAIL PC2 umzubenennen. Anschließend wird die neue aktuelle
ProConOSCE.exe auf den DIORAIL PC2 hochgeladen. Die umbenannte alte ProConOSCE.exe kann
nach einem Neustart des Systems gelöscht werden. Mit erfolgreichem Neustart wird auch die neue
ProCOnOSCE.exe aktiv.
Beim nächsten Start des DIORAIL PC2 werden die neuen Einstellungen wirksam.
4.7.4 Update der Applikation
Voraussetzung für dieses Softwareupdate ist eine hergestellte Netzwerk - Verbindung zwischen
Programmier-Gerät und DIORAIL PC2 (siehe Kapitel 4.1).
Um ein Applikations-Update durchzuführen, muss der Anwender ein mit KW Multiprog erstelltes
Projekt mittels des Ressourcenkontrolldialogs im KW-Software Multiprog senden. Voraussetzung
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Konfiguration
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
dafür ist eine Installation der Entwicklungsumgebung KW Multiprog oder des Update-Werkzeugs KW
Multiprog Monitoring.
Um ein Projekt auf die Steuerung zu senden, muss der Projekt-Kontrolldialog (Abbildung 3) über das
in Abbildung 2 markierte Symbol geöffnet werden.
Abbildung 2: Symbol für Projekt-Kontrolldialog
Anschließend wird der Sendevorgang auf den DIORAIL PC2 durch drücken und anschließendes
Bestätigen des Senden-Buttons ausgeführt.
Abbildung 3: Projekt-Kontrolldialog
Weitere Informationen zur Entwicklungsumgebung sind unter Anhang A abgelegt.
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Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Konfiguration
4.7.5 Update der Feldbuskonfiguration
Hier wird das Update der Feldbuskonfiguration mit dem in der KW Multiprog Suite integriertem
Werkzeug SyCon.NET beschrieben.
In der KW Multiprog Suite den Arbeitsbereich Buskonfiguration wählen.
Arbeitsbereich Buskonfiguration
1. Rechtsklick auf den Master und im Kontextmenü zunächst mit der CANopen-Master Karte Verbinden.
2. Erneuter Rechtsklick auf den Master und im Kontextmenü Download drücken.
3. Anschließendes Trennen (Rechtsklick).
Abbildung 4: Update der Fldbuskonfiguration
Beim nächsten Start des DIORAIL PC2 werden die neuen Einstellungen wirksam.
4.8
Webserver
Es besteht die Möglichkeit über einen integrierten WEB-Server Informationen des Systems
auszulesen. Voraussetzung ist eine bestehende Netzwerk-Verbindung zwischen Programmier-Gerät
und DIORAIL PC2.
Geben Sie im Internet Explorer http://192.168.0.200/ ein und es erscheint die Startseite, in der man
beispielsweise durch einen Mausklick auf den Link ProConOS runtime messages die Informationen
der SPS einsehen kann.
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Anhang
5
Bedienungsanleitung DIORAIL PC2 System
Anhang
Der Anhang besteht aus separaten Dokumenten. Hier wird der Inhalt der einzelnen Kapitel
beschrieben.
Anhang A – KW Software
Im Anhang A befinden sich Dokumente der Fa. KW Software, die die Entwicklungsumgebung
Multiprog beschreiben.
Anhang B – Hilscher GmbH
Im Anhang B befinden sich Dokumente der Fa. Hilscher, die den Systemkonfigurator für CANopen
Sycon32® und die Unterschiede zum im KW Multiprog integrierten Konfigurator Sycon.NET®
beschreiben.
Darüber hinaus werden die Konfigurationsmöglichkeiten und das Protokollinterface der COM-CN
Karten CANopen-Master beschrieben.
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