Benutzerhandbuch / User Manual
Rotary
Encoders
Linear Encoders Motion
System
D
GB
Seite 2 - 94
Page 95 - 188
CEV-65
COV-65
CES-65
COS-65
•
Software/Support CD: 490-01001
- Soft-No.: 490-00423
5617
Benutzerhandbuch / User Manual
Single-Turn / Multi-Turn
Absolute rotary encoder series Cxx-65 with POWERLINK V2.0 interface
•
Zusätzliche Sicherheitshinweise
•
Installation
•
Inbetriebnahme
•
Konfiguration / Parametrierung
•
Fehlerursachen und Abhilfen
•
Additional safety instructions
•
Installation
•
Commissioning
•
Configuration / Parameterization
•
Cause of faults and remedies
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Änderungsvorbehalt
Jegliche Änderungen, die dem technischen Fortschritt dienen, vorbehalten.
Dokumenteninformation
Ausgabe-/Rev.-Datum: 12/19/2008
Dokument-/Rev.-Nr.:
TR - ECE - BA - DGB - 0071 - 01
Dateiname: TR-ECE-BA-DGB-0071-01.DOC
Verfasser: MÜJ
Schreibweisen
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Marken
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Inhaltsverzeichnis
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Inhaltsverzeichnis
6.3.4 Zusammenhang IP-Adresse und Default-Subnetzmaske ...................................... 42
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Änderungs-Index
Änderungs-Index
Änderung
- Unterstützung von SDO Kommunikation über EPL ASnd Frames
- Objekte 1C14 und 2007 hinzugefügt, Objekt 6008 entfernt
- 64 Bit Parameter aufgeteilt in 2x 32 Bit Parameter
Datum Index
19.12.08 01
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1 Allgemeines
Das vorliegende Benutzerhandbuch beinhaltet folgende Themen:
Allgemeines
• 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 POWERLINK V2.0 Schnittstelle:
• CEV-65
• CES-65
• COV-65
• COS-65
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-0046
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Allgemeines
1.2 Referenzen
1.
EN 50325-4
2. CiA DS-301
3. CiA DS-406
4.
5.
6.
7.
IEC/PAS 62408
IEC 61158-300
IEC 61158-400
IEC 61158-500
8.
9.
IEC 61158-600
IEC 61784-2
10.
ISO/IEC 8802-3
11.
ISO 15745-4 AMD 2
12.
IEEE 1588-2002
13. RFC768
14. RFC791
15. RFC1213
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 Powerlink (EPL);
International Electrotechnical Commission
Digital data communications for measurement and control
- Fieldbus for use in industrial control systems
- Part 300: Data Link Layer service definition
Digital data communications for measurement and control
- Fieldbus for use in industrial control systems
- Part 400: Data Link Layer protocol specification
Digital data communications for measurement and control
- Fieldbus for use in industrial control systems
- Part 500: Application Layer service definition
Digital data communications for measurement and control
- Fieldbus for use in industrial control systems
- Part 600: Application Layer protocol specification
Digital data communications for measurement and control
- Additional profiles for ISO/IEC 8802-3 based
communication networks in real-time applications
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
(CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications
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 Standard for a Precision Clock Synchronization
Protocol for Networked Measurement and Control Systems
Definiert das User Datagram Protocol (UDP)
Definiert das Internet Protocol (IP)
Definiert u.a. die IP Group und Interface Group
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1.3 Verwendete Abkürzungen / Begriffe
CEV
Absolut-Encoder mit optischer Abtastung ≤ 15 Bit Auflösung,
Ausführung mit Vollwelle
COV
CES
COS
Absolut-Encoder mit optischer Abtastung > 15 Bit Auflösung,
Ausführung mit Vollwelle
Absolut-Encoder mit optischer Abtastung ≤ 15 Bit Auflösung,
Ausführung mit Sackloch
Absolut-Encoder mit optischer Abtastung > 15 Bit Auflösung,
Ausführung mit Sackloch
Allgemeines
EG Europäische Gemeinschaft
EMV
ESD
IEC
ISO
PAS
VDE
Elektro-Magnetische-Verträglichkeit
Elektrostatische Entladung (Electro Static Discharge)
Internationale Elektrotechnische Kommission
International Standard Organisation
Publicly Available Specification
Verein Deutscher Elektrotechniker
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Allgemeines
Bus-spezifisch
ASnd
Broadcast
CAN
CiA
Asynchronous Send (EPL Frame Typ)
Mehrpunktverbindung, die Nachricht wird an alle Teilnehmer im Netzwerk gesendet.
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).
CN
CSMA/CD
DNS
EDS
Controlled Node: Knoten im EPL Netzwerk, ohne die Fähigkeit das „Slot Communication Network Management“ zu steuern
(Slave).
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
Domain Name System, Namensauflösung in eine IP-Adresse
EPL
EPSG
Hub
IAONA
MN
Multicast
NMT
PDO
Electronic-Data-Sheet (elektronisches Datenblatt)
Ethernet PowerLink
ETHERNET Powerlink Standardization Group
Ein Hub verbindet unterschiedliche Netzwerksegmente miteinander, z.B. in einem Ethernet-Netzwerk.
Industrial Automation Open Networking Alliance
Managing Node: Knoten im EPL Netzwerk, mit der Fähigkeit das „Slot Communication Network Management“ zu steuern
(Master).
Mehrpunktverbindung, die Nachricht wird an eine bestimmte
Gruppe von Teilnehmern gesendet.
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.
PollRequest (EPL Frame Typ) PReq
PRes
RFC
RTE
SCNM
PollResponse (EPL Frame Typ)
Requests for Comments
Real-Time Ethernet
Slot Communication Network Management: Wird durch den
Managing Node (Master) gesteuert.
SDO
Service Data Object. Punkt-zu-Punkt Kommunikation mit
Zugriff auf die Objekt-Datenliste eines Gerätes.
Slot Zeitscheibe
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SoA
SoC
UDP
Unicast
XDD
XML
Allgemeines
Start of Asynchronous (EPL Frame Typ)
Start of Cyclic (EPL Frame Typ)
User Datagram Protocol
Punkt-zu-Punkt-Verbindung, die Nachricht wird nur an einen
Teilnehmer gesendet.
XML Gerätebeschreibungsdatei (Device Description File)
Extensible Markup Language
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Zusätzliche Sicherheitshinweise
2 Zusätzliche Sicherheitshinweise
2.1 Symbol- und Hinweis-Definition
WARNUNG !
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 POWERLINK V2.0 erfolgt gemäß IEC 61158 ff 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
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
CEx-65:.................................
≤ 25 Bit
COx-65: ................................
≤ 36 Bit
Schrittzahl / Umdrehung
CEx-65:.................................
≤ 8.192
COx-65: ................................
≤ 262.144
* Anzahl Umdrehungen
Standard: ..............................
≤ 4.096
Erweitert:...............................
≤ 256.000
POWERLINK................................. IEC 61784-2, IEC 61158 ff
Physical
Ausgabecode........................ Binär
Geräteprofil:.......................... CANopen over Ethernet, CiA DS-406
Übertragungsrate:................. 100 MBit/s
Buszykluszeit........................
≥ 400 µs
Übertragung:......................... CAT-5 Kabel, geschirmt (STP), ISO/IEC 11801
Besondere Merkmale: ................. Programmierung nachfolgender Parameter
über den POWERLINK:
- Zählrichtung
- Anzahl Umdrehungen
- Gesamtmesslänge in Schritten
- Presetwert
EMV
Störaussendung: .................. DIN EN 61000-6-3: 2007
Störfestigkeit:........................ DIN EN 61000-6-2: 2006
* parametrierbar über POWERLINK
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POWERLINK Informationen
4 POWERLINK Informationen
POWERLINK V2.0, auch als „CANopen over Ethernet“ bezeichnet, ist eine Echtzeit-
Ethernet-Technologie und ist besonders geeignet für
- die Synchronisation von Antrieben
-
-
Robotik
Achsensteuerungen
-
Prozessautomatisierung
POWERLINK wurde ursprünglich 2001 von der Firma Bernecker + Rainer Industrie-
Elektronik GmbH (B&R) entwickelt und wird als offener Standard propagiert. Zur
Weiterentwicklung der Technologie wurde die Anwendervereinigung „ETHERNET
Powerlink Standardization Group“ (EPSG) gegründet.
POWERLINK ist eine öffentlich zugängliche Spezifikation, die durch die IEC
(IEC/Pas 62408) 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) und IEC 61784-2 (Kommunikationsprofile) integriert.
4.1 POWERLINK-Funktionsprinzip
4.1.1 Allgemeines
Ethernet POWERLINK (EPL) ist ein Kommunikationsprofil für Real-Time Ethernet
(RTE). Es erweitert Ethernet, entsprechend dem IEEE 802.3 Standard, mit
Mechanismen für die Datenübertragung mit berechenbarem Zeitverhalten und genauer Synchronisation. Das Kommunikationsprofil entspricht den
Timinganforderungen typisch für die High-Performance Automation und Motion-
Applikationen. Die Grundprinzipien des Fast-Ethernet-Standards IEEE 802.3 werden beibehalten und um Real-Time Ethernet erweitert. Es ist daher möglich, weiterhin die bei Standard Ethernet eingesetzten Infrastrukturkomponenten oder Test- und
Messeinrichtungen wie z.B. Netzwerkanalysatoren zu nutzen.
Hauptmerkmale
● Einfache Installation und Nutzung durch Ingenieure aus der Automatisierung, ohne spezielles Netzwerk- oder Protokoll-Know-How
● bis zu 240 Real-Time Knoten in einem Netzwerksegment
● deterministische Kommunikation garantiert
– IAONA Real-Time Klasse 4, höchste Performance
– minimale Zykluszeit von ≤ 200 µs
– minimaler Jitter von < 1 µs, für präzise Synchronisation der vernetzten Knoten
● Direkte Peer-To-Peer Kommunikation aller Knoten, Publish/Subscribe
● „Hot Plugging“ Funktionalität
● Nahtlose Integration in andere Netzwerke über Routing zu
– IEEE 802.3u Fast Ethernet
– Unterstützung von IP basierten Protokollen wie z.B. UDP
– Integration der CANopen Profile nach EN50325-4 für Geräte Kompatibilität
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POWERLINK Informationen
4.1.2 Slot Communication Network Management
EPL unterstützt folgende Funktionen:
1. Übertragung von zeitkritischen Daten in bestimmten isochronischen Zyklen. Der
Datenaustausch basiert auf dem „Producer/Consumer“ Modell. Die isochrone
Datenübertragung wird z.B. für die Übertragung der Mess-System – Istposition benutzt. Der Producer (Mess-System) ist dabei der Sender, der seine Daten erst nach Aufforderung an die Kommunikationspartner, die Consumer (SPS),
überträgt, welche die Daten dann verarbeiten.
2. Synchronisation von vernetzten Knoten mit hoher Genauigkeit.
3. Übertragung von weniger zeitkritischen Daten, asynchron auf Anfrage. Der
Datenaustausch basiert auf dem „Client/Server“ Prinzip. Die asynchrone
Datenkommunikation wird benutzt, um IP-basierte Protokolle wie z.B. UDP zu
übertragen.
EPL verwaltet den Netzwerkverkehr in einer Art und Weise, dass bestimmte
Zeitscheiben „Slots“ für die isochronen und asynchronen Daten bestehen. Es stellt sicher, dass immer nur ein vernetztes Gerät Zugang zum Netzwerk erhält. Daher hat die Übertragung von isochronen und asynchronen Daten keine Auswirkung aufeinander und der zeitliche exakte Kommunikationsablauf ist sichergestellt. Dieser
Mechanismus wird „Slot Communication Network Management“ (SCNM) genannt. Die
Verwaltung des SCNM wird über den so genannten „Managing Node“ (MN) mit
Master-Funktionalität vorgenommen. Alle anderen Knoten werden „Controlled Nodes“
(CN) genannt und besitzen Slave-Funktionalität. Das Mess-System entspricht einem
Controlled Node.
Abbildung 1: Slot Communication Network Management, SCNM
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POWERLINK Informationen
4.1.3 POWERLINK – Zyklus, Zeitscheibenverfahren
Über das Zeitscheibenverfahren beim POWERLINK wird die von Standard-Ethernet her bekannte Problematik der Kollisionen mit CSMA/CD-Technik umgangen. Im
POWERLINK-Netz darf immer nur ein Teilnehmer zu einem Zeitpunkt senden, der
POWERLINK wird somit auch für harte Echtzeitanforderungen einsetzbar.
Es gibt ein Knoten im Netzwerk, der vorgibt, wann andere Knoten senden dürfen.
Dies ist der Managing Node (MN). Weiterhin synchronisiert der MN alle angeschlossenen Teilnehmer. Die restlichen Knoten, Controlled Nodes (CN),
reagieren auf seine Anweisung. Abbildung 2 zeigt einen kompletten EPL-
Kommunikationszyklus.
Abbildung 2: EPL Zyklusdiagramm
Die Kommunikation erfolgt mit dem bereits oben erwähnten Zeitscheibenverfahren.
Jeder konfigurierte CN wird zyklisch vom MN abgefragt. Ein Zyklus wird durch ein
„Start of Cycle“ eingeleitet, der von den CNs zur Synchronisation benutzt wird.
Danach sendet der MN ein „Poll Request“ zum ersten Knoten, welcher dann die empfangenen Daten auf die Ausgänge legt (I1) und erfasst neue Prozessdaten. Nach einer vordefinierten Zeit beginnt der MN nacheinander alle konfigurierten CNs abzufragen. Dazu sendet der MN weitere PReqs zu den Knoten. Das PReq enthält
Ausgabedaten für einen Knoten und dient als Sendeaufforderung.
Empfängt ein konfigurierter CN den PReq, speichert er die Eingabedaten und sendet ein „Poll Response“ mit den beim SoC erfassten Daten als Broadcast (I1…In).
Dadurch ist es für alle anderen CNs möglich, diese gesendeten Daten „mitzuhören“.
Die zyklische Kommunikation wird durch ein „End of Cycle“ beendet. Danach gibt es einen asynchronen Abschnitt, indem beliebige Kommunikation stattfinden kann.
Dieser wird durch ein „Start of Asynchronous“ eingeleitet.
SoC: Start of Cycle
Pres (MN): Poll Response Managing Node ! End of Cycle
SoA: Start of Asynchronous
Ix:
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12/19/2008 isochrone Daten, Prozessdaten
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POWERLINK Informationen
4.1.4 MAC Adressierung
Gemäß IEEE802.3, muss ein EPL Knoten Unicast, Multicast und Broadcast Ethernet
MAC Adressierung unterstützen.
MAC Unicast
Für gewöhnliche Adressen (unicast) ist das höherwertige Bit der MAC-Adresse 0. Die benutzten Unicast-Adressen für EPL sind innerhalb eines EPL-Segments einmalig.
MAC Multicast
Für Gruppen-Adressen ist das höherwertige Bit der MAC-Adresse 1. Über Gruppen-
Adressen können mehrere Knoten auf einer Einzeladresse mithören. Wenn ein Frame zu einer Gruppen-Adresse gesendet wird, empfangen all die Knoten die Nachricht, die für die Gruppen-Adresse gelistet sind. Das Senden zu einer Gruppe von Knoten wird
Multicast genannt.
MAC Broadcast
Die EPL Broadcast-Adresse hat den Wert 0xFF, Nachrichten mit dieser Adresse werden an alle Teilnehmer im Netzwerk gesendet.
Frame Typ Adresse Kommentar
Start of Cycle, SoC
PollRequest, PReq
PollResponse, PRes
Unicast xx-xx-xx-xx-xx-xx
Anfrage des MN’s an den CN im
EPL-Zyklus. Übertragung von isochronen Daten.
Antwort des CN’s auf PReq.
Multicast 01-11-1E-00-00-02
Daten.
AsynchronousSend, ASnd
Nicht EPL
Unicast /
Multicast /
Broadcast
Unicast
Tabelle 1: Physikalische Adressierung von EPL-Frames
01-11-1E-00-00-04
Antwort des angefragten CN’s im azyklischen Datenaustausch. xx-xx-xx-xx-xx-xx
Standard Ethernet Kommunikation im azyklischen Datenaustausch.
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POWERLINK Informationen
4.2 Protokoll
Das für Prozessdaten optimierte POWERLINK-Protokoll wird über einen speziellen
Ethertype direkt im Ethernet-Frame II transportiert. Die azyklische Kommunikation, der
Transport von IP-basierten Protokollen wie z.B. UDP etc., benutzt den Ethertype
0x0800. POWERLINK Real-Time-Frames benutzen den Ethertype 0x88AB.
Anhand des Ethertypes werden die POWERLINK-spezifischen Daten unterschiedlich interpretiert.
Die Struktur und Bedeutung der Parameter bei der azyklischen Parameterkommunikation wird durch das Geräteprofil „CANopen Device Profile für Encoder CiA DS-406“ vorgegeben.
UDP/IP-Datagramme werden ebenfalls unterstützt. Dies bedeutet, dass sich der
Managing Node und die Controlled Nodes in unterschiedlichen Subnetzen befinden können. Die Kommunikation über Router hinweg in andere Subnetze ist somit möglich.
POWERLINK verwendet ausschließlich Standard-Frames nach IEEE802.3. Damit können POWERLINK-Frames von beliebigen Ethernet-Controllern verschickt
(Master), und Standard-Tools (z. B. Monitor) eingesetzt werden.
Abbildung 3: Ethernet Frame Struktur
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POWERLINK Informationen
4.3 Geräteprofil
Das Geräteprofil beschreibt die Anwendungsparameter und das funktionale Verhalten des Gerätes, einschließlich der geräteklassenspezifischen Zustandsmaschine. Bei
POWERLINK wird das von CANopen her bekannte „Device Profile for Encoder“,
CiA DS-406 benutzt.
Das CANopen-Protokoll liegt auf der Anwendungsschicht. Bei POWERLINK wird einfach das Transportmittel CAN gegen Ethernet ausgetauscht:
Abbildung 4: Virtuelle EPL / CANopen Software-Architektur
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POWERLINK Informationen
4.4 Referenz-Modell
POWERLINK stellt die gleichen Kommunikationsmechanismen zur Verfügung wie sie von
• Objektverzeichnis
• PDO,
• SDO,
Netzwerkmanagement
Aus Sicht der Anwendung gibt es daher keinen Unterschied zwischen CANopen und
POWERLINK, weder beim Handling der Daten noch beim Objektverzeichnis oder anderen CANopen-typischen Diensten.
Durch den Einsatz von POWERLINK werden die CAN-spezifischen
Netzwerkbeschränkungen aufgehoben und weiterhin die Vorteile von CANopen genutzt:
●
Einfache Migration von CAN zu POWERLINK oder
●
Kombination von CAN- und POWERLINK-Netzwerken mithilfe von Gateways
Abbildung 5: POWERLINK eingeordnet im Schichtenmodell [Quelle: EPSG Powerlinkspezifikation]
1
EN 50325-4: Industrielle-Kommunikations-Systeme, basierend auf ISO 11898 (CAN) für Controller-Device
Interfaces. Teil 4: CANopen.
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POWERLINK Informationen
4.5 Objektverzeichnis
Das Objektverzeichnis strukturiert die Daten eines POWERLINK-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
0x0001-0x009F
0x00A0-0x0FFF
0x1000-0x1FFF
0x2000-0x5FFF
0x6000-0x9FFF
0xA000-0xBFFF
0xC000-0xFFFF
nicht benutzt
Datentyp Definitionen reserviert
Kommunikations-Profilbereich (CiA DS-301, DS-302)
Herstellerspezifischer-Profilbereich
Geräte-Profilbereich (CiA DS-406)
Schnittstellen-Profilbereich 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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POWERLINK 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.
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 (MN) spezifiziert in seiner Anforderung „Request“ den
Parameter, die Zugriffsart (Lesen/Scheiben) und gegebenenfalls den Wert. Der so genannte SDO Server (CN 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.
Das Mess-System unterstützt SDO Übertragungen über UDP/IP und ASnd Frames im asynchronen Zeitabschnitt.
MAC-Frame-Header
(EtherType = 0800h)
IP-Header
(Protocol = 0x11)
UDP-Header
(Port = 0xXXXX)
EPL-Inhalt CRC
Abbildung 8: EPL-konforme UDP/IP Framestruktur
Üblicherweise stellt der POWERLINK-Master entsprechende Mechanismen für die
SDO-Übertragung zur Verfügung. Die Kenntnis über den Protokoll-Aufbau und internen Abläufe sind daher nicht notwendig.
Schreib-Dienste, Client ! Server
●
Initiate SDO Download Expedited
Der Expedited SDO Download Dienst wird für eine beschleunigte
Übertragung von Daten benutzt, die in einen einzigen Ethernet Frame passen. Der Server antwortet mit dem Ergebnis der Downloadanfrage.
● Download SDO Segment
Der SDO Download Segment Dienst wird benutzt, um die zusätzlichen
Daten zu übertragen, welche nicht mit dem Initiate SDO Download Dienst
übertragen werden konnten. Der Master startet so viele Download SDO
Segment Dienste, bis alle Daten an den Server übertragen worden sind.
Lese-Dienste, Server ! Client
●
Initiate SDO Upload Expedited
Der Expedited SDO Upload Dienst wird für eine beschleunigte
Übertragung von Daten benutzt, die in einen einzigen Ethernet Frame passen. Der Server antwortet mit dem Ergebnis der Uploadanfrage und den angeforderten Daten, bei erfolgreicher Durchführung.
● Upload SDO Segment
Der SDO Upload Segment Dienst wird benutzt, um die zusätzlichen Daten zu übertragen, welche nicht mit der Initiate SDO Upload Dienstantwort
übertragen werden konnten. Der Server startet so viele Upload SDO
Segment Dienste, bis alle Daten vom Server übertragen worden sind.
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4.8 Abort SDO Transfer Protokoll
Konnte ein SDO Upload bzw. Download nicht ausgeführt werden, wird die
Übertragung durch den Abort SDO Transfer Dienst abgebrochen. Der Abort Dienst ist unbestätigt und kann jederzeit entweder durch den SDO Client oder dem SDO Server ausgeführt werden. Das Protokoll enthält einen vier Byte großen Abort Code, welcher
Auskunft über die Fehlerursache gibt, siehe Tabelle 18 auf Seite 92.
Byte
Offset
7 6 5 4 3 2 1 0
0 reserved
2
Response
Abort =
1
Segmentation reserved
6-7 reserved
8-11
Abort Code
Abbildung 9: Abort Transfer Frame
4.9 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.
Im Gegensatz zu einem CANopen Gerät ist bei einem POWERLINK Controlled Node nur ein TxPDO Kanal möglich.
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4.10 NMT State Machine
Die NMT Zustandsmaschine legt das Verhalten der Kommunikations-Funktionseinheit fest. Beim Anlauf durchlaufen der Managing Node und Controlled Node zunächst den gleichen Initialisierungsprozess (Common Initialisation NMT State Machine). Nach
Beendigung wird beim Mess-System dann in die CN-spezifische Zustandsmaschine
„NMT CN State Machine“, und beim Managing Node in die MN-spezifische
Zustandsmaschine „NMT MN State Machine“ verzweigt. Die MN-spezifische
Zustandsmaschine ist nicht Bestandteil dieser Beschreibung.
Abbildung 10: Common Initialisation NMT State Machine [Quelle: EPSG Powerlinkspezifikation]
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Zustände Beschreibung
NMT_GS_POWERED
NMT_GS_INITIALISATION
- NMT_GS_INITIALISING
- NMT_GS_RESET_APPLICATION
- NMT_GS_RESET_COMMUNICATION
- NMT_GS_RESET_CONFIGURATION
Übergeordneter Status
Gültig nach POWER ON.
Übergeordneter Status
Wird automatisch nach dem Systemstart eingenommen.
Initialisierung der Netzwerkfunktionalität.
Untergeordneter Status
Wird automatisch eingenommen nach POWER
ON, Hardware oder Software Reset
(NMT_GT2), oder nach einem NMTSwReset
(NMT_GT8) Kommando.
Hauptinitialisierung des Knotens.
Untergeordneter Status
Wird automatisch nach Beendigung des vorangegangenen Zustandes eingenommen, oder nach einem NMTResetNode Kommando.
Herstellerspezifische- und Geräteparameter werden auf die POWER ON Werte gesetzt.
Untergeordneter Status
Wird automatisch nach Beendigung des vorangegangenen Zustandes eingenommen, bzw. nach einem internen Kommunikationsfehler oder NMTResetCommunication
Kommando.
Kommunikationsparameter werden auf die
POWER ON Werte gesetzt.
Untergeordneter Status
Wird automatisch nach Beendigung des vorangegangenen Zustandes eingenommen, oder nach einem NMTResetConfiguration
Kommando.
Erstellung der aktiven Gerätekonfiguration.
NMT_GS_COMMUNICATING
Übergeordneter Status
Wird automatisch nach Beendigung des vorangegangenen Zustandes eingenommen, bzw. nach einem NMTSwReset (NMT_GT8),
NMTResetNode (NMT_GT4),
NMTResetCommunication (NMT_GT5) oder
NMTResetConfiguration (NMT_GT7)
Kommando, oder einem internen
Kommunikationsfehler (NMT_GT6).
Beinhaltet die MN- bzw. CN-spezifische
Zustandsmaschine. Entsprechend dem
Knotentyp wird automatisch in die für das
Gerät gültige Zustandsmaschine verzweigt.
Die angegebenen Zustände sind geräteinterne Zustände, welche nicht durch eine
Statusabfrage angezeigt werden können.
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4.10.1 NMT CN State Machine
Die NMT CN Zustandsmaschine wird durch die Common Initialisation NMT
State Machine gesteuert und ist ein untergeordneter Status von NMT_GS_POWERED und NMT_GS_COMMUNICATING.
Abbildung 11: NMT CN State Machine [Quelle: EPSG Powerlinkspezifikation]
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4.10.1.1 NMT_CS_NOT_ACTIVE
NMT_CS_NOT_ACTIVE ist ein nicht permanenter Zustand, welcher vom CN automatisch nach POWER ON eingenommen wird, wenn die Initialisierungsphase fehlerfrei durchgeführt werden konnte. Der CN verhält sich passiv (hört nur mit), beobachtet den Netzwerkverkehr, sendet keine Frames und wartet auf Kommandos des MN’s. Erkannt werden NMTReset Kommandos, gesendet über ASnd.
Der Übergang von NMT_CS_NOT_ACTIVE nach NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 wird durch ein SoA oder SoC Frame ausgelöst.
Der Übergang von NMT_CS_NOT_ACTIVE nach NMT_CS_BASIC_ETHERNET wird ausgelöst durch einen Timeout für SoC, PReq, PRes und SoA Frames.
4.10.1.2 NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1
Der CN sendet nur einen Frame, wenn er durch den MN ein SoA Async-
Anforderungskommando erhalten hat, es findet keine PDO Kommunikation statt.
Zunächst werden die angeschlossenen CNs identifiziert. Dies geschieht durch eine
IdentRequest Nachricht des MN’s, welche durch eine IdentResponse Nachricht der CNs quittiert wird. Falls erforderlich, kann der CN seine Konfiguration auch von einem Konfigurationsserver herunterladen. Beide Prozesse können komplett oder auch nur teilweise im Zustand NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 stattfinden, wenn sich der MN nicht im Zustand NMT_MS_PRE_OPERATIONAL_1 befindet, bzw. den Zustand
NMT_MS_PRE_OPERATIONAL_1 verlässt, bevor der CN seine Konfiguration beendet hat.
Der Übergang von NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 nach NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 wird ausgelöst durch ein SoC Frame.
4.10.1.3 NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2
In diesem Status wird die CN-Konfiguration vollständig abgeschlossen.
Der CN kann durch den MN über ein PReq Frame angefragt werden. Die empfangenen PDO Daten können ungültig sein und nicht den Anforderungen des
PDO Mappings entsprechen. Die vom MN empfangenen PDO Daten über PReq, die der anderen CNs und die vom MN über PRes, werden deshalb vom CN ignoriert. Die
übertragenen PRes Frames werden über das RD-Flag als ungültig deklariert. Es findet keine Verarbeitung der Prozessdaten statt.
Auf Async-Anforderungskommandos antwortet der CN über SoA. Falls vom MN nicht angefragt, findet keine Ethernet Frame Übertragung in diesem Status statt.
Wenn die Applikation betriebsbereit ist, wird vom MN das Kommando
NMTEnableReadyToOperate ausgegeben, worauf der CN in den Status
NMT_CS_READY_TO_OPERATE überführt wird.
Der Übergang von NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 nach NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 wird ausgelöst, wenn ein Fehler erkannt wird.
Der Übergang von NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 nach NMT_CS_STOPPED wird ausgelöst, wenn das NMT Status Kommando NMTStopNode empfangen worden ist.
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4.10.1.4 NMT_CS_READY_TO_OPERATE
Mit diesem Status signalisiert der CN seine Betriebsbereitschaft an den MN.
Erhält der CN eine PReq Anfrage vom MN, antwortet der CN mit einer PRes und wird so in den zyklischen Datenaustausch mit aufgenommen. Jedoch werden die vom
Mess-System an den MN gesendeten Prozess-Eingangsdaten über PRes Frames
über das RD-Flag als ungültig deklariert.
Auf Async-Anforderungskommandos antwortet der CN über SoA. Falls vom MN nicht angefragt, findet keine Ethernet Frame Übertragung in diesem Status statt.
Die Länge der PRes Frames (Prozessdaten) entspricht der konfigurierten Größe des
Objekts NMT_CycleTiming_REC.PresActPayloadLimit_U16. Die übertragenen
Daten entsprechen den Anforderungen der Mapping-Konfiguration.
Der Übergang von NMT_CS_READY_TO_OPERATE nach NMT_CS_OPERATIONAL wird ausgelöst, wenn das NMT Status Kommando NMTStartNode empfangen worden ist.
Der Übergang von NMT_CS_READY_TO_OPERATE nach NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 wird ausgelöst, wenn ein Fehler erkannt wird.
Der Übergang von NMT_CS_READY_TO_OPERATE nach NMT_CS_STOPPED wird ausgelöst, wenn das NMT Status Kommando NMTStopNode empfangen worden ist.
4.10.1.5 NMT_CS_OPERATIONAL
Dieser Zustand ist der normale Betriebszustand des CNs. Der aktive
Prozessdatenaustausch zwischen MN und CN über PReq- und PRes-Nachrichten ist jetzt möglich.
Auf Async-Anforderungskommandos antwortet der CN über SoA. Falls vom MN nicht angefragt, findet keine Standard Ethernet Frame Übertragung in diesem Status statt.
Die Länge der PRes Frames (Prozessdaten) entspricht der konfigurierten Größe des
Objekts NMT_CycleTiming_REC.PresActPayloadLimit_U16. Die übertragenen
Daten entsprechen den Anforderungen der Mapping-Konfiguration.
Der Übergang von NMT_CS_OPERATIONAL nach NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 wird ausgelöst, wenn das NMT Status Kommando NMTEnterPreOperational2 empfangen worden ist.
Der Übergang von NMT_CS_OPERATIONAL nach NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 wird ausgelöst, wenn ein Fehler erkannt wird.
Der Übergang von NMT_CS_OPERATIONAL nach NMT_CS_STOPPED wird ausgelöst, wenn das NMT Status Kommando NMTStopNode empfangen worden ist.
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4.10.1.6 NMT_CS_STOPPED
In diesem Zustand ist der Knoten weitestgehend passiv.
NMT_CS_STOPPED wird für ein kontrolliertes Herunterfahren eines bestimmten CNs benutzt, während das restliche System davon unberührt bleibt. Der Knoten befindet sich nicht im zyklischen Datenaustausch und reagiert nur noch auf SoA-Frames, PReq
Anfragen durch den MN werden nicht beantwortet.
Auf Async-Anforderungskommandos antwortet der CN über SoA. Falls vom MN nicht angefragt, findet keine Standard Ethernet Frame Übertragung in diesem Status statt.
Der Übergang von NMT_CS_STOPPED nach NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 wird ausgelöst, wenn das NMT Status Kommando NMTEnterPreOperational2 empfangen worden ist.
Der Übergang von NMT_CS_STOPPED nach NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 wird ausgelöst, wenn ein Fehler erkannt wird.
4.10.1.7 NMT_CS_BASIC_ETHERNET
Im NMT_CS_BASIC_ETHERNET Status kann der Knoten nur Standard Ethernet
Kommunikation gemäß IEEE 802.3 ausführen, bzw. ASnd Frames übertragen.
Nach erhalt eines SoC, PReq, PRes oder SoA Frames wechselt der CN unmittelbar in den Zustand NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 über.
Der Zugriff im Basic Ethernet Mode auf das Netzwerk erfolgt über CSMA/CD, die
Netzwerkkommunikation ist deshalb Kollisionsanfällig und nicht deterministisch. Die
Daten zwischen Knoten werden vorzugsweise über UDP/IP ausgetauscht. Die umfangreiche Erweiterung der Topologie eines POWERLINK Netzwerks steht im
Widerspruch mit denen in der IEEE 802.3. festgelegten Richtlinien. Aufgrund dieser
Tatsache, funktioniert CSMA/CD sehr schlecht in großen EPL-Netzwerken.
EPL Knoten sollten nicht im Basic Ethernet Mode betrieben werden, wenn sie Teil eines Automationssystem sind. Der Basic Ethernet Mode ist nur für die Punkt-zu-
Punkt Konfiguration, Knoten-Setup und Servicezwecke vorgesehen.
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4.10.1.8 Zustände und Kommunikations-Objekt Beziehung
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EPL gesteuerter Netzwerkverkehr
SoC -
PReq - - - R R R - R/S
1 x - -
PRes
PRes übertragen
SoA
- - - (T) T
2
T - - x - -
- R/S R R R R R R/S
IdentRequest
StatusRequest
NMTRequestInvite
UnspecifiedInvite
Empfang
NMT Kommando
- - x x x x x -
- - x x x x x -
- - x x x x - -
- - x x x x - -
- R R R R R R R
- - x x x x - -
- (x)
3 x
4 x
4 x
4 x
4 x
4
(x)
3
- - x x x x - -
Übertragung, zugeordnet durch SoA
IdentResponse
- - T T T T T -
- - x x x x - -
NMTRequest - - x x x x - -
- - x x x x x -
StatusResponse - - x x x x x -
- - x x x x - -
Netzwerkverkehr, nicht über EPL gesteuert
Standard
UDP/IP
SDO
EPL-ASnd
SDO
- - - - - - - R
(x
5
)
(x
5
)
(x
5
)
(x
5
)
Standard
UDP/IP,
SDO
EPL-ASnd,
SDO
- - - - - - - T
(x
5
)
(x
5
)
(x
5
)
(x
5
)
Tabelle 2: Zustände und Kommunikations-Objekte
R/S Frame akzeptiert, löst einen Zustandswechsel aus
T Frame
(T) nur Dummy PRes x
(x)
(x)
(x)
1
2
3 x
4
(x
5
)
Frame Daten werden interpretiert bzw. übertragen
Frame Daten werden interpretiert
Daten ungültig durch Rücksetzen des RD-Flags es werden nur ausgewählte NMT Kommandos akzeptiert, Zustandswechsel wird vorgenommen, der Empfang setzt vorherigen SoA Verlust voraus bewirkt einen Zustandswechsel hängt davon ab, ob das Protokoll unterstützt wird
Framebearbeitung
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POWERLINK Informationen
4.11 Weitere Informationen
Weitere Informationen zu POWERLINK erhalten Sie auf Anfrage von der
ETHERNET Powerlink Standardization Group (EPSG) unter nachstehender
Adresse:
POWERLINK-OFFICE EPSG
Kurfürstenstraße 112
10787 Berlin
Germany
Phone: + 49 (0) 30-85 08 85-29
Fax: + 49 (0) 30-85 08 85-86
Email: [email protected]
Internet: http://www.ethernet-powerlink.org
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Installation / Inbetriebnahmevorbereitung
5 Installation / Inbetriebnahmevorbereitung
POWERLINK 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.
Für die Übertragung ist Halbduplex Betrieb zu benutzen, die automatische Erkennung ist abzuschalten. Für den Aufbau des EPL-Netzwerks wird der Einsatz von Hubs der
Klasse 2 empfohlen.
Die EPL Node-ID wird über zwei Drehschalter eingestellt.
Die Kabellänge zwischen zwei Teilnehmern darf max. 100 m betragen.
Um einen sicheren und störungsfreien Betrieb zu gewährleisten, sind die
-
ISO/IEC 11801, EN 50173 (europäische Standard)
-
-
ISO/IEC 8802-3
IAONA Richtlinie „Industrial Ethernet Planning and Installation“
Kapitel „Cable“ und „System Installation“ http://www.iaona-eu.com
-
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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Installation / Inbetriebnahmevorbereitung
5.1 Netzwerktopologie
5.1.1 Hubs
Um den EPL-Jitter Anforderungen zu entsprechen, wird der Einsatz von Hubs für den
Aufbau eines EPL-Netzwerks empfohlen. Hierfür müssen Repeater der Klasse 2 eingesetzt werden. Hubs haben den Vorteil, dass sie gegenüber Switches kleinere
Verzögerungszeiten (≤ 460 ns) haben und einen kleinen Frame-Jittter von ≤ 70 ns besitzen.
Das Mess-System selbst hat einen Ethernet-Hub integriert, wodurch auf einfache
Weise eine Linien-Verkabelung möglich ist.
5.1.2 Jitter
Abbildung 12: Stern- und Linientopologie in einem EPL-Netzwerk
Jede Hub-Ebene bringt einen weiteren zusätzlichen Jitter von ≤ 70 ns ein. Nur die
Anzahl der Hub-Ebenen zwischen MN und dem am meist entferntesten CN ist hierfür relevant. Wenn sich der MN im Zentrum einer Linien- bzw. Stern-Topologie befindet, ist die Anzahl der Hub-Ebenen zum meist entferntesten CN irrelevant für den
Synchronisations-Jitter.
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5.2 Anschluss
Installation / Inbetriebnahmevorbereitung
X1 POWERLINK-IN / X2 POWERLINK-OUT
Flanschdose M12x1-4 pol. D-kodiert
Pin 1
TxD+, Sendedaten +
Pin 2
RxD+, Empfangsdaten +
Pin 3
TxD–, Sendedaten –
Pin 4
RxD–, Empfangsdaten –
X3 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
5.3 EPL Node-ID
Jeder EPL Knoten, MN/CN/Router, wird über eine 8 Bit EPL Node-ID auf dem EPL-
Layer adressiert. Innerhalb eines EPL Segmentes darf diese ID nur einmal vergeben werden und hat daher nur für das lokale EPL Segment eine Bedeutung.
Die Node-ID wird über zwei HEX-Drehschalter eingestellt, welche nur im
Einschaltmoment gelesen werden. Nachträgliche Einstellungen während des Betriebs werden daher nicht erkannt.
Für das Mess-System dürfen die Node-Ids 1…239 vergeben werden. Untenstehende
Tabelle zeigt den vollständigen Adressbereich mit den entsprechenden Zuordnungen.
Abbildung 13: EPL Node-ID, Schalterzuordnung
EPL Node-ID Beschreibung
0 ungültig
1…239
240
reguläre EPL Controlled Nodes
EPL Managing Node
CN Zugriffsoptionen
keine
keine/obligatorisch/optional isochron / nur Async
obligatorisch isochron keine 241…250 reserviert
251
252
EPL Pseudo Node-ID. Wird von einem Knoten benutzt, um sich selbst zu adressieren.
EPL Dummy Knoten
Keine
253 Diagnosegerät
254 EPL auf Standard Ethernet Router keine optional isochron / nur Async keine/obligatorisch/optional isochron keine
Tabelle 3: EPL Node-ID Zuordnung
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Installation / Inbetriebnahmevorbereitung
5.4 Einschalten der Versorgungsspannung
Nachdem der Anschluss und alle Hardwareeinstellungen vorgenommen worden sind, kann die Versorgungsspannung eingeschaltet werden.
Das Mess-System wird zunächst initialisiert und befindet sich danach im Zustand
NMT_CS_NOT_ACTIVE. In diesem Zustand ist das Mess-System inaktiv und beobachtet den Netzwerkverkehr, bzw. wartet auf Kommandos vom MN. Über den
MN kann das Mess-System gemäß der NMT CN State Machine nach und nach in den Zustand NMT_CS_OPERATIONAL überführt werden:
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1
Mit einem SoA oder SoC Frame wird das Mess-System in den Zustand
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 versetzt. In diesem Zustand sendet das Mess-
System nur dann einen Frame, wenn es vom MN über ein SoA AsyncInvite
Kommando dazu autorisiert worden ist. Das noch inaktive Mess-System wird durch den MN über einen IdentRequest Anforderungsdienst zur Identifikation aufgefordert. Das Mess-System antwortet daraufhin mit einer IdentResponse, eine spezielle Art des ASnd Frames. Mit dem Erhalt der IdentResponse wird das Mess-
System aktiv geschaltet und kann somit über ein PReq Frame in der isochronen
Datenübertragungsphase angesprochen werden.
Im NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1-Zustand ist zunächst nur eine Parametrierung
über Service-Daten-Objekte möglich. Es ist aber möglich, PDOs unter Nutzung von
SDOs zu konfigurieren.
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2
Mit einem SoC Frame wird das Mess-System in den Zustand
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 versetzt. Das Mess-System wartet zunächst ab, bis die Konfiguration vollständig abgeschlossen ist und kann dann durch den MN über ein
PReq Frame angesprochen werden. Das Mess-System antwortet daraufhin mit einer
„Dummy PRes“, welche keine Prozessdaten enthält und als ungültig deklariert ist. Es findet noch keine Prozessdatenverarbeitung statt.
NMT_CS_READY_TO_OPERATE
Mit dem NMT Kommando NMTEnableReadyToOperate wird das Mess-System in den Zustand NMT_CS_READY_TO_OPERATE versetzt und signalisiert damit seine
Betriebsbereitschaft an den MN. Mit dem Erhalt eines PReq Frames vom MN wird das
Mess-System mit in den zyklischen Datenverkehr aufgenommen.
Ausgangsprozessdaten (PReq Frames) an das Mess-System haben bereits
Gültigkeit, Eingangsdaten (PRes Frames) an den MN werden zwar gesendet, aber als ungültig deklariert. Die Prozessdaten entsprechen der Mapping-Konfiguration.
NMT_CS_OPERATIONAL
Mit dem NMT Status Kommando NMTStartNode wird das Mess-System in den
Zustand NMT_CS_OPERATIONAL versetzt. Dieser Zustand ist der normale
Betriebszustand des Mess-Systems. Der aktive Prozessdatenaustausch zwischen MN und Mess-System über PReq- und PRes-Nachrichten ist jetzt möglich. Die
Prozessdaten entsprechen der Mapping-Konfiguration.
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Installation / Inbetriebnahmevorbereitung
In diesem Beispiel wird ein typischer Boot-Up Vorgang mit einem CN ohne Boot-Up
Fehler dargestellt. Das Beispiel zeigt ebenso eine Konfigurationsaktualisierung des
CN’s in BOOT_STEP1.
Abbildung 14: Beispiel, Boot-Vorgang mit nur einem CN [Quelle: EPSG Powerlinkspezifikation]
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Inbetriebnahme
6 Inbetriebnahme
6.1 Gerätebeschreibungsdatei
Die XML-basierte XDD-Datei enthält alle Informationen über die Mess-Systemspezifischen Parameter sowie Betriebsarten des Mess-Systems. Die XML-Datei wird durch das POWERLINK-Netzwerkkonfigurationswerkzeug eingebunden, um das
Mess-System ordnungsgemäß konfigurieren bzw. in Betrieb nehmen zu können.
Die XML-Datei hat den Dateinamen „0000025C_TR_CEx_COx_65M_V001.xdd“ und befindet sich auf der
Software/Support CD Art.-Nr.: 490-01001 --> Soft-Nr.: 490-00423.
6.2 Bus-Statusanzeige
Das POWERLINK-Mess-System ist mit vier Diagnose-LEDs ausgestattet.
Abbildung 15: POWERLINK Diagnose-LEDs
6.2.1 Anzeigezustände und Blinkfrequenz
LED Beschreibung
Flickering
Blinking
Single flash
Double flash
Triple flash
Gleiche AN- und AUS-Zeiten mit einer Frequenz von ca. 10 Hz:
AN = 50 ms, AUS = 50 ms. Abwechselnd rote LED / grüne LED.
Gleiche AN- und AUS-Zeiten mit einer Frequenz von ca. 2.5 Hz:
AN = 200 ms, AUS = 200 ms. Abwechselnd rote LED / grüne LED.
Einmaliges kurzes Aufblinken, ca. 200 ms AN, gefolgt von einer langen AUS-Zeit, ca. 1000 ms.
Zweimaliges kurzes Aufblinken, ca. 200 ms AN/AUS, gefolgt von einer langen AUS-Zeit, ca. 1000 ms.
Dreimaliges kurzes Aufblinken, ca. 200 ms AN/AUS, gefolgt von einer langen AUS-Zeit, ca. 1000 ms.
Tabelle 4: LED Anzeigezustände
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Inbetriebnahme
6.2.2 Error LED
Die Funktion der Error-LED wird über die NMT State Machine und deren
Zustandsübergänge gesteuert, siehe Abbildung 11, Seite 27.
Abbildung 16: Error LED State Machine
Entsprechende Maßnahmen im Fehlerfall siehe Kapitel „Optische Anzeigen“, Seite 91.
6.2.3 Status LED
Die Funktion der Status-LED wird über die Zustände der NMT State Machine
gesteuert, siehe Abbildung 11, Seite 27.
Status LED Zustand
OFF
NMT_GS_OFF, NMT_GS_INITIALISATION,
NMT_CS_NOT_ACTIVE
Flickering NMT_CS_BASIC_ETHERNET
Single flash NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1
Double flash NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2
Triple flash NMT_CS_READY_TO_OPERATE
ON NMT_CS_OPERATIONAL
Blinking NMT_CS_STOPPED
Tabelle 5: Status LED
6.2.4 Link / Data Activity LED, IN/OUT
LED = ON „Link“, wenn eine Ethernet Verbindung hergestellt werden konnte. Blinkt auf „Data Activity“, wenn Daten gesendet oder empfangen werden. Die Data Activity
Anzeige ist dominierend gegenüber der Link-Anzeige.
Entsprechende Maßnahmen im Fehlerfall siehe Kapitel „Optische Anzeigen“, Seite 91.
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6.3 Netzwerkkonfiguration
6.3.1 MAC-Adresse
Jedem POWERLINK-Gerät wird bereits bei TR-Electronic eine weltweit eindeutige
Geräte-Identifikation zugewiesen und dient zur Identifizierung des Ethernet-Knotens.
Diese 6 Byte lange Geräte-Identifikation ist die MAC-Adresse und ist nicht veränderbar.
Die MAC-Adresse teilt sich auf in:
● 3 Byte Herstellerkennung und
● 3 Byte Gerätekennung, laufende Nummer
Die MAC-Adresse steht im Regelfall auf der Anschluss-Haube des Gerätes. z.B.: „00-03-12-04-00-60“
6.3.2 IP-Adresse
Damit ein POWERLINK-Gerät als Teilnehmer am Industrial Ethernet angesprochen werden kann, benötigt dieses Gerät zusätzlich eine im Netz eindeutige IP-Adresse.
Die IP-Adresse besteht aus 4 Dezimalzahlen mit dem Wertebereich von 0 bis 255.
Die Dezimalzahlen sind durch einen Punkt voneinander getrennt.
Die IP-Adresse setzt sich zusammen aus
● Der Adresse des (Sub-) Netzes und
● Der Adresse des Teilnehmers, im Allgemeinen auch Host oder Netzknoten genannt
6.3.3 Subnetzmaske
Die gesetzten Bits der Subnetzmaske bestimmen den Teil der IP-Adresse, der die
Adresse des (Sub-) Netzes enthält.
Allgemein gilt:
● Die Netzadresse ergibt sich aus der UND-Verknüpfung von IP-Adresse und
Subnetzmaske.
● Die Teilnehmeradresse ergibt sich aus der Verknüpfung
IP-Adresse UND (NICHT Subnetzmaske)
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6.3.4 Zusammenhang IP-Adresse und Default-Subnetzmaske
Es gibt eine Vereinbarung hinsichtlich der Zuordnung von IP-Adressbereichen und so genannten „Default-Subnetzmasken“. Die erste Dezimalzahl der IP-Adresse (von links) bestimmt den Aufbau der Default-Subnetzmaske hinsichtlich der Anzahl der
Werte „1“ (binär) wie folgt:
Netzadressbereich (dez.) IP-Adresse (bin.) Adressklasse
Default
Subnetzmaske
1.0.0.0 – 126.0.0.0 0xxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
128.1.0.0 – 191.254.0.0 10xx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
A 255.0.0.0
B 255.255.0.0
192.0.1.0 – 223.255.254.0 110x xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
Class A-Netz: 1 Byte Netzadresse, 3 Byte Hostadresse
Class B-Netz: 2 Byte Netzadresse, 2 Byte Hostadresse
Class C-Netz: 3 Byte Netzadresse, 1 Byte Hostadresse
Beispiel zur Subnetzmaske
IP-Adresse = 130.094.122.195,
Netzmaske = 255.255.255.224
C 255.255.255.0
Dezimal Binär Berechnung
IP-Adresse
UND Netzmaske Netzmaske 255.255.255.224 00000
Netzadresse 130.094.122.192 10000010 01011110 01111010 110 00000
= Netzadresse
IP-Adresse IP-Adresse 130.094.122.195 10000010 01011110 01111010 11000011
Netzmaske 255.255.255.224 11111111 11111111 11111111 111 00000
(00000000 00000000 00000000 000 11111 )
Hostadresse 3 00000000 00000000 00000000 000
00011
UND (NICHT Netzmaske)
= Hostadresse
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6.3.5 IP-Adressierung
Jeder IP-fähiger EPL Knoten besitzt eine Ipv4 Adresse, eine Subnetzmaske und
Default-Gateway. Diese Attribute werden als die IP-Parameter bezeichnet:
Ipv4 Adresse
Für ein EPL-Netzwerk wird die private Klasse C Netz-ID 192.168.100.0 benutzt. Ein
Klasse C Netzwerk unterstützt die IP-Adressen 1…254 und entspricht der Anzahl gültiger EPL Node-Ids. Die Host-ID der privaten Klasse C Netz-ID ist identisch mit der eingestellten EPL Node-ID. Demzufolge enthält das letzte Byte der IP-Adresse (Host-ID) den Wert der EPL Node-ID:
IP-Adresse
192.168.100. eingestellte EPL Node-ID
Netz-ID Host-ID
Tabelle 6: Aufbau der Ipv4 Adresse
Subnetzmaske
Die Subnetzmaske eines EPL-Knotens lautet 255.255.255.0. Dies ist die Subnetzmaske eines Klasse C Netzes.
Default Gateway
Ein Default Gateway ist ein Knoten (Router/Gateway) im EPL-Netzwerk und ermöglicht den Zugriff auf ein anderes Netzwerk, außerhalb des EPL-Netzwerks.
Für die Default Gateway Voreinstellung kann die IP-Adresse 192.168.100.254 benutzt werden. Dieser Wert kann an gültige IP-Adressen angepasst werden. Ist im EPL-
Netzwerk ein Router/Gateway vorhanden, ist die dort benutzte IP-Adresse zu verwenden.
Die folgende Tabelle fast die Standard IP-Parameter noch mal zusammen:
IP-Parameter IP-Adresse
Subnetzmaske 255.255.255.0
Default Gateway 192.168.100.254, kann angepasst werden
Tabelle 7: IP-Parameter eines EPL-Knotens
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6.3.6 Hostname
Jeder IP-fähiger EPL Knoten besitzt einen Hostnamen. Der Hostname kann benutzt werden, um EPL-Knoten mit ihren Namen statt mit ihrer IP-Adresse anzusprechen.
Zulässige Werte:
-
-
-
0x30…0x39 (0…9)
0x41…0x5A (A…Z)
0x61…0x6A (a…z)
-
0x2D (-)
Die Daten werden als ISO 646-1973(E) 7-Bit kodierte Zeichen interpretiert. Der
Default Hostname setzt sich zusammen aus der EPL Node-ID und der Vendor-ID, getrennt durch das „-“ Zeichen: <EPL Node ID>-<Vendor ID>. Die EPL Node-ID und die Vendor-ID sind hexadezimal kodiert.
Wird nicht ausdrücklich ein Hostname zugewiesen, benutzt der EPL-Knoten stattdessen den Default Hostnamen. Der Hostname des EPL-Knotens kann über das
NMT Managing Kommando NMTNetHostNameSet gesetzt werden. Hierzu muss sich der EPL-Knoten im Zustand NMT_GS_INITIALISATION befinden. Der Hostname kann über ein ASnd-Frame mit dem IdentResponse Service gelesen werden.
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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)
7 Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)
Folgende Tabelle zeigt eine Gesamtübersicht der Indexe im
Kommunikationsprofilbereich.
Abhängig vom Gerät, werden nicht immer alle Indexe unterstützt. !
M = Mandatory (zwingend)
O = Optional
C = Conditional (bedingt)
Index Objekt Name
0x1000 VAR
0x1001 VAR
0x1006 VAR
0x100A VAR
NMT_DeviceType_U32
ERR_ErrorRegister_U8
NMT_CycleLen_U32
NMT_ManufactSwVers_VS
0x1018 RECORD NMT_IdentityObject_REC
0x1020 RECORD CFM_VerifyConfiguration_REC
Typ Attr. M/O/C Seite
UNSIGNED32
UNSIGNED8
UNSIGNED32
VISIBLE_STRING
CONST ro rw
CONST
M
M
M
O
IDENTITY CONST M
CFM_VerifyConfiguration_TYPE rw M 50
0x1300 VAR SDO_SequLayerTimeout_U32
0x1800 RECORD PDO_TxCommParam_0h_REC
0x1A00 ARRAY
PDO_TxMappParam_0h_AU64
- Position_Low
- Position_High
0x1C0A RECORD DLL_CNCollision_REC
0x1C0B RECORD DLL_CNLossSoC_REC
0x1C0F RECORD DLL_CNCRCError_REC
0x1C14 VAR DLL_LossOfFrameTolerance_U32
UNSIGNED32 rw C
PDO_CommParamRecord_TYPE -
DLL_ErrorCntRec_TYPE
DLL_ErrorCntRec_TYPE
DLL_ErrorCntRec_TYPE
UNSIGNED32
-
-
- rw
C
M
M
C
0x1F82 VAR
0x1F83 VAR
NMT_FeatureFlags_U32
NMT_EPLVersion_U8
0x1F8C VAR NMT_CurrNMTState_U8
0x1F93 RECORD NMT_EPLNodeID_REC
UNSIGNED32
UNSIGNED8
UNSIGNED8
NMT_EPLNodeID_TYPE
0x1F98 RECORD NMT_CycleTiming_REC
0x1F99 VAR NMT_CNBasicEthernetTimeout_U32
NMT_CycleTiming_TYPE
UNSIGNED32
0x1F9A VAR
0x1F9E VAR
NMT_HostName_VSTR
NMT_ResetCmd_U8
VISIBLE_STRING32
UNSIGNED8
Tabelle 8: Kommunikationsspezifische Standard-Objekte
CONST
CONST ro
-
- rw rw rw
M
M
C
M
M
M
M
M
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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)
7.1 Objekt 1000h: NMT_DeviceType_U32
Beinhaltet Informationen 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. Der Wert wird über die
Geräte-Firmware während der Systeminitialisierung konfiguriert.
Index
Name
Datentyp
0x1000
NMT_DeviceType_U32
UNSIGNED32
Objekttyp
Kategorie
VAR
Mandatory
Wertebereich
Standardwert
UNSIGNED32
0x00020196
Zugriff CONST
PDO Mapping nein
Gerätetyp
Geräte-Profil-Nummer Encoder-Typ
Byte 0 Byte 1 Byte 2
0x96 0x01
7
bis 2
0
2
Byte 3
15
bis 2
8
Encoder-Typ
Code Definition
01 Absoluter Single-Turn Encoder
02 Absoluter Multi-Turn Encoder
Default
je nach Encoder-Typ
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7.2 Objekt 1001h: ERR_ErrorRegister_U8
Das Objekt ERR_ErrorRegister_U8 ist kompatibel zum Objekt „Error Register“ des
Standard Kommunikationsprofils CiA DS 301.
Index
Name
0x1001
ERR_ErrorRegister_U8
Objekttyp VAR
Datentyp
Wertebereich
Standardwert
UNSIGNED8
0…0xFF
0
Kategorie
Zugriff
Mandatory ro
PDO Mapping ja
Bit M/O Bedeutung
Allgemeiner Fehler
Entries im StatusResponse Frame einen oder mehrere Fehler anzeigt.
7 O Herstellerspezifisch, nicht unterstützt
7.3 Objekt 1006h: NMT_CycleLen_U32
Dieses Objekt bestimmt das Intervall für die Kommunikations-Zykluszeit in µs, siehe
auch Abbildung 2: EPL Zyklusdiagramm auf Seite 17. Die daraus resultierende
Periode bestimmt das SYNC Intervall. Der Wert wird bei der Systemkonfiguration gesetzt und gilt sowohl für den MN, als auch für den CN.
Index
Name
Datentyp
0x1006
NMT_CycleLen_U32
Objekttyp
UNSIGNED32 Kategorie
VAR
Mandatory
Wertebereich
Standardwert
0…0xFF FF FF FF
5000 µs
Zugriff rw, gültig beim Reset
PDO Mapping nein
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7.4 Objekt 100Ah: NMT_ManufactSwVers_VS
Enthält die Hersteller Softwareversion.
Index
Name
Datentyp
0x100A
NMT_ManufactSwVers_VS
Objekttyp
VISIBLE_STRING Kategorie
000
Anzahl der Einträge
VAR
Wertebereich - Zugriff
Optional
CONST
Standardwert
Index
Name
„TR-V1“, versionsabhängig PDO Mapping nein
7.5 Objekt 1018h: NMT_IdentityObject_REC
Dieses Objekt enthält allgemeine Identifikations-Informationen über das Mess-
System. Die Werte werden durch die Firmware während der Systeminitialisierung konfiguriert.
0x1018
NMT_IdentityObject_REC
Objekttyp RECORD
IDENTITY Kategorie Mandatory Datentyp
Sub-Index
Beschreibung
Zugriff CONST
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0x4
0x4
Beschreibung
001
VendorId_U32, enthält die von der CiA zugewiesene Geräte Vendor ID
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0x025C
0…0xFF FF FF FF
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Sub-Index
Beschreibung
002
ProductCode_U32, enthält die gerätespezifische Klassifizierung der Art.-Nr.
Optional Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
1: Absoluter Single-Turn Encoder
2: Absoluter Multi-Turn Encoder
0…0xFF FF FF FF
Sub-Index
Beschreibung
Kategorie
003
RevisionNo_U32, enthält die herstellerspezifische Revisions-Nr.
Optional
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert 0x89224
Wertebereich 0…0xFF FF FF FF
Format:
31 16 15 0
Haupt-Anteil Index-Anteil
Revisions-Nr.
MSB LSB
Der Haupt-Anteil der Revisions-Nr. bezeichnet ein spezifisches Geräteverhalten.
Wenn die Funktionalität des Gerätes erweitert wird, wird der Haupt-Anteil der
Revisions-Nr. hochgezählt. Der Index-Anteil bezeichnet unterschiedliche Versionen mit demselben Geräteverhalten.
Sub-Index 004
Beschreibung
Kategorie
SerialNo_U32, enthält die Geräte-Seriennummer
Optional
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert 0x1
Wertebereich 0…0xFF FF FF FF
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7.6 Objekt 1020h: CFM_VerifyConfiguration_REC
Dieses Objekt enthält das Konfigurations-Datum und –Zeit.
Index
Name
Datentyp
0x1020
CFM_VerifyConfiguration_REC
Objekttyp
CFM_VerifyConfiguration_TYPE Kategorie
Sub-Index 000
Beschreibung Anzahl der Einträge
RECORD
Mandatory
Zugriff ro
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0x4
0x4
Beschreibung
001
ConfDate_U32, enthält das Konfigurationsdatum (Anz. Tage seit 1. Januar 1984)
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32 rw
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Beschreibung
002
ConfTime_U32, enthält die Konfigurationszeit (Anzahl ms seit Mitternacht)
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32 rw
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0
0…0xFF FF FF FF
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Sub-Index
Beschreibung
003
ConfId_U32, enthält eine ID-Nummer für die Konfiguration
Optional Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32 rw
PDO Mapping nein
Standardwert 0
Wertebereich 0…0xFF FF FF FF
Der Wert wird durch ein Konfigurations-Tool erzeugt und ist in gewisser Hinsicht herstellerspezifisch.
In einem EPL Netzwerk sollten nur die Knoten dieselbe ID-Nummer enthalten, dessen
Hardware und Konfiguration identisch ist, ausgenommen einige knotenspezifische
Parameter wie z.B. die EPL Node-ID oder die Seriennummer etc. Ansonsten sollte jeder Knoten in einem Ethernet POWERLINK Netzwerk-Segment eine einzigartige ID-
Nummer besitzen.
Sub-Index 004
Beschreibung
Kategorie
Datentyp
Zugriff
VerifyConfInvalid_U32
Optional
UNSIGNED32 ro
PDO Mapping nein
Standardwert 0
Wertebereich 0…0x1; 0 = FALSE, 1 = TRUE
VerifyConfInvalid_U32 erlaubt temporäre lokale Modifikationen der
Konfigurationsparameter für Testzwecke unter Beibehaltung der Bootfähigkeit des
Netzwerks.
VerifyConfInvalid_U32 = FALSE zeigt an, dass die Konfiguration seit der letzten
Speicherung von ConfId_U32 (Sub-Index 003) nicht modifiziert wurde.
Eine Änderung der Parameter, welche im nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden, setzt VerifyConfInvalid_U32 auf TRUE.
Das Schreiben eines Wertes > 0 auf ConfId_U32 setzt VerifyConfInvalid_U32 auf FALSE.
Diese Information kann durch ein Konfigurations-Tool oder einer Applikation benutzt werden, um eine Warnung anzuzeigen, falls die Konfiguration eines Knotens modifiziert worden ist.
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7.7 Objekt 1030h: NMT_InterfaceGroup_0h_REC
Dieses Objekt wird benutzt, um Parameter der Netzwerk-Schnittstellen (physikalisch oder virtuell) über SDO zu konfigurieren und abzufragen. Jede Schnittstelle hat einen
Eintrag. Das InterfaceGroup_REC – Objekt ist eine Untermenge der Schnittstellengruppe RFC1213.
Index
Name
0x1030
NMT_InterfaceGroup_0h_REC
Objekttyp RECORD
NMT_InterfaceGroup_TYPE Kategorie Mandatory Datentyp
Sub-Index 000
Beschreibung
Zugriff
Anzahl der Einträge
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert 0x09
Wertebereich
Sub-Index
0x09
Beschreibung
Kategorie
Datentyp
Zugriff
001
InterfaceIndex_U16, enthält den Index für die physikalische Schnittstelle
Mandatory
UNSIGNED16 ro
PDO Mapping nein
Standardwert 0x9
Wertebereich 0x01…0x0A
Diese Zahl ist die Indexziffer, die von 0x102F subtrahiert wird. Der EPL-Knoten, welcher eine Schnittstelle hinzufügt, generiert den entsprechenden Wert.
Die Schnittstelle, die durch einen bestimmten Wert dieses Indexes definiert wird, ist
die selbe Schnittstelle definiert durch den selben Wert von Objekt 1E40h:
NWL_IpAddrTable_0h_REC.IfIndex_U16.
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Sub-Index
Beschreibung
002
InterfaceDescription_VSTR, enthält Schnittstellen-Informationen
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
VISIBLE_STRING
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert TR-Port-P2MAC-V1
Wertebereich -
Dieser Textstring enthält den Namen des Herstellers, den Produktnamen und die
Version der Hardwareschnittstelle.
Der Wert wird über die Geräte-Firmware während der Systeminitialisierung konfiguriert.
Sub-Index
Beschreibung
Kategorie
003
InterfaceType_U8, enthält den Schnittstellen-Typ
Mandatory
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED8
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert 0x6, ethernet-csmacd
Wertebereich
Sub-Index
0x01…0x07
Beschreibung
004
InterfaceMtu_U16, enthält die max. Rx/Tx Datagrammgröße in Bytes
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED16
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
1000 Bytes
0…0xFF FF
Beschreibung
005
InterfacePhysAddress_OSTR, enthält die physikalische Schnittstellenadresse
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
OCTET_STRING6
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0
-
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Sub-Index
Beschreibung
006
InterfaceName_VSTR, enthält den Schnittstellen-Referenznamen, benützt durch den Gerätetreiber
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
VISIBLE_STRING ro
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
TR-Epl-Slave
-
Beschreibung
007
InterfaceOperStatus_U8, enthält den momentanen Schnittstellen-Betriebszustand
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED8 ro
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0
0 = Down, 1 = Up
Beschreibung
008
InterfaceAdminState_U8, enthält den momentanen Schnittstellen-Administrationszustand
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED8 rw
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0
0 = Down, 1 = Up
Beschreibung
009
Valid_BOOL, spezifiziert die Datengültigkeit von diesem Objekt
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
BOOLEAN rw
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0
TRUE = Daten gültig, FALSE = Daten ungültig
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7.8 Objekt 1300h: SDO_SequLayerTimeout_U32
Dieses Objekt enthält den Timeout-Wert in ms für die Erkennung eines
Verbindungsabbruchs bei einer SDO-Übertragung.
Index
Name
0x1300
SDO_SequLayerTimeout_U32
Objekttyp VAR
Datentyp UNSIGNED32
Wertebereich 0…0xFF FF FF FF
Kategorie
Zugriff
Mandatory rw
Standardwert 30.000 ms PDO Mapping nein
7.9 Objekt 1800h: PDO_TxCommParam_0h_REC
Dieses Objekt enthält die Mapping-Version sowie Adress-Informationen und beschreibt die Kommunikationsattribute des TPDO-Kanals.
Da ein CN nur ein TPDO-Kanal besitzt, ist nur das erste Kommunikationsparameter-
Objekt 0x1800 implementiert.
Index
Name
0x1800
PDO_TxCommParam_0h_REC
Objekttyp RECORD
PDO_CommParamRecord_TYPE Kategorie Cond Datentyp
Sub-Index 000
Beschreibung
Zugriff
Anzahl der Einträge ro
PDO Mapping nein
Standardwert 0x2
Wertebereich
Sub-Index
0x2
Beschreibung
Kategorie
Datentyp
001
NodeID_U8, enthält die Node-ID des PDO-Ziels für den MN, PReq ! CN
Mandatory
UNSIGNED8
Zugriff rw
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0
0…0xFE
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Sub-Index
Beschreibung
002
MappingVersion_U8, enthält die Mapping Versions-Nr.
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED8 ro, unterstützt nur statisches Mapping
PDO Mapping nein
Standardwert 0
Wertebereich 0…0xFF
Format:
High-Nibble Low-Nibble
übergeordneter Anteil untergeordneter Anteil
Mapping Version
Die Mapping Version wird benötigt, um die Kompatibilität des TPDO-Kanals mit Hilfe des „PDO-Mapping-Version-Handlings“ zu gewährleisten.
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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)
7.10 Objekt 1A00h: PDO_TxMappParam_0h_AU64
Dieses Objekt beschreibt die Abbildung der in den TPDO-Nutzdaten enthaltenen
Objekte aus den Objektverzeichniseinträgen.
Da ein CN nur ein TPDO-Kanal besitzt, ist nur das erste Mapping-Parameter-Objekt
0x1A00 implementiert.
Index
Name
0x1A00
PDO_TxMappParam_0h_AU64
Objekttyp ARRAY
UNSIGNED64 Kategorie Cond Datentyp
Sub-Index
Beschreibung
000
Anzahl der gemappten Objekte im PDO
Zugriff ro, unterstützt nur statisches Mapping
PDO Mapping nein
Standardwert 0x02
Wertebereich 0…0xFE
TPDO Mapping Parameter
Index 0x1A00
Name PDO_TxMappParam_0h_AU64
Sub-Index Name
0x00 Anzahl der Einträge
Standardwert in HEX Datentyp
02
Zugriff
ro
0x01
ObjectMapping 1;
Position_Low, 32 Bit
3100-01-00–0000-0020 UNSIGNED64 ro
0x02
ObjectMapping 2;
Position_High, 32 Bit
3100-02-00–0020-0020 UNSIGNED64 ro
Format des internen Bit-Mappings des PDO-Mappingeintrags (Standardwert)
UNSIGNED64
MSB
Bits
Name
Länge in Bits Offset in Bits reserved Sub-Index Index
LSB
Typ
UNSIGNED16 UNSIGNED16 - UNSIGNED8 UNSIGNED16
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7.11 Objekt 1C0Ah: DLL_CNCollision_REC
Dieses Objekt wird benutzt, um das Fehlersymptom Collisions (Buskollisionen) zu
überwachen und zu melden. Kollisionen werden vom CN erkannt. Fehlerauslösung
siehe Threshold Counter auf Seite 86.
Index
Name
0x1C0A
DLL_CNCollision_REC
Objekttyp RECORD
DLL_ErrorCntRec_TYPE Kategorie Cond Datentyp
Sub-Index 000
Beschreibung Anzahl der Einträge
Zugriff ro
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0x3
0x3
Beschreibung
001
CumulativeCnt_U32, Summenzähler enthält die Anzahl der Kollisionen
Optional Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32 rw
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0
0…0xFF FF FF FF
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Sub-Index
Beschreibung
002
ThresholdCnt_U32, Grenzwertzähler pro Kollisionsfehler ! +8, kein Fehler/Zyklus ! -1
Optional Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32 ro
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Beschreibung
Kategorie
Datentyp
003
Threshold_U32, enthält den Grenzwert für Sub-Index 002, ThresholdCnt_U32
Wenn Grenzwert erreicht ! NMT_GS_RESET_APPLICATION
Optional
UNSIGNED32
Zugriff rw
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0…0xFF FF FF FF; 0 = Funktion deaktiviert, keine Fehlerauslösung
1 = direkte Fehlerauslösung
7.12 Objekt 1C0Bh: DLL_CNLossSoC_REC
Dieses Objekt wird benutzt, um das Fehlersymptom Loss of SoC (Verlust von Startof-Cycle Frames) zu überwachen und zu melden. Loss of SoC-Fehler werden vom
CN erkannt. Fehlerauslösung siehe Threshold Counter auf Seite 86.
Index
Name
Datentyp
Sub-Index
15
0x1C0B
DLL_CNLossSoC_REC
DLL_ErrorCntRec_TYPE
000
Objekttyp
Kategorie
RECORD
Mandatory
Beschreibung
Zugriff
Anzahl der Einträge ro
PDO Mapping nein
Standardwert 0x3
Wertebereich 0x3
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Sub-Index
Beschreibung
001
CumulativeCnt_U32, Summenzähler enthält die Anzahl der verloren gegangenen SoC Frames
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32 rw
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Beschreibung
002
ThresholdCnt_U32, Grenzwertzähler pro Loss of SoC Fehler ! +8, kein Fehler/Zyklus ! -1
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32 ro
PDO Mapping nein
Standardwert 0
Wertebereich
Sub-Index
0…0xFF FF FF FF
Beschreibung
003
Threshold_U32, enthält den Grenzwert für Sub-Index 002, ThresholdCnt_U32
Wenn Grenzwert erreicht ! Fehlerzustand (PRE_OPERATIONAL_1)
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32 rw
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
15
0…0xFF FF FF FF; 0 = Funktion deaktiviert, keine Fehlerauslösung
1 = direkte Fehlerauslösung
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7.13 Objekt 1C0Fh: DLL_CNCRCError_REC
Dieses Objekt wird benutzt, um das Fehlersymptom CRCError (Prüfsummenfehler bei der Übertragung) zu überwachen und zu melden. CRC-Fehler werden vom CN
erkannt. Fehlerauslösung siehe Threshold Counter auf Seite 86.
Index
Name
0x1C0F
DLL_CNCRCError_REC
Objekttyp RECORD
Datentyp
Sub-Index
Beschreibung
Zugriff
DLL_ErrorCntRec_TYPE
000
Anzahl der Einträge ro
Kategorie Mandatory
PDO Mapping nein
Standardwert 0x3
Wertebereich
Standardwert
Wertebereich
0x3
Sub-Index
Beschreibung
Kategorie
Datentyp
001
CumulativeCnt_U32, Summenzähler enthält die Anzahl der CRC-Fehler
Mandatory
UNSIGNED32
Zugriff rw
PDO Mapping nein
0
0…0xFF FF FF FF
Sub-Index
Beschreibung
Kategorie
Datentyp
002
ThresholdCnt_U32, Grenzwertzähler pro CRC-Fehler ! +8, kein Fehler/Zyklus ! -1
Optional
UNSIGNED32
Zugriff ro
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Beschreibung
Kategorie
Datentyp
Zugriff
003
Threshold_U32, enthält den Grenzwert für Sub-Index 002, ThresholdCnt_U32
Wenn Grenzwert erreicht ! Fehlerzustand (PRE_OPERATIONAL_1)
Optional
UNSIGNED32 rw
PDO Mapping nein
Standardwert 15
Wertebereich
0…0xFF FF FF FF; 0 = Funktion deaktiviert, keine Fehlerauslösung
1 = direkte Fehlerauslösung
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7.14 Objekt 1C14h: DLL_LossOfFrameTolerance_U32
Dieses Objekt enthält ein Toleranz-Zeitintervall in [ns], welcher bei einer CN Loss of
SoC Fehlererkennung angewandt wird, siehe Kapitel „Loss of SoC“, Seite 88.
Index
Name
0x1C14
DLL_LossOfFrameTolerance_U32
Objekttyp VAR
Datentyp UNSIGNED32
Wertebereich 0…0xFF FF FF FF
Standardwert 10 ms
Kategorie Cond
Zugriff
PDO
Mapping rw nein
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7.15 Objekt 1E40h: NWL_IpAddrTable_0h_REC
Die IP-Adress-Tabelle enthält die IP-Adressierungs-Informationen. Das
NWL_IpAddrTable_0h_REC – Objekt ist eine Untermenge der IP-Gruppe RFC1213
und ordnet die IP-Parameter der Schnittstelle zu, welche im Objekt 1030h:
NMT_InterfaceGroup_0h_REC.InterfaceIndex_U16 definiert ist.
Index
Name
0x1E40
NWL_IpAddrTable_0h_REC
Objekttyp RECORD
NWL_IpAddrTable_TYPE Kategorie Cond Datentyp
Sub-Index 000
Beschreibung
Zugriff
Anzahl der Einträge ro
PDO Mapping nein
Standardwert 0x05
Wertebereich
Sub-Index
0x05
Beschreibung
Kategorie
Datentyp
Zugriff
001
IfIndex_U16, enthält den Index für die physikalische Schnittstelle
Mandatory
UNSIGNED16 ro
PDO Mapping nein
Standardwert 0
Wertebereich 0…0xFF FF
Die Schnittstelle, die durch einen bestimmten Wert dieses Indexes definiert wird, ist
die selbe Schnittstelle definiert durch den selben Wert von Objekt 1030h:
NMT_InterfaceGroup_0h_REC.InterfaceIndex_U16.
Sub-Index 002
Beschreibung
Kategorie
Addr_IPAD, enthält die IP-Adresse 192.168.100.<EPL Node-ID>
Mandatory
Datentyp
Zugriff
IP_ADDRESS ro
PDO Mapping nein
Standardwert 0
Wertebereich 0…0xFF FF FF FF
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Sub-Index
Beschreibung
003
NetMask_IPAD, enthält die zur IP-Adresse zugehörige Subnetzmaske 255.255.255.0
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
IP_ADDRESS ro
PDO Mapping nein
Standardwert 0
Wertebereich
Sub-Index
0…0xFF FF FF FF
Beschreibung
004
ReasmMaxSize_U16, enthält die Größe des größten IP-Datagramms von eingehenden IPfragmentierten Datagrammen
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED16 ro
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0
0…0xFF FF
Beschreibung
005
DefaultGateway_IPAD, enthält das zur IP-Adresse zugehörige Standard Gateway
(EPL Standardadresse Router-Typ 1, 192.168.100.254)
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
IP_ADDRESS rw
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0
0…0xFF FF FF FF
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7.16 Objekt 1E4Ah: NWL_IpGroup_REC
Das NWL_IpGroup_REC – Objekt ist eine Untermenge der IP-Gruppe RFC1213 und enthält Informationen über den IP-Stack.
Index
Name
0x1E4A
NWL_IpGroup_REC
Objekttyp RECORD
NWL_IpGroup_TYPE Kategorie Cond Datentyp
Sub-Index 000
Beschreibung
Zugriff
Anzahl der Einträge ro
PDO Mapping nein
Standardwert 0x03
Wertebereich
Sub-Index
0x03
Beschreibung
001
Forwarding_BOOL, zeigt an, ob empfangene Datagramme welche nicht an diese
Funktionseinheit adressiert sind weitergeleitet werden, oder nicht
(IP-Routerfunktion, keine IP-Routerfunktion)
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
BOOLEAN ro
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0
0 = keine Übermittlung, 1 = wird übermittelt
Beschreibung
002
DefaultTTL_U16, enthält den Time-To-Live Wert für den IP-Header. Verhindert, dass unzustellbare Pakete unendlich lange weitergeleitet werden.
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED16 rw
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0x40
0…0xFF FF
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Sub-Index
Beschreibung
003
ForwardDatagrams_U32, enthält die Anzahl der Eingangs-Datagramme, welche nicht an diese Funktionseinheit adressiert sind.
Optional Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32 ro
PDO Mapping nein
Standardwert 0
Wertebereich
7.17 Objekt 1F82h: NMT_FeatureFlags_U32
Dieses Objekt enthält die Feature-Flags und zeigt die durch das Gerät unterstützten
Funktionen an. Die Werte werden über die Geräte-Firmware während der
Systeminitialisierung konfiguriert.
Index
Name
0…0xFF FF FF FF
0x1F82
NMT_FeatureFlags_U32
Objekttyp VAR
Datentyp UNSIGNED32
Wertebereich 0x00003FFF
Standardwert 0x00000087
Wert-Interpretation
Kategorie
Zugriff
Mandatory
CONST
PDO Mapping nein
Byte
0
1
2
3
Bit
0 = 1 Isochronous
1 = 1 SDO by UDP/IP
2 = 1 SDO by ASnd
Name TRUE
Zyklischer Zugriff über PReq
Frames, CN kann isochronisch betrieben werden.
Gerät unterstützt SDO
Kommunikation über UDP/IP
Frames.
Gerät unterstützt SDO
Kommunikation über EPL
ASnd Frames.
3 = 0 SDO by PDO
4 = 0 NMT Info Services
5 = 0 Extended NMT State Commands
6 = 0 Dynamic PDO Mapping nicht unterstützt
7 = 1 NMT Service by UDP/IP
8 = 0 Configuration Manager
9 = 0 Multiplexed Access
10 = 0 NodeID setup by SW
11 = 0 MN Basic Ethernet Mode
12 = 0 Routing Type 1 Support
13 = 0 Routing Type 2 Support
14 = 0 SDO Read/Write All by Index
15 = 0 SDO Read/Write Mult. Parameter by Index
16-23 = 0 reserved
24-31 = 0 reserved
Gerät unterstützt NMT Service über UDP/IP Frames. nicht unterstützt
FALSE
—
—
—
—
Tabelle 9: NMT_FeatureFlags_U32 Interpretation
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7.18 Objekt 1F83h: NMT_EPLVersion_U8
Dieses Objekt enthält die implementierte EPL Kommunikations-Profil-Version. Der
Wert wird über die Geräte-Firmware während der Systeminitialisierung konfiguriert.
Index
Name
0x1F83
NMT_EPLVersion_U8
Objekttyp VAR
Datentyp UNSIGNED8
Wertebereich 0
Kategorie
Zugriff
Mandatory
CONST
Standardwert 0…0xFF
Format:
PDO Mapping nein
High-Nibble Low-Nibble
übergeordneter Anteil untergeordneter Anteil
EPL Version
7.19 Objekt 1F8Ch: NMT_CurrNMTState_U8
Dieses Objekt enthält den aktuellen NMT-Status. Wenn der Ausfall eines Knotens erkannt wird, sollte der aktuelle NMT-Zustand des Knotens auf NMT_CS_NOT_ACTIVE zurückgesetzt werden.
Index
Name
0x1F8C
NMT_CurrNMTState_U8
Objekttyp VAR
Datentyp UNSIGNED8
Wertebereich siehe Tabelle
Kategorie
Zugriff
Mandatory ro
Standardwert 0x1C, NMT_CS_NOT_ACTIVE PDO Mapping ja
Wert-Interpretation
NMT Zustände
NMT_GS_OFF
NMT_GS_POWERED
NMT_GS_INITIALISATION
NMT_GS_INITIALISING
NMT_GS_RESET_APPLICATION
NMT_GS_RESET_COMMUNICATION
NMT_GS_RESET_CONFIGURATION
NMT_GS_COMMUNICATING
NMT_CS_NOT_ACTIVE
NMT_CS_EPL_MODE
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2
NMT_CS_READY_TO_OPERATE
NMT_CS_OPERATIONAL
NMT_CS_STOPPED
NMT_CS_BASIC_ETHERNET
Wert, binär übergeordnet
0000 0000 xxxx 1xxx xxxx 1001
0001 1001
0010 1001
0011 1001
0111 1001 xxxx 11xx
X
X
X
0001 1100 xxxx 1101
0001 1101
0101 1101
0110 1101
1111 1101
0100 1101
0001 1110
X
Tabelle 10: CN NMT-Zustände
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7.20 Objekt 1F93h: NMT_EPLNodeID_REC
Das Objekt enthält die Geräte EPL Node-ID.
Index
Name
Datentyp
0x1F93
NMT_EPLNodeID_REC
NMT_EPLNodeID_TYPE
Sub-Index 000
Beschreibung Anzahl der Einträge
Objekttyp
Kategorie
RECORD
Mandatory
Zugriff CONST
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0x02
0x02…0x03
Beschreibung
Kategorie
Datentyp
001
NodeID_U8, zeigt die über die Hardware-Schalter eingestellte Node-ID an
Mandatory
UNSIGNED8
Zugriff ro
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0x1
0x01…0xFE
Beschreibung
002
NodeIDByHW_BOOL, zeigt an, ob die EPL Node-ID hardwaremäßig oder softwaremäßig eingestellt werden kann
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
BOOLEAN ro
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0x1
0 = softwaremäßige Einstellung, 1 = hardwaremäßige Einstellung
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7.21 Objekt 1F98h: NMT_CycleTiming_REC
Das Objekt enthält knotenspezifische Timing-Parameter, welche das EPL
Zykluszeitverhalten beeinflussen.
Index
Name
0x1F98
NMT_CycleTiming_REC
Objekttyp RECORD
NMT_CycleTiming_TYPE Kategorie Mandatory Datentyp
Sub-Index 000
Beschreibung
Zugriff
Anzahl der Einträge
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert 0x09
Wertebereich
Sub-Index
0x09
Beschreibung
001
IsochrTxMaxPayload_U16, enthält die max. gerätespezifische Nutzdatengröße in Bytes von isochronen Nachrichten welche durch das Gerät gesendet werden können
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED16
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
1490 Bytes
0x0024…0x05D2
Beschreibung
002
IsochrRxMaxPayload_U16, enthält die max. gerätespezifische Nutzdatengröße in Bytes von isochronen Nachrichten welche durch das Gerät empfangen werden können
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED16
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
1490 Bytes
0x0024…0x05D2
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Sub-Index
Beschreibung
003
PresMaxLatency_U32, enthält die max. Zeit in ns, welche durch den CN benötigt wird, um auf einen PReq-Frame vom MN zu antworten
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Beschreibung
004
PreqActPayloadLimit_U16, enthält die vom CN zu erwartende konfigurierte PReq Nutzdaten
Blockgröße in Bytes. Die Nutzdaten Blockgröße + Header ergibt die feste Größe des PReq-Frames, unabhängig von der PDO-
Datengröße. Der Datenblock wird bis zu dieser Grenze mit PDO
Daten aufgefüllt.
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED16 rw, gültig beim Reset
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0x24
0x24…Sub-Index 002
Beschreibung
005
PresActPayloadLimit_U16, enthält die konfigurierte PRes Nutzdaten Blockgröße in Bytes die durch den CN gesendet werden. Die Nutzdaten Blockgröße +
Header ergibt die feste Größe des PRes-Frames, unabhängig von der PDO-Datengröße. Der Datenblock wird bis zu dieser Grenze mit PDO Daten aufgefüllt.
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED16 rw, gültig beim Reset
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0x24
0x24…Sub-Index 001
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Sub-Index
Beschreibung
006
AsndMaxLatency_U32, enthält die max. Zeit in ns, welche durch den CN benötigt wird, um auf einen SoA-Frame vom MN zu antworten
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Beschreibung
007
MultiplCycleCnt_U8, zeigt an, ob der Knoten den Multiplexed-Betrieb unterstützt
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED8 rw, gültig beim Reset
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
Sub-Index
0, Knoten unterstützt keinen Multiplexed-Betrieb
0…0xFF
Beschreibung
008
AsyncMTU_U16, enthält die max. ASnd- bzw. UDP/IP-Framegröße in Bytes
Mandatory Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED16 rw, gültig beim Reset
PDO Mapping nein
Standardwert 300 Bytes
Wertebereich 300…1500 Bytes
Der Wert entspricht einem kompletten Ethernetframe, abzüglich 14 Byte Ethernethea-
der und 4 Byte CRC. Der Maximalwert von AsyncMTU_U16 wird durch die Objekt
1030h: NMT_InterfaceGroup_0h_REC.InterfaceMtu_U16 – Werte aller Geräte im
Segment begrenzt. Dieser Grenzwert sollte 18 Byte kleiner als der kleinste
InterfaceMtu_U16-Wert sein und muss durch jeden Knoten im Segment unterstützt werden können. AsyncMTU_U16 sollte bei jedem Knoten im Segment den gleichen Wert haben.
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Sub-Index
Beschreibung
009
Prescaler_U16, konfiguriert die Toggle-Rate des SoC PS-Flags
Optional Kategorie
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED16 rw, gültig beim Reset
PDO Mapping nein
Standardwert 2 Zyklen
Wertebereich 0…1000 Zyklen, 0 = Funktion deaktiviert
Der Wert bestimmt die Anzahl der Zyklen, die vom MN benötigt werden, um das
Umschalten des Flags zu beenden.
Prescaler_U16 sollte bei jedem Knoten im Segment den gleichen Wert haben.
7.22 Objekt 1F99h: NMT_CNBasicEthernetTimeout_U32
Dieses Objekt enthält den Timeout-Wert in µs, bevor der CN vom Zustand
NMT_CS_NOT_ACTIVE in den Zustand NMT_CS_BASIC_ETHERNET überführt wird.
Das MN und CN Anlauf-Zeitverhalten sollte gut aufeinander abgestimmt sein und die
Einschaltabfolge beachtet werden.
Index
Name
0x1F99
NMT_CNBasicEthernetTimeout_U32
Objekttyp VAR
Datentyp
Wertebereich
UNSIGNED32
0…0xFF FF FF FF
Kategorie
Zugriff
Mandatory rw, gültig beim Reset
PDO Mapping nein Standardwert 5 000 000 µs
Wert 0 bedeutet, es wird nie in den Zustand NMT_CS_BASIC_ETHERNET
übergewechselt. Der eingegebene Wert sollte größer als der eingetragene Wert aus
Objekt 1006h: NMT_CycleLen_U32 sein.
Um ein fehlerhaftes Umschalten in den NMT_CS_BASIC_ETHERNET – Mode beim
Systemstart zu vermeiden, sollte der hier eingetragene Wert größer als die Bootzeit des MN’s sein (Objekt 1F89 NMT_BootTime_REC.MNWaitNotAct_U32).
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7.23 Objekt 1F9Ah: NMT_HostName_VSTR
Dieses Objekt enthält den DNS Hostnamen, siehe auch Kapitel „6.3.6 Hostname“ auf
Index
Name
0x1F9A
NMT_HostName_VSTR
Objekttyp VAR
Datentyp
Wertebereich
VISIBLE_STRING32
VISIBLE_STRING
Kategorie
Zugriff
Cond rw
Standardwert 0 PDO Mapping nein
7.24 Objekt 1F9Eh: NMT_ResetCmd_U8
Die NMT Reset-Kommandos NMTSwReset, NMTResetNode, NMTResetConfiguration, und NMTResetCommunication können mit Schreiben der entsprechenden NMT-Service-
ID auf dieses Objekt ausgelöst werden.
Ein NMT Reset über dieses Objekt sollte nur von CNs im Zustand
NMT_CS_BASIC_ETHERNET angewandt werden. Anwendungen auf Knoten im
Zustand NMT_CS_EPL_MODE oder NMT_MS_EPL_MODE verletzen die NMT-Regeln und generieren DLL und NMT-Guarding Fehler. Stattdessen sind die NMT-Requests
des MN’s zu benutzen. Siehe hierzu auch ab Kapitel „4.10 NMT State Machine“ auf
Nach Beendigung des Resets wird das Objekt automatisch durch den Knoten auf den
Wert 0xFF = NMTInvalidService gesetzt. Bei Lesezugriff wird ebenfalls immer nur die NMT-Service-ID 0xFF für NMTInvalidService angezeigt.
Index
Name
0x1F9E
NMT_ResetCmd_U8
Objekttyp VAR
Datentyp
Wertebereich
Standardwert
UNSIGNED8
0x28…0xFF, siehe Tabelle
0xFF
Kategorie
Zugriff
Mandatory rw
PDO Mapping nein
Name NMT-Service-ID
NMTResetNode 0x28
NMTResetCommunication 0x29
NMTResetConfiguration 0x2A
NMTSwReset 0x2B
NMTInvalidService 0xFF
Tabelle 11: CN NMT Reset-Kommandos
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Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)
8 Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)
M = Mandatory (zwingend)
O = Optional
Index (h) Objekt Name Datenlänge Attr. M/O Seite
Parameter
2000 VAR Anzahl Umdrehungen, Zähler UNSIGNED32 rw M
2001
2002
VAR Anzahl Umdrehungen, Nenner UNSIGNED32 rw O
ARRAY Gesamtmesslänge in Schritten UNSIGNED32 rw M
Parameter
Tabelle 12: Encoder-Profilbereich
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8.1 Skalierungsparameter
Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)
WARNUNG !
Gefahr von Körperverletzung und Sachschaden beim Wiedereinschalten des
Mess-Systems nach Positionierungen im stromlosen Zustand durch
Verschiebung des Nullpunktes!
Ist die Anzahl der Umdrehungen keine 2-er Potenz oder >4096, kann, falls mehr als
512 Umdrehungen im stromlosen Zustand ausgeführt werden, der Nullpunkt des
Multi-Turn Mess-Systems verloren gehen!
• Sicherstellen, dass bei einem Multi-Turn Mess-System der Quotient von
Umdrehungen Zähler/Umdrehungen Nenner eine 2er-Potenz aus der Menge
2
0
, 2
1
, 2
2
…2
12
(1, 2, 4…4096) ist. oder
• Sicherstellen, dass sich Positionierungen im stromlosen Zustand bei einem Multi-
Turn Mess-System innerhalb von 512 Umdrehungen befinden.
Über die Skalierungsparameter kann die physikalische Auflösung des Mess-Systems verändert werden. Das Mess-System unterstützt die Getriebefunktion für Rundachsen.
Dies bedeutet, dass die Anzahl Schritte pro Umdrehung und der Quotient von
Umdrehungen Zähler/Umdrehungen Nenner eine Kommazahl sein darf.
Der ausgegebene Positionswert wird mit einer Nullpunktskorrektur, der eingestellten
Zählrichtung und den eingegebenen Getriebeparametern verrechnet.
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Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)
8.1.1 Objekt 2002h: Messlänge in Schritten
Legt die Gesamtschrittzahl des Mess-Systems fest, bevor das Mess-System wieder bei Null beginnt.
Index
Name
Datentyp
0x2002
Total_Measuring_Range
UNSIGNED32
Objekttyp
Kategorie
Array
Mandatory
Sub-Index
Beschreibung
Zugriff
000
Anzahl der Einträge
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert 0x2
0…0x02 Wertebereich
Sub-Index
Beschreibung
Kategorie
001
Low_Word
Mandatory
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32 rw
PDO Mapping nein
Untergrenze 16 Schritte
Obergrenze
Standardwert
CEx-65: 33 554 432 Schritte (25 Bit)
COx-65: 0 Schritte (Low-Anteil)
33 554 432 Schritte
Sub-Index
Beschreibung
002
High_Word
Kategorie
Datentyp
Mandatory
UNSIGNED32
Zugriff rw
PDO Mapping nein
Untergrenze
Obergrenze
0 Schritte
CEx-65: 0 Schritte
COx-65: 16 Schritte (High-Anteil)
Standardwert 0 Schritte
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.
Messlänge Low_Word Messlänge High_Word
Byte 0 Byte 1 Byte 2
CEx-65
2
7
bis 2
0
2
15
bis 2
8
2
23
bis 2
16
COx-65
2
7
bis 2
0
2
15
bis 2
8
2
23
bis 2
16
Byte 3
2
31
bis 2
24
2
31
bis 2
24
Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3
- - - -
2
39
bis 2
32
2
47
bis 2
40
2
55
bis 2
48
2
63
bis 2
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8.1.2 Objekt 2000-2001h: Umdrehungen, Zähler/Nenner
Diese beiden Parameter zusammen, legen die Anzahl der Umdrehungen fest, bevor das Mess-System wieder bei Null beginnt.
Da Kommazahlen nicht immer endlich (wie z.B. 3,4) sein müssen, sondern mit unendlichen Nachkommastellen (z.B. 3,43535355358774... ) behaftet sein können, wird die Umdrehungszahl als Bruch eingegeben.
Index 0x2000
Beschreibung
Datentyp
Kategorie
Zugriff
PDO Mapping
Number_Of_Revolution-numerator
UNSIGNED32
Mandatory rw nein
Untergrenze Zähler
Obergrenze Zähler
1
256000
Default 4096
Index 0x2001
Beschreibung
Datentyp
Kategorie
Number_Of_Revolution-divisor
UNSIGNED32
Optional rw
Zugriff
PDO Mapping
Untergrenze Nenner
nein
1
Obergrenze Nenner
16384
Default 1
Formel für Getriebeberechnung:
Anzahl Umdrehungen Zähler
Messlänge in Schritten = Anzahl Schritte pro Umdrehung *
Anzahl Umdrehungen Nenner
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Sollten bei der Eingabe der Parametrierdaten die zulässigen Bereiche von Zähler und
Nenner nicht eingehalten werden können, muss versucht werden diese entsprechend zu kürzen. Ist dies nicht möglich, kann die entsprechende Kommanzahl möglicherweise nur annähernd dargestellt werden. Die sich ergebende kleine
Ungenauigkeit wird bei echten Rundachsenanwendungen (Endlos-Anwendungen in eine Richtung fahrend) mit der Zeit aufaddiert.
Zur Abhilfe kann z.B. nach jedem Umlauf eine Justage durchgeführt werden, oder man passt die Mechanik bzw. Übersetzung entsprechend an.
Der Parameter "Anzahl Schritte pro Umdrehung" darf ebenfalls eine Kommazahl sein, jedoch nicht die "Messlänge in Schritten". Das Ergebnis aus obiger Formel muss auf bzw. abgerundet werden. Der dabei entstehende Fehler verteilt sich auf die programmierte gesamte Umdrehungsanzahl und ist somit vernachlässigbar.
Vorgehensweise bei Linearachsen (Vor- und Zurück-Verfahrbewegungen):
Der Parameter "Umdrehungen Nenner" kann bei Linearachsen fest auf "1" programmiert werden. Der Parameter "Umdrehungen Zähler" wird etwas größer als die benötigte Umdrehungsanzahl programmiert. Somit ist sichergestellt, dass das
Mess-System bei einer geringfügigen Überschreitung des Verfahrweges keinen
Istwertsprung (Nullübergang) erzeugt. Der Einfachheit halber kann auch der volle
Umdrehungsbereich des Mess-Systems programmiert werden.
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Das folgende Beispiel soll die Vorgehensweise näher erläutern:
Gegeben:
-
-
Mess-System mit 4096 Schritte/Umdr. und max. 4096 Umdrehungen
Auflösung 1/100 mm
-
-
-
-
-
Sicherstellen, dass das Mess-System in seiner vollen Auflösung und
Messlänge (4096x4096) programmiert ist:
Messlänge in Schritten = 16777216,
Umdrehungen Zähler = 4096
Umdrehungen Nenner = 1
Zu erfassende Mechanik auf Linksanschlag bringen
Mess-System mittels Justage auf „0“ setzen
Zu erfassende Mechanik in Endlage bringen
Den mechanisch zurückgelegten Weg in mm vermessen
Istposition des Mess-Systems an der angeschlossenen Steuerung ablesen
-
-
Annahme:
zurückgelegter Weg = 2000 mm
Mess-Sysem-Istposition nach 2000 mm = 607682 Schritte
Daraus folgt:
Anzahl zurückgelegter Umdrehungen = 607682 Schritte / 4096 Schritte/Umdr.
=
Anzahl mm / Umdrehung = 2000 mm / 148,3598633 Umdr. = 13,48073499mm / Umdr.
Bei 1/100mm Auflösung entspricht dies einer Schrittzahl / Umdrehung von 1348,073499
erforderliche Programmierungen:
Anzahl Umdrehungen Zähler = 4096
Anzahl Umdrehungen Nenner = 1
Anzahl Umdrehungen Zähler
Messlänge in Schritten = Anzahl Schritte pro Umdrehung *
Anzahl Umdrehungen Nenner
4096 Umdrehungen Zähler
= 1348,073499 Schritte / Umdr. *
1 Umdrehung Nenner
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Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)
8.2 Objekt 2003h: Presetwert
Das Objekt definiert den Positionswert für die Presetfunktion und wird verwendet, um den Mess-System-Wert auf einen beliebigen Positionswert innerhalb des Bereiches von 0 bis Messlänge in Schritten — 1 zu setzen. Die Presetfunktion wird über
Objekt 2004h: Set_Preset ausgeführt, siehe Seite 81.
Index
Name
Datentyp
0x2003
Preset_Value
UNSIGNED32
Objekttyp
Kategorie
Array
Mandatory
Sub-Index 000
Beschreibung Anzahl der Einträge
Zugriff CONST
PDO Mapping nein
Standardwert
Wertebereich
0x2
0…0x02
Sub-Index
Beschreibung
Kategorie
001
Low_Word
Mandatory
Datentyp
Zugriff
UNSIGNED32 rw
PDO Mapping nein
Untergrenze
Obergrenze
0
CEx-65: 33 554 432 Schritte (25 Bit)
COx-65: 0 Schritte (Low-Anteil)
0 Standardwert
Sub-Index 002
Beschreibung
Kategorie
Datentyp
High_Word
Mandatory
UNSIGNED32
Zugriff rw
PDO Mapping nein
Untergrenze
Obergrenze
0
CEx-65: 0 Schritte
COx-65: 16 Schritte (High-Anteil)
0 Standardwert
Preset Low_Word Preset High_Word
Byte 0 Byte 1 Byte 2
CEx-65
2
7
bis 2
0
2
15
bis 2
8
2
23
bis 2
16
COx-65
2
7
bis 2
0
2
15
bis 2
8
2
23
bis 2
16
Byte 3
2
31
bis 2
24
2
31
bis 2
24
Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3
- - - -
2
39
bis 2
32
2
47
bis 2
40
2
55
bis 2
48
2
63
bis 2
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8.3 Objekt 2004h: Set_Preset
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Gefahr von Körperverletzung und Sachschaden durch einen Istwertsprung bei
Ausführung der Preset-Justage-Funktion!
WARNUNG !
• 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 Positionswert wird auf den Parameter Presetwert gesetzt, wenn die positive
Flanke des Bits 2
0
erkannt wird.
Die Presetwert wird im Objekt 2003h: Presetwert definiert, siehe Seite 80.
Index 0x2004
Beschreibung
Datentyp
Kategorie
Set_Preset
UNSIGNED8
Optional
Zugriff
PDO Mapping
rw nein
Wert
-
8.4 Objekt 2005h: Betriebsparameter
Das Objekt mit Index 2005h 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
Name
0x2005
Operating_Parameters
Objekttyp VAR
Datentyp UNSIGNED8 Kategorie Optional
Wertebereich
Bit 0 = 0: Position im Uhrzeigersinn steigend
Bit 0 = 1: Position im Uhrzeigersinn fallend
Standardwert 0
Zugriff rw
PDO Mapping nein
8.5 Objekt 2006h: Parameter übernehmen
Mit Schreibzugriff auf dieses Objekt speichert das Mess-System die Parameter in den nichtflüchtigen Speicher (EEPROM).
Index
Name
0x2006
Accept_Parameters
Objekttyp VAR
Datentyp UNSIGNED8
Wertebereich nicht relevant
Standardwert 0
Kategorie
Zugriff
Optional rw
PDO Mapping nein
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8.6 Objekt 2007h: Positionswert
Über dieses Objekt ist es möglich, den Inhalt des Mapping-Objekts „Objekt 3100h:
Mapping“, auch im azyklischen Datenaustausch über eine SDO-Anforderung zu
lesen.
Index
Name
Datentyp
0x2007
Position_Value
UNSIGNED32
Objekttyp
Kategorie
Array
Optional
Sub-Index
Beschreibung
Zugriff
000
Anzahl der Einträge
CONST
PDO Mapping nein
Standardwert 0x2
0…0x02 Wertebereich
Sub-Index
Beschreibung
001
Low_Word
Kategorie
Datentyp
Zugriff
Optional
UNSIGNED32 ro
PDO Mapping nein
Standardwert –
0…0xFF FF FF FF Wertebereich
Sub-Index
Beschreibung
002
High_Word
Kategorie
Datentyp
Wertebereich
Optional
UNSIGNED32
Zugriff ro
PDO Mapping nein
Standardwert –
0…0xFF FF FF FF
Position Low_Word Position High_Word
Byte 0 Byte 1 Byte 2
CEx-65
2
7
bis 2
0
2
15
bis 2
8
2
23
bis 2
16
COx-65
2
7
bis 2
0
2
15
bis 2
8
2
23
bis 2
16
Byte 3
2
31
bis 2
24
2
31
bis 2
24
Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3
- - - -
2
39
bis 2
32
2
47
bis 2
40
2
55
bis 2
48
2
63
bis 2
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8.7 Objekt 3100h: Mapping
Das Objekt definiert den ausgegebenen Positionswert für das Mapping-Parameter-
Objekt 1A00 (Sende-PDO).
Index
Name
Datentyp
0x3100
Mapping
UNSIGNED32
Objekttyp
Kategorie
Array
Optional
Sub-Index
Beschreibung
000
Anzahl der Einträge
Zugriff CONST
PDO Mapping nein
Standardwert 0x2
0…0x02 Wertebereich
Sub-Index
Beschreibung
Kategorie
Datentyp
001
Position_Low
Optional
UNSIGNED32
Zugriff ro
PDO Mapping ja
Standardwert 0
Wertebereich
Sub-Index
Beschreibung
0…0xFF FF FF FF
Kategorie
Datentyp
Zugriff ro
PDO Mapping ja
002
Position_High
Optional
UNSIGNED32
Standardwert
Wertebereich
0
0…0xFF FF FF FF
Position_Low Position_High
Byte 0 Byte 1 Byte 2
CEx-65
2
7
bis 2
0
2
15
bis 2
8
2
23
bis 2
16
COx-65
2
7
bis 2
0
2
15
bis 2
8
2
23
bis 2
16
Byte 3
2
31
bis 2
24
2
31
bis 2
24
Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3
- - - -
2
39
bis 2
32
2
47
bis 2
40
2
55
bis 2
48
2
63
bis 2
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Fehlerbehandlung
9 Fehlerbehandlung
9.1 Mögliche Fehlerquellen und Fehlersymptome
● Physical-Layer Fehlerquellen
– Loss of link, keine Verbindung
– Incorrect physical operating mode, falscher Betrieb (10 MBit/s, Vollduplex)
– CRC Error, Prüfsummenfehler
– Rx buffer overflow, Überlauf des Empfangspuffers
– Tx buffer underrun, Sendepuffer leer
● EPL Datalink-Layer Fehlersymptome
– Loss of SoC-Frame, Verlust eines SoC-Frames
– Loss of SoA-Frame, Verlust eines SoA-Frames
– Loss of PReq-Frame, Verlust eines PReq-Frames
– Loss of PRes-Frame, Verlust eines PRes -Frames
– Collisions, Bus-Kollisionen
– Cycle Time exceeded, Zykluszeit überschritten
– Timing Violation, Timingfehler; zu spät geantwortet
Die Fehlererkennung hängt stark von der Implementierung der Gerätehardware und
Software ab. Welche Fehler vom Gerät erkannt werden, wird durch den entsprechenden Eintrag in der Gerätebeschreibungs-Datei angezeigt.
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Allgemeine CN Fehlerabwicklung
Fehler-Symptom
Fehlerbehandlung
Datalink-Layer-lokale
Verarbeitung
Error Codes
NMT-lokale
Verarbeitung
Loss of link
Incorrect Physical operating mode nein nein
Tx/Rx Buffer underrun / overflow ja
CRC Error ja
Collision
Invalid Format
SoC Jitter out of range
Loss of PReq
ja
nein m nein nein
o o
o
Diese sind als Fehlerquellen zu betrachten
o m o o o o o o o o
Loss of SoA
Loss of SoC
nein
ja o o m m
CN sendet (PRes) die letzten oder aktuellen
Werte. Ungültige Daten werden auf keinen Fall gesendet.
Tabelle 13: CN Fehlerabwicklungs-Tabelle
M = Mandatory (vorgeschrieben) o = optional
1)
NMT_GT6, internal communication error
siehe NMT State Machine Seite 25
2)
NMT_CT11, Error Condition
siehe NMT CN State Machine Seite 27
0x8245
--> NMT_GS_RESET_APPLICATION,
--> NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1,
0x8165
0x8161
0x8166
0x8164
0x8163
Eintrag im Objekt
0x1003
Eintrag im Objekt
0x1003
1)
NMT_GT6, interner
Kommunikationsfehler
2)
NMT_CT11,
Fehlerzustand
1)
NMT_GT6, interner
Kommunikationsfehler
1)
NMT_GT6, interner
Eintrag im Objekt
0x1003
2)
NMT_CT11,
0x1003
2)
NMT_CT11,
0x1003
2)
NMT_CT11,
0x1003
2)
NMT_CT11,
Fehlerzustand
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Fehlerbehandlung
9.2 Fehlererfassung
9.2.1 Threshold Counter
Immer wenn ein Fehlersymptom auftritt, wird der Grenzwertzähler
(Threshold Counter) um 8 inkrementiert. Nach jedem Zyklus, in dem der Fehler nicht wieder vorkommt, wird der Zähler um 1 dekrementiert.
Wenn der Grenzwert (Threshold) erreicht wird, (Threshold Counter ≥ Threshold) wird eine Aktion ausgelöst und der Grenzwertzähler auf 0 gesetzt.
Der Grenzwert, für die Auslösung der Fehlermeldung, wird im jeweiligen Objekt
festgelegt, z.B. Objekt 1C0Bh: DLL_CNLossSoC_REC, Sub-Index 3:
Threshold_U32.
Eine unmittelbare Fehlerauslösung wird erreicht, wenn der Grenzwert auf 1 gesetzt wird.
Der Grenzwertzähler und Fehlerauslösung können deaktiviert werden, wenn der
Grenzwert auf 0 gesetzt wird.
Abbildung 17: Threshold Counter, ThresholdCnt_U32
9.2.2 Cumulative Counter
Immer wenn ein Fehlersymptom auftritt, wird der Cumulative Counter
(Summenzähler) um 1 inkrementiert. Da der Summenzähler beim Systemstart oder durch Reset-Kommandos nicht gelöscht wird, kann auch ein Überlauf erfolgen.
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9.3 Unterstützte Fehlermeldungen
9.3.1 Übertragungs- / CRC-Fehler
● Fehlerquelle
Fehlerbehandlung
Übertragungsfehler werden durch die Hardware (CRC-Check) im Ethernet-
Controller erkannt. Empfangene Frames die CRC-Fehler enthalten, werden einfach verworfen.
● Fehlererkennung
Jedes Mal wenn ein Frame verloren ging, überprüft der Knoten ob ein CRC-Fehler aufgetreten ist. Es werden auch CRC-Fehler von unerwarteten Frames erkannt.
● Fehlerabwicklung
Wenn ein CRC-Fehler erkannt wurde, wird dieser als Error Code im
StatusResponse-Frame eingetragen und an den MN übermittelt. Die
Fehlerauslösung wird über den Threshold Counter Mechanismus im Objekt
1C0Fh: DLL_CNCRCError_REC auf Seite 61 vorgenommen. Wenn der
Grenzwertzähler den Grenzwert erreicht, wird die Fehlerquelle von der CN NMT-
Zustandsmaschine als „Fehlerzustand“ (NMT_CT11) behandelt und das Mess-
System in den Zustand NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 überführt.
● Fehlermeldung
Über den internen Fehlerfunktionsmechanismus wird der Fehler in das so genannte „Static Error Bit Field“ eingetragen und stellt ein Fragment des
StatusResponse-Frames dar.
Format:
Byte Offset Beschreibung
1
Inhalt aus Objekt 1001h: ERR_ErrorRegister_U8, 0x01
2 reserved
3-8 Error Code = 0x8164
Tabelle 14: Static Error Bit Field, Fragment des StatusResponse-Frames
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Fehlerbehandlung
9.3.2 Loss of SoC
● Fehlererkennung
Der Verlust eines SoC-Frames wird durch die Datalink-Layer CN Cycle State
Machine erkannt und als Fehlerereignis gemeldet.
● Fehlerabwicklung
Wenn ein Loss of SoC-Fehler erkannt wurde, wird dieser als Error Code im
StatusResponse-Frame eingetragen und an den MN übermittelt. Die
Fehlerauslösung wird über den Threshold Counter Mechanismus im Objekt
1C0Bh: DLL_CNLossSoC_REC auf Seite 59 vorgenommen. Wenn der
Grenzwertzähler den Grenzwert erreicht, wird die Fehlerquelle von der CN NMT-
Zustandsmaschine als „Fehlerzustand“ (NMT_CT11) behandelt und das Mess-
System in den Zustand NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 überführt.
● Fehlermeldung
Über den internen Fehlerfunktionsmechanismus wird der Fehler in das so genannte „Static Error Bit Field“ eingetragen und stellt ein Fragment des
StatusResponse-Frames dar.
Format:
Byte Offset Beschreibung
1
Inhalt aus Objekt 1001h: ERR_ErrorRegister_U8, 0x01
2 reserved
3-8 Error Code = 0x8245
Tabelle 15: Static Error Bit Field, Fragment des StatusResponse-Frames
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9.3.3 Rx MAC Buffer Overflow / Tx MAC Buffer Underrun
● Fehlerquelle
Fehlerbehandlung
Wenn der Empfangs-MAC-Puffer des CN’s überläuft, können für eine bestimmte
Zeit keine Frames empfangen werden. Der Sende-MAC-Puffer
Unterschreitungsfehler tritt auf, wenn der Puffer während der Übertragung keine
Daten mehr enthält.
● Fehlererkennung
Wann immer ein Verlust eines Frames oder ein Timingfehler festgestellt wird,
überprüft der CN den Physical-Layer nach Buffer Overflow/Underrun Fehlern im
Ethernet MAC Controller.
● Fehlerabwicklung
Wenn ein Rx MAC Buffer Overflow / Tx MAC Buffer Underrun-Fehler erkannt wurde, wird dieser als Error Code im StatusResponse-Frame eingetragen und an den MN übermittelt. Die Fehlerauslösung geschieht unmittelbar nach der
Erkennung des Fehlers und wird von der CN NMT-Zustandsmaschine als „Internal
Communication Error“ (NMT_GT6) behandelt und das Mess-System in den
Zustand NMT_GS_RESET_APPLICATION überführt.
● Fehlermeldung
Über den internen Fehlerfunktionsmechanismus wird der Fehler in das so genannte „Static Error Bit Field“ eingetragen und stellt ein Fragment des
StatusResponse-Frames dar.
Format:
Byte Offset Beschreibung
1
Inhalt aus Objekt 1001h: ERR_ErrorRegister_U8, 0x01
2 reserved
3-8 Error Code = 0x8166
Tabelle 16: Static Error Bit Field, Fragment des StatusResponse-Frames
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Fehlerbehandlung
9.3.4 Kollisionen
● Fehlerquelle
Die Anzahl der Hubs im EPL Netzwerk kann die in IEEE 802.3 definierten
Anforderungen für Verzögerungsschwankungen nicht erfüllen. Grund hierfür sind der Einsatz von Standard Ethernet-Controllern nach IEEE 802.3, welche
Kollisionen nur in bestimmten Fällen erkennen können.
Ethernet POWERLINK hängt nicht von der Feststellung von Kollisionen ab.
Im NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1, NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2,
NMT_CS_READY_TO_OPERATE und im Zustand NMT_CS_OPERATIONAL sollten aufgrund des EPL Zyklusaufbaus keine Kollisionen auftreten. Wenn ein Knoten diese Anforderungen nicht erfüllt, dann können der Determinismus und die präzise
Synchronisierung nicht mehr garantiert werden. Trotzdem können bei falscher
Konfiguration und einem defekten Knoten Kollisionen auftreten.
● Fehlererkennung
Wenn der Ethernet Controller eine Kollision im EPL Netzwerk feststellt, wird der
Standard Ethernetablauf für Kollisionen gestartet.
● Fehlerabwicklung
Wenn ein Kollisions-Fehler erkannt wurde, wird dieser als Error Code im
StatusResponse-Frame eingetragen und an den MN übermittelt. Die
Fehlerauslösung wird über den Threshold Counter Mechanismus im Objekt
1C0Ah: DLL_CNCollision_REC auf Seite 58 vorgenommen. Wenn der
Grenzwertzähler den Grenzwert erreicht, wird die Fehlerquelle von der CN NMT-
Zustandsmaschine als „Internal Communication Error“ (NMT_GT6) behandelt und das Mess-System in den Zustand NMT_GS_RESET_APPLICATION überführt.
● Fehlermeldung
Über den internen Fehlerfunktionsmechanismus wird der Fehler in das so genannte „Static Error Bit Field“ eingetragen und stellt ein Fragment des
StatusResponse-Frames dar.
Format:
Byte Offset Beschreibung
1
Inhalt aus Objekt 1001h: ERR_ErrorRegister_U8, 0x01
2 reserved
3-8 Error Code = 0x8163
Tabelle 17: Static Error Bit Field, Fragment des StatusResponse-Frames
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Fehlerursachen und Abhilfen
10 Fehlerursachen und Abhilfen
10.1 Optische Anzeigen
Die Funktion der LEDs wird über die NMT State Machine und deren
Zustandsübergänge gesteuert, siehe Abbildung 10 auf Seite 25 und Abbildung 11 auf
Seite 27. Die Zuordnung der LEDs kann aus dem Kapitel „Bus-Statusanzeige“,
Error LED Ursache Abhilfe aus
Alles OK, Knoten befindet sich im
Zustand NMT_CS_OPERATIONAL
(NMT_CT7)
Normaler Betriebszustand
Wenn der Knoten nach Eintritt in den Zustand
NMT_CS_NOT_ACTIVE kein SoC,
PReq, PRes oder SoA Frame innerhalb des definierten
Timeouts erhält, wechselt der
Knoten in den Zustand
NMT_CS_BASIC_ETHERNET über
(NMT_CT3).
Die Zeit für den Timeout wird im Objekt 1F99h:
NMT_CNBasicEthernetTimeout_U32, Seite 72
definiert. Standardwert = 5 s. Die dort angegebenen
Hinweise sind zu beachten.
Es wurde ein Hardware- bzw. ein lokaler Software-RESET ausgeführt. Der Knoten wird neu initialisiert und wechselt in den
Zustand
NMT_GS_INITIALISING über
(NMT_GT2).
Der Knoten muss gemäß der Zustandsmaschine wieder neu in Betrieb genommen werden.
Der Knoten wurde durch einen internen Fehler in den Zustand
„Error Condition“ (NMT_CT11) versetzt. Ursachen hierfür können
CRC-Fehler oder der Verlust eines Frames sein.
an
Der Knoten wurde durch einen internen Fehler in den Zustand
„Internal Communication Error“
(NMT_GT6) versetzt. Ursachen hierfür können Tx/Rx Buffer underrun/overflow-Fehler oder
Kollisions-Fehler sein.
Link LED Ursache
- Um den Fehler zu lokalisieren, ist der zurückgemeldete Error Code im StatusResponse
Frame auszuwerten, siehe Error Codes auf Seite
93. Eventuell muss in den dazugehörigen
Objekten der Grenzwert (Threshold) angepasst werden.
- Um den Fehler zu lokalisieren, ist der zurückgemeldete Error Code im StatusResponse
Frame auszuwerten, siehe Error Codes auf Seite
93. Eventuell muss in den dazugehörigen
Objekten der Grenzwert (Threshold) angepasst werden.
Abhilfe
- Spannungsversorgung, Verdrahtung prüfen
Spannungsversorgung fehlt oder wurde unterschritten
- Liegt die Spannungsversorgung im zulässigen
Bereich?
aus
Keine Busverbindung Buskabel überprüfen
Hardwarefehler,
Mess-System defekt
Mess-System tauschen
blinkend an
Mess-System betriebsbereit,
Verbindung zum Master hergestellt, es werden momentan
Daten übermittelt.
-
Mess-System betriebsbereit,
Verbindung zum Master hergestellt, es werden momentan keine Daten übermittelt.
-
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Fehlerursachen und Abhilfen
10.2 SDO Abort Codes
Abort SDO Transfer Protokoll siehe Seite 24
Code Beschreibung
0x05 03 00 00
0x05 04 00 00
0x05 04 00 01
0x05 04 00 02
0x05 04 00 03
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 44
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
0x08 00 00 24 reserved
SDO Protokoll Timeout
Client/Server Kommando-ID nicht gültig oder unbekannt
Ungültige Blockgröße
Ungültige Sequenznummer
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
Ungültige Heartbeat Deklaration
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
EDS, DCF oder Concise DCF-Datensatz enthält keine Daten
Tabelle 18: SDO Abort Codes
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Fehlerursachen und Abhilfen
10.3 Error Codes
Error Codes werden beim Auftreten einer geräteinternen Störung in das „Static Error
Bit Field“ eingetragen und als Fragmentteil in den StatusResponse-Frame eingebettet.
Bit Offset
Byte
Offset
7 6 5 4 3 2 1 0
0 res res res EN EC res res res
1 res res PR RS
3-5 reserved
6-13 Static Error Bit Field
14-… OPTIONAL: Fehlerliste / Ereignisse (min. 2 * 20 Byte)
Abbildung 18: StatusResponse-Frame
Byte Offset Beschreibung
1
Inhalt aus Objekt 1001h: ERR_ErrorRegister_U8
2 reserved
3-8 Error Code
Abbildung 19: Static Error Bit Field, Fragment des StatusResponse-Frames
Error Code (hex) Beschreibung
0x816x Hardwarefehler
0x8163
Kollisionsfehler, siehe
- Kapitel „Kollisionen“, Seite 90
- Kapitel „Fehlerbehandlung“, Seite 84
- Kapitel „Objekt 1C0Ah: DLL_CNCollision_REC“, Seite 58
0x8164
0x8166
CRC-Fehler, siehe
- Kapitel „Übertragungs- / CRC-Fehler“, Seite 87
- Kapitel „Fehlerbehandlung“, Seite 84
- Kapitel „Objekt 1C0Fh: DLL_CNCRCError_REC“, Seite 61
Tx/Rx Buffer underrun / overflow, siehe
- Kapitel „Rx MAC Buffer Overflow / Tx MAC Buffer Underrun“, Seite 89
- Kapitel „Fehlerbehandlung“, Seite 84
0x824x Frame-Fehler
0x8245 Verlust eines Start of Cycle Frames, siehe
- Kapitel „Loss of SoC“, Seite 88
- Kapitel „Fehlerbehandlung“, Seite 84
- Kapitel „Objekt 1C0Bh: DLL_CNLossSoC_REC“, Seite 59
Tabelle 19: Error Codes
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Fehlerursachen und Abhilfen
10.4 Error Register, Objekt 0x1001
Bit Störung Ursache
0 Bit 0 = 1
Abhilfe
Es ist ein geräteinterner Fehler aufgetreten.
Um den Fehler zu lokalisieren, ist der zurückge-
Der Knoten befindet sich entwemeldete Error Code im StatusResponse Frame der im Zustand „Error Condition“
auszuwerten, siehe Error Codes auf Seite 93.
(NMT_CT11) oder im Zustand
Eventuell muss in den dazugehörigen Objekten
„Internal Communication Error“ der Grenzwert (Threshold) angepasst werden.
(NMT_GT6).
Tabelle 20: Fehlermeldungen im Error Register 0x1001
10.5 Sonstige Störungen
Störung Ursache Abhilfe
starke Vibrationen
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.
Tabelle 21: Sonstige Störungen
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User Manual
Cxx-65 POWERLINK
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Fax: (0049) 07425/228-33 email: [email protected]
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Document information
Release date / Rev. date:
Document / Rev. no.:
TR - ECE - BA - DGB - 0071 - 01
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Author: MÜJ
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Courier font displays text, which is visible on the display or screen and software menu selections.
″ < > ″ indicates keys on your computer keyboard (such as <RETURN>).
Brand names
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8.1.2 Object 2000-2001h: Number of revolutions Numerator / Divisor ........................... 171
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Revision index
Revision index
Revision
First release
- Support of SDO communication via EPL ASnd frames
- Objects 1C14 and 2007 added, Object 6008 removed
- 64 bit parameters separated in 2x 32 bit parameters
Date Index
08/15/08 00
12/19/08 01
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1 General information
This Manual contains the following topics:
General information
• 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
POWERLINK V2.0 interface:
• CEV-65
• CES-65
• COV-65
• COS-65
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-0046 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.
5.
6.
7.
IEC/PAS 62408
IEC 61158-300
IEC 61158-400
IEC 61158-500
8.
9.
IEC 61158-600
IEC 61784-2
10.
ISO/IEC 8802-3
11.
ISO 15745-4 AMD 2
12.
IEEE 1588-2002
13. RFC768
14. RFC791
15. RFC1213
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 Powerlink (EPL);
International Electrotechnical Commission
Digital data communications for measurement and control
- Fieldbus for use in industrial control systems
- Part 300: Data Link Layer service definition
Digital data communications for measurement and control
- Fieldbus for use in industrial control systems
- Part 400: Data Link Layer protocol specification
Digital data communications for measurement and control
- Fieldbus for use in industrial control systems
- Part 500: Application Layer service definition
Digital data communications for measurement and control
- Fieldbus for use in industrial control systems
- Part 600: Application Layer protocol specification
Digital data communications for measurement and control
- Additional profiles for ISO/IEC 8802-3 based
communication networks in real-time applications
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
(CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications
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 Standard for a Precision Clock Synchronization
Protocol for Networked Measurement and Control Systems
Defines the User Datagram Protocol (UDP)
Defines the Internet Protocol (IP)
Defines the IP Group and Interface Group, among others
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1.3 Abbreviations used / Terminology
CEV
General information
Absolute Encoder with optical scanning unit ≤ 15 bit resolution, Solid Shaft
COV Absolute Encoder with optical scanning unit > 15 bit resolution, Solid Shaft
CES
COS
EC
EMC
ESD
IEC
ISO
PAS
VDE
Absolute Encoder with optical scanning unit ≤ 15 bit resolution, Blind Shaft
Absolute Encoder with optical scanning unit > 15 bit resolution, Blind Shaft
European Community
Electro Magnetic Compatibility
Electro Static Discharge
International Electrotechnical Commission
International Standard Organization
Publicly Available Specification
Verein Deutscher Elektrotechniker
(Association of German Electrotechnicians)
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General information
Bus-specific
ASnd
Broadcast
CAN
CiA
Multicast
NMT
PDO
PReq
PRes
RFC
RTE
SCNM
SDO
CN
CSMA/CD
DNS
EDS
EPL
EPSG
Hub
IAONA
MN
SoA
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Asynchronous Send (EPL frame type)
Multi-Point-Connection, the message is sent to all subscribers in the network.
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).
Controlled Node: Node in an EPL network without the ability to manage the “Slot Communication Network Management” mechanism (Slave).
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
Domain Name System, Name resolution into an IP address
Electronic-Data-Sheet
Ethernet PowerLink
ETHERNET Powerlink Standardization Group
A hub connects different network segments, e.g. in an Ethernet network.
Industrial Automation Open Networking Alliance
Managing Node: A node capable to manage the
“Slot Communication Network Management” mechanism in an
EPL network (Master).
Multi-Point-Connection, the message is sent to a certain group of subscribers in the network.
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.
PollRequest (EPL frame type)
PollResponse (EPL frame type)
Requests for Comments
Real-Time Ethernet
Slot Communication Network Management: Is controlled by the Managing Node (Master).
Service Data Object. Point to point communication with access to the object data list of a device.
Start of Asynchronous (EPL frame type)
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SoC
UDP
Unicast
XDD
XML
General information
Start of Cyclic (EPL frame type)
User Datagram Protocol
Point-to-Point-Connection, the message is sent only to one subscriber in the network.
XML (Device Description File)
Extensible Markup Language
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Additional Safety Instructions
2 Additional Safety Instructions
2.1 Definition of symbols and notes
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
POWERLINK V2.0 occurs in accordance with IEC 61158 et seqq. 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
CEx-65:...................................... ≤ 25 bit
COx-65: ..................................... ≤ 36 bit
Number of steps / revolution
CEx-65:...................................... ≤ 8.192
COx-65: ..................................... ≤ 262.144
* Number of revolutions
Standard: ................................... ≤ 4.096
Expanded: ................................. ≤ 256.000
POWERLINK: .................................... IEC 61784-2, IEC 61158 and the following
Layer: .......................... POWERLINK
Output
Device profile:............................ CANopen over Ethernet, CiA DS-406 rate: ..................... 100 Mbit/s
Bus cycle time: ..........................
≥ 400 µs
Transmission: ............................ CAT-5 cable, shielded (STP), ISO/IEC 11801
Special features:............................... Programming of the following parameters via the POWERLINK:
- Counting direction
- Number of revolutions
- Total measuring length in steps
- Preset value
EMC
emissions:.................. DIN EN 61000-6-3: 2007
Immunity to disturbance: ........... DIN EN 61000-6-2: 2006
* parameterizable via POWERLINK
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POWERLINK Information
4 POWERLINK Information
POWERLINK V2.0, also called “CANopen over Ethernet“, is a Real-Time Ethernet-
Technology and is particularly suitable for
-
Synchronization of drives
-
-
Robotics
Axis controls
-
Process automation
POWERLINK was developed primarily in 2001 by Bernecker + Rainer Industrie-
Elektronik GmbH (B&R) and is available as an open standard. The “ETHERNET
Powerlink Standardization Group” (EPSG) user association was established for the further development of this technology.
POWERLINK is a publicly accessible specification, which was published by the IEC
(IEC/Pas 62408) 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) and IEC 61784-2 (Communication Profiles).
4.1 POWERLINK functional principle
4.1.1 General
Ethernet POWERLINK (EPL) is a communication profile for Real-Time Ethernet
(RTE). It extends Ethernet according to the IEEE 802.3 standard with mechanisms to transfer data with predictable timing and precise synchronization. The communication profile meets timing demands typical for high-performance automation and motion applications. It does not change basic principles of the Fast Ethernet Standard
IEEE 802.3 but extends it towards Real-Time Ethernet. Thus it is possible to leverage and continue to use any standard Ethernet silicon, infrastructure component or test and measurement equipment like a network analyzer.
Key features
● Ease-of-Use to be handled by typical automation engineers without in-depth
Ethernet network knowledge
● up to 240 networked real-time nodes in one network segment
● deterministic communication guaranteed
– IAONA Real-Time Class 4, highest performance
– minimum cycle time of ≤ 200 µs
– minimum jitter of < 1 µs, for precise synchronization of networked nodes
● direct peer-to-peer communication of all nodes (publish/subscribe)
● “Hot Plugging” functionality
● Seamless integration into other networks via routing
– IEEE 802.3u Fast Ethernet
– IP based protocols supported, e.g. UDP
– Integration with CANopen Profiles EN50325-4 for device interoperability
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POWERLINK Information
4.1.2 Slot Communication Network Management
EPL provides following functions:
1. Transmission of time-critical data in precise isochronous cycles. Data exchange is based on the “Producer/Consumer” relationship. Isochronous data communication can be used for the transmission of the position data of the measuring system for example. The Producer (measuring system) corresponds to the sender, which transmits its data only on request to the communication partners, the Consumer (PLC), which processes the data.
2. Synchronization of networked nodes with high accuracy.
3. Transmit less time-critical data asynchronously on request. Data exchange is based on the “Client/Server” principle. Asynchronous data communication can be used to transfer IP-based protocols like UDP for example.
EPL manages the network traffic in a way that there are dedicated time-slots for isochronous and asynchronous data. It takes care that always only one networked device gains access to the network media. Thus transmission of isochronous and asynchronous data will never interfere and precise communication timing is guaranteed. The mechanism is called “Slot Communication Network Management”
(SCNM). SCNM is managed by one particular networked device – the “Managing
Node” (MN) – which includes Master functionality. All other nodes are called
“Controlled Nodes” (CN) and offer Slave functionality. The measuring system corresponds to a Controlled Node.
Figure 1: Slot Communication Network Management, SCNM
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POWERLINK Information
4.1.3 POWERLINK – Cycle, Time slot principle
POWERLINK is based on standard Ethernet with CSMA/CD technique which is afflicted with collisions, but with the time slot method this problem will be avoided. In a
POWERLINK network only one node may send at the same time, thus POWERLINK is also applicable for hard real time requirements.
Network access is managed by a master, the EPL Managing Node (MN). A node can only be granted the right to send data on the network via the MN. Further the MN synchronizes all connected nodes. The remaining nodes, Controlled Nodes (CN),
react to its instruction. Figure 2 shows a complete EPL communication cycle.
Figure 2: EPL Cycle diagram
Communication is effected with the time slot principle mentioned already above. Each configured CN is accessed cyclically by the MN. At the beginning of an EPL cycle, the
MN is sending a “Start of Cycle” frame to all nodes via Ethernet multicast, which is used by the CNs for synchronization purposes. After that the MN sends a “Poll
Request” to the first node, which then transmits the received data to the outputs (I1) and records new process data. After a predefined time all configured CNs are accessed by the MN. For this purpose the MN sends further PReqs to the nodes. The
PReq contains output data for the node and serves as transmission request.
If a configured CN receives the PReq, he saves the input data and sends a “Poll
Response” with the data recorded with the SoC as broadcast (I1…In). Thus it is possible for all other CNs, “to monitor” these transmitted data. Cyclical communication is terminated by an “End of Cycle” frame. After that there is an asynchronous period while user-defined communication can be performed and is initiated by a “Start of
Asynchronous” frame.
SoC: Start of Cycle
PRes (MN): Poll Response Managing Node --> End of Cycle
SoA: Start of Asynchronous
Ix:
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4.1.4 MAC Addressing
An EPL node must support Unicast, Multicast and Broadcast Ethernet MAC addressing in accordance with IEEE802.3.
MAC Unicast
The high-order bit of the MAC address is 0 for ordinary addresses (unicast). The unicast addresses used for EPL are unique within the EPL segment.
MAC Multicast
For group addresses the high-order bit of the MAC address is 1. Group addresses allow multiple nodes to listen to a single address. When a frame is sent to a group address, all the nodes registered for this group address receive it. Sending to a group of nodes is called multicast.
MAC Broadcast
The EPL broadcast address possesses the value 0xFF, messages with this address are sent to all nodes in the network.
Frame Type Address Comment
Start of Cycle, SoC
PollRequest, PReq
Multicast 01-11-1E-00-00-01 Start of cyclic data exchange.
Unicast xx-xx-xx-xx-xx-xx
Inquiry of the MN to the CN in the
EPL cycle. Transmission of isochronous data.
PollResponse, PRes
AsynchronousSend, ASnd
Unicast /
Multicast /
Broadcast
Unicast non EPL
Table 1: Physical addressing of EPL frames
01-11-1E-00-00-04
Response of the inquired CN in acyclic data exchange. xx-xx-xx-xx-xx-xx
Standard Ethernet communication in acyclic data exchange.
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4.2 Protocol
The POWERLINK protocol, optimized for process data, is transported directly in the
Ethernet II frame via a special EtherType. The acyclic communication, the transportation of IP based protocols, such as UDP etc., uses the EtherType 0x0800.
POWERLINK Real-Time-Frames use the EtherType 0x88AB.
On the basis of the EtherType the POWERLINK specific data are interpreted different.
The structure and meaning of the acyclic parameter communication is predetermined by the device profile "CANopen Device Profile for Encoder CiA DS-406".
UDP/IP datagram’s are also supported. This means that the Managing Node and the
Controlled Nodes can be located in different subnets. Thus communication across routers into other subnets is possible.
POWERLINK exclusively uses standard frames in accordance with IEEE802.3.
POWERLINK frames can be sent by any Ethernet controller (master). Also standard tools (e.g. monitor) can be used.
Figure 3: Ethernet frame structure
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4.3 Device profile
The device profile describes the application parameters and the functional behavior of the device, including the device class-specific state machine. With POWERLINK the well-known CANopen profile „Device Profile for Encoder“, CiA DS-406 is used.
CANopen is located on the application layer. In case of POWERLINK the “Means of transportation CAN” is exchanged simply against Ethernet:
Figure 4: Virtual EPL / CANopen software architecture
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4.4 Reference model
POWERLINK provide the same communication mechanisms as those known from
dictionary
• PDO, Process Data Objects
• SDO, Service Data Objects
• NMT, Network Management
Thus applications will not see a difference between CANopen and POWERLINK, neither in data handling nor in using the Object Dictionary or other services characteristic of CANopen.
By use of POWERLINK the CAN specific network restrictions are cancelled and furthermore the advantages of CANopen are used:
●
Easy migration from CAN to POWERLINK or
●
Combination of CAN and POWERLINK networks by using gateways
Figure 5: POWERLINK organized in the ISO/OSI layer model [Reference: EPSG Powerlink Specification]
2
EN 50325-4: Industrial Communication Systems, based on ISO 11898 (CAN) for Controller Device Interfaces.
Part 4: CANopen.
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4.5 Object dictionary
The object dictionary structures the data of a POWERLINK 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
0x0001-0x009F
0x00A0-0x0FFF
0x1000-0x1FFF
0x2000-0x5FFF
0x6000-0x9FFF
0xA000-0xBFFF
0xC000-0xFFFF
not used
Data type definitions reserved
Communication Profile Area (CiA DS-301, DS-302)
Manufacturer Specific Profile Area
Standardized Device Profile Area (CiA DS-406)
Standardized Interface Profile Area 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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4.7 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.
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 (MN) specifies in its “Request” the parameter, the access type (read/write) and the value if applicable. The so-called SDO Server (CN 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.
The measuring system supports SDO transmissions over UDP/IP and EPL Asnd
frames in the asynchronous time period.
MAC-Frame-Header
(EtherType = 0800h)
IP-Header
(Protocol = 0x11)
UDP-Header
(Port = 0xXXXX)
EPL Content CRC
Figure 8: EPL compliant UDP/IP frame structure
Normally the POWERLINK master provides appropriate mechanisms for the SDO transfer. Knowledge of the protocol structure and internal sequences is therefore not required.
Write services, Client --> Server
●
Initiate SDO Download Expedited
The Expedited SDO Download service is used for the accelerated transmission of data which can be transmitted with one Ethernet frame.
The server responds with the result of the download request.
● Download SDO Segment
The SDO Download Segment service is used to transfer the additional data that could not be transferred with the Initiate SDO Download service.
The master starts as many Download SDO Segment services as are required to transfer all data to the server.
Read services, Server --> Client
●
Initiate SDO Upload Expedited
The Expedited SDO Upload service is used for the accelerated transmission of data which can be transmitted with one Ethernet frame.
The server responds with the result of the upload request and the required data, in the event of successful execution.
● Upload SDO Segment
The SDO Upload Segment service is used to transfer the additional data that could not be transferred with the Initiate SDO Upload service response. The server starts as many Upload SDO Segment services as are required to transfer all data from the server.
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4.8 Abort SDO Transfer Protocol
An Abort SDO Transfer request/indication, indicating the unsuccessful completion of the SDO Upload or Download sequence. The Abort service is unconfirmed and may be executed at any time by either the client or the server of a SDO. The protocol contains a 4-byte-error code which provides information on the cause of the error, see
Byte
Offset
7 6 5 4 3 2 1 0
0 reserved
2
Response
Abort =
1
Segmentation reserved
6-7 reserved
8-11
Abort Code
Figure 9: Abort Transfer Frame
4.9 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 at index 0x1600 ff. for the RxPDOs and 0x1A00ff for the TxPDOs.
In contrast to a CANopen device only one TxPDO channel is possible with a
POWERLINK Controlled Node.
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4.10 NMT State Machine
The NMT state machine determines the behavior of the communication function unit.
Both, Managing Node and Controlled Node start up by common initialization process
(Common Initialization NMT State Machine). At the end of this process, the measuring system passes the CN-specific state machine “NMT CN State Machine“ and the
Managing Node passes the MN-specific state machine “NMT MN State Machine”. The
MN-specific state machine is not part of this description.
Figure 10: Common Initialization NMT State Machine [Reference: EPSG Powerlink Specification]
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States Description
NMT_GS_POWERED
NMT_GS_INITIALISATION
- NMT_GS_INITIALISING
- NMT_GS_RESET_APPLICATION
- NMT_GS_RESET_COMMUNICATION
Superordinate state
Valid after POWER ON.
Superordinate state
Is present automatically after system start.
Initialization of network functionality.
Sub-state
Is present automatically after POWER ON,
Hardware or Software Reset (NMT_GT2), or the reception of a NMTSwReset (NMT_GT8) command.
Main initialization of the node.
Sub-state
Is present automatically after completion of the previous state, or the reception of a
NMTResetNode command.
Manufacturer-specific- and device parameter are set to their POWER ON values.
Sub-state
Is present automatically after completion of the previous state, or the recognition of an internal communication error or the reception of a
NMTResetCommunication command.
Communication parameters are set to their
POWER ON values.
- NMT_GS_RESET_CONFIGURATION
Sub-state
Is present automatically after completion of the previous state, or the reception of a
NMTResetConfiguration command.
Generation of the active device configuration.
NMT_GS_COMMUNICATING
Superordinate state
Is present automatically after completion of the previous state, or the reception of a
NMTSwReset (NMT_GT8), NMTResetNode
(NMT_GT4), NMTResetCommunication
(NMT_GT5) or NMTResetConfiguration
(NMT_GT7) command, or the recognition of an internal communication error (NMT_GT6).
Includes the MN- or CN-specific state machine. According to the type of node a MN enters the MN-specific state machine and a
CN enters the CN-specific state machine.
The shown states are device internal states and aren't signalled over the network by an individual NMT-Status command.
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4.10.1 NMT CN State Machine
The NMT CN State Machine is controlled by the Common Initialisation NMT
State Machine and is a sub-state of NMT_GS_POWERED and
NMT_GS_COMMUNICATING.
Figure 11: NMT CN State Machine [Reference: EPSG Powerlink Specification]
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4.10.1.1 NMT_CS_NOT_ACTIVE
NMT_CS_NOT_ACTIVE is a non-permanent state, which is present by the CN automatically after POWER ON, if the initialization phase could be executed error free.
The CN is passive (listen only), observes the network traffic, does not send any frames and is waiting for MN commands. The node is able to recognize NMTReset commands sent via ASnd.
The transition from NMT_CS_NOT_ACTIVE to NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 is triggered by a SoA or SoC frame.
The transition from NMT_CS_NOT_ACTIVE to NMT_CS_BASIC_ETHERNET is triggered by timeout for SoC, PReq, PRes and SoA frames.
4.10.1.2 NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1
The CN sends a frame only if the MN has authorized it to do so by a SoA
AsyncInvite command, there is no PDO communication.
First the connected CNs are identified. This is performed with an IdentRequest message of the MN and is acknowledged by an IdentResponse message of the
CNs. If required the CN shall download its configuration data from a configuration server. Both processes may be completely or partially shifted to
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2, if the MN is not in NMT_MS_PRE_OPERATIONAL_1 respectively leaves NMT_MS_PRE_OPERATIONAL_1 before the CN has completed its configuration.
The transition from NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 to NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 is triggered by a SoC frame.
4.10.1.3 NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2
In this state the CN-configuration is completely finished.
The node is queried by the MN via PReq. The received PDO data may be invalid and may differ to the PDO mapping requirements. The PDO data received from the MN via
PReq and from other CNs and the MN via PRes are ignored by the CN. The transmitted PRes frames may differ to the PDO mapping requirements. The data are declared invalid by not setting the RD flag. There is no processing of the process data.
The CN responds to AsyncInvite commands via SoA. If not invited by the MN, there is no Ethernet frame transmission in this state.
Precondition for the transition from NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 to
NMT_CS_READY_TO_OPERATE is the reception of an NMTEnableReadyToOperate command. The transition is triggered by the MN if the application is ready for operation.
The transition from NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 to NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 is triggered if an error is detected.
The transition from NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 to NMT_CS_STOPPED is triggered by reception of NMT state command NMTStopNode.
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4.10.1.4 NMT_CS_READY_TO_OPERATE
With this state the CN signals its readiness to operation to the MN.
The CN responds via PRes when queried via PReq by the MN and is included into the cyclic data exchange. However, the process input data, sent via PRes frames of the measuring system to the MN, are defined as invalid by the RD flag.
The CN responds to AsyncInvite commands via SoA. If not invited by the MN, there is no Ethernet frame transmission in this state.
The length of the PRes frame is equal to configured size of object
NMT_CycleTiming_REC.PResActPayloadLimit_U16. The transmitted data correspond to the requirements defined by the PDO mapping.
The transition from NMT_CS_READY_TO_OPERATE to NMT_CS_OPERATIONAL is triggered by the reception of NMT state command NMTStartNode.
The transition from NMT_CS_READY_TO_OPERATE to NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 is triggered if an error is detected.
The transition from NMT_CS_READY_TO_OPERATE to NMT_CS_STOPPED is triggered by reception of NMT state command NMTStopNode.
4.10.1.5 NMT_CS_OPERATIONAL
This is the normal operating state of the CN. Now, active process data exchange between MN and CN over PReq and PRes messages is possible.
The CN responds to AsyncInvite commands via SoA. If not invited by the MN, there is no standard Ethernet frame transmission in this state.
The length of the PRes frame is equal to configured size of object
NMT_CycleTiming_REC.PResActPayloadLimit_U16. The transmitted data correspond to the requirements defined by the PDO mapping.
The transition from NMT_CS_OPERATIONAL to NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 is triggered by the reception of NMT state command NMTEnterPreOperational2.
The transition from NMT_CS_OPERATIONAL to NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 is triggered if an error is detected.
The transition from NMT_CS_OPERATIONAL to NMT_CS_STOPPED is triggered by reception of NMT state command NMTStopNode.
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4.10.1.6 NMT_CS_STOPPED
In this state, the node is largely passive.
NMT_CS_STOPPED is used for controlled shutdown of a selected CN while the system is still running. The node does not participate in cyclic frame exchange, but still observes SoA frames and does not respond via PRes when queried by the MN via
PReq.
The CN responds to AsyncInvite commands via SoA. If not invited by the MN, there is no standard Ethernet frame transmission in this state.
The transition from NMT_CS_STOPPED to NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 is triggered by the reception of NMT state command NMTEnterPreOperational2.
The transition from NMT_CS_STOPPED to NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 is triggered if an error is detected.
4.10.1.7 NMT_CS_BASIC_ETHERNET
In the NMT_CS_BASIC_ETHERNET state the node can perform only Legacy Ethernet communication according to IEEE 802.3, or transmit ASnd frames.
On the reception of a SoC, PReq, PRes or SoA frame the CN immediately change over to NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1.
In Basic Ethernet Mode the network medium is accessed according to CSMA/CD, thus the network communication is collision-prone and non-deterministic. Data between the nodes are preferentially exchanged via UDP/IP. The large extension of the maximum topology of an Ethernet POWERLINK Network conflicts with the topology rules of IEEE 802.3. Due to this fact, CSMA/CD might work poorly in large
EPL networks.
EPL nodes shouldn’t operate in Basic Ethernet Mode, when the node is part of an automation system. Basic Ethernet Mode is provided for point to point configurations, to be used for node setup and service purpose only.
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4.10.1.8 States and Communication object relation
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EPL controlled network traffic
SoC -
PReq - - - R R R - R/S
1 x - -
PRes
PRes transmit
SoA
- - - (T) T
2
T - - x - -
- R/S R R R R R R/S
IdentRequest
StatusRequest
NMTRequestInvite
UnspecifiedInvite
Reception
NMT Command
- - x x x x x -
- - x x x x x -
- - x x x x - -
- - x x x x - -
- R R R R R R R
- - x x x x - -
- (x)
3 x
4 x
4 x
4 x
4 x
4
(x)
3
- - x x x x - -
Transmission, assigned by SoA
IdentResponse
- - T T T T T -
- - x x x x - -
NMTRequest - - x x x x - -
- - x x x x x -
StatusResponse - - x x x x x -
- - x x x x - -
Network traffic not controlled by EPL
Legacy
UDP/IP
SDO
EPL-ASnd
SDO
- - - - - - - R
(x
5
)
(x
5
)
(x
5
)
(x
5
)
Legacy
UDP/IP,
SDO
EPL-ASnd,
SDO
- - - - - - - T
(x
5
)
(x
5
)
(x
5
)
(x
5
)
Table 2: States and communication objects
R/S frame accepted, triggers state transition
T frame
(T) dummy PRes only x
(x)
(x)
(x)
1
2
3 x
(x
-
4
5
) frame data interpreted respectively transmitted frame data interpreted data invalidated by resetting the RD flag only selected NMT commands accepted, state transition is performed, reception requires previous loss of SoA state transition is performed depends on protocol support no frame handling
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POWERLINK Information
4.11 Further information
Further information on POWERLINK can be obtained on request from the
ETHERNET Powerlink Standardization Group (EPSG) at the following address:
POWERLINK-OFFICE EPSG
Kurfürstenstraße 112
10787 Berlin
Germany
Phone: + 49 (0) 30-85 08 85-29
Fax: + 49 (0) 30-85 08 85-86
Email: [email protected]
Internet: http://www.ethernet-powerlink.org
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Installation / Preparation for Commissioning
5 Installation / Preparation for Commissioning
POWERLINK 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.
For the transmission Half Duplex operation is to be used, Auto Detect must be switched off. It is recommended to use Class 2 Hubs to build an EPL network.
The EPL Node-ID is adjusted by means of two rotary switches.
The cable length between two subscribers may be max. 100 m.
In order to ensure safe, fault-free operation,
-
-
ISO/IEC 11801, EN 50173 (European standard)
ISO/IEC 8802-3
-
IAONA Directive „Industrial Ethernet Planning and Installation“ chapter „Cable“ and „System Installation“ http://www.iaona-eu.com
-
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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Installation / Preparation for Commissioning
5.1 Network topology
5.1.1 Hubs
To fit EPL jitter requirements it is recommended to use hubs to build an EPL network.
Class 2 Repeaters must be used in this case. In contrast to switches, hubs have the advantage of reduced path delay value (≤ 460 ns) and have small frame jitter of ≤ 70 ns.
The measuring system has integrated an Ethernet Hub, thus a line wiring is possible in a simple manner.
5.1.2 Jitter
Figure 12: Star- and line-topology in one EPL network
Every hub level introduces an additional Jitter of ≤ 70 ns. Only the number of hub levels between MN and most distanced CN is relevant. If the MN is located in the centre of line or a star topology, the number of hub level between the most distanced
CN is irrelevant for synchronization jitter.
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5.2 Connection
Installation / Preparation for Commissioning
X1 POWERLINK-IN / X2 POWERLINK-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 –
X3 Supply
Flange connector M8x1-4 pin
Pin 1
19 – 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
5.3 EPL Node-ID
Each EPL node (MN, CN and Router) is addressed by an 8 bit EPL Node-ID on the
EPL layer. This ID has only local significance, i.e. it is unique within an EPL segment.
The Node-ID is adjusted by means of two HEX rotary switches, which are read-in only in the POWER-ON momentum. Additional adjustments during operation are not recognized therefore.
EPL Node-IDs 1…239 may used for the measuring system. The table below shows the EPL Node ID assignment and allowed CN access options for the EPL Node-ID intervals.
Figure 13: EPL Node-ID, switch assignment
EPL Node-ID Description CN access options
0 invalid
1…239
240
regular EPL Controlled Nodes
EPL Managing Node
241…250 reserved
251
252
EPL pseudo Node-ID to be used by a node to address itself.
EPL dummy node
254 EPL to legacy Ethernet Router no
no / mandatory / optional isochronous / async only
mandatory / isochronous no no no optional isochronous / async only no / mandatory / optional isochronous no
Table 3: EPL Node-ID assignment
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Installation / Preparation for Commissioning
5.4 Switching on the supply voltage
After the connection and all hardware settings have been carried out, the supply voltage can be switched on.
The measuring system is initialized first of all and is then in NMT_CS_NOT_ACTIVE state. In this state the measuring system is passive (listen only), observes the network traffic, does not send any frames and is waiting for MN commands. The measuring system can be gradually transferred to NMT_CS_OPERATIONAL state according to the
NMT CN State Machine via the MN:
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1
With a SoA or a SoC frame the measuring system is switched into
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1. In this state the measuring system sends a frame only if the MN has authorized it to do so by a SoA AsyncInvite command. The inactive measuring system is requested by the MN over an IdentRequest service for identification. The measuring system responses with an IdentResponse, a special type of the ASnd frame. With reception of the IdentResponse the measuring system is switched actively and can be accessed in the isochronous data communication phase with a PReq frame.
Initially, in NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 status only a parameterization via Service
Data Objects is possible. However, it is possible to configure PDOs using SDOs.
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2
With a SoC frame the measuring system is switched into
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2. At first the measuring system waits until the configuration is finished completely, then the node can be accessed with a PReq frame by the MN. The measuring system responses with a “Dummy PRes”, which contains no process data, the data are marked as invalid. No process data processing is performed.
NMT_CS_READY_TO_OPERATE
With the NMT command NMTEnableReadyToOperate the measuring system is switched into NMT_CS_READY_TO_OPERATE and signals its readiness to operation to the MN. With the reception of a PReq frame by the MN the measuring system is included into the cyclic data exchange.
Output process data (PReq frames) to the measuring system are already valid, sent input data (PRes frames) to the MN are marked as invalid. The process data correspond to the mapping configuration.
NMT_CS_OPERATIONAL
With the NMT state command NMTStartNode the measuring system is switched into
NMT_CS_OPERATIONAL. This is the normal operating state of the measuring system.
Now, active process data exchange between MN and measuring system over PReq and PRes messages is possible. The process data correspond to the mapping configuration.
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Installation / Preparation for Commissioning
In this example a typical boot up with a single CN and without boot up errors is depicted. The example also shows a configuration update of the CN in BOOT_STEP1.
Figure 14: Boot procedure example for a single CN [Reference: EPSG Powerlink Specification]
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Commissioning
6 Commissioning
6.1 Device description file
The XML-based XDD-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 POWERLINK network configuration tool, in order to enable correct configuration and commissioning of the measuring system.
The XML file is called "0000025C_TR_CEx_COx_65M_V001.xdd" and is located on software/support CD art. no.: 490-01001 --> soft no.: 490-00423.
6.2 Bus status display
The POWERLINK measuring system is equipped with four diagnostic LEDs.
Figure 15: POWERLINK diagnostic LEDs
6.2.1 Indicator states and flash rates
LED Description
Flickering
Blinking
Single flash
Double flash
Triple flash
Equal ON and OFF times with a frequency of approx. 10 Hz:
ON = 50 ms, OFF = 50 ms. Alternately red LED / green LED.
Equal ON and OFF times with a frequency of approx. 2.5 Hz:
ON = 200 ms, OFF = 200 ms. Alternately red LED / green LED.
One short flash, approx. 200 ms ON, followed by a long OFF phase, approx. 1000 ms.
A sequence of two short flashes, approx. 200 ms ON/OFF, followed by a long OFF phase, approx. 1000 ms.
A sequence of three short flashes, approx. 200 ms ON/OFF, followed by a long OFF phase, approx. 1000 ms.
Table 4: LED indicator states
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Commissioning
6.2.2 Error LED
Error LED function is controlled by NMT State Machine transitions, see Figure 11, page 121.
Figure 16: Error LED State Machine
For appropriate measures in case of error see chapter “Optical displays” page 185.
6.2.3 Status LED
Status LED function is controlled by NMT State Machine states, see Figure 11, page 121.
Status LED State
OFF
NMT_GS_OFF, NMT_GS_INITIALISATION,
NMT_CS_NOT_ACTIVE
Flickering NMT_CS_BASIC_ETHERNET
Single flash NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1
Double flash NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2
Triple flash NMT_CS_READY_TO_OPERATE
ON NMT_CS_OPERATIONAL
Blinking NMT_CS_STOPPED
Table 5: Status LED
6.2.4 Link / Data Activity LED, IN/OUT
LED = ON “Link”, when Ethernet link is established. Flashes “Data Activity”, when data are received or transmitted. Die Data Activity indicator is dominant over the Link indicator.
For appropriate measures in case of error see chapter “Optical displays” page 185.
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6.3 Network configuration
6.3.1 MAC-Address
Already by TR-Electronic each POWERLINK device a worldwide explicit device identification is assigned und serves for the identification of the Ethernet node. This 6 byte long device identification is the MAC-Address and is not changeable.
The MAC-Address is divided in:
● 3 Byte Manufacturer-ID and
● 3 Byte Device-ID, current number
Normally the MAC-Address is printed on the connection hood of the device.
E.g.: “00-03-12-04-00-60”
6.3.2 IP-Address
So that a POWERLINK device as a subscriber at the Industrial Ethernet can be controlled, this device additionally needs an explicit IP-Address in the network. The IPaddress consists of 4 decimal numbers with the value range from 0 to 255. The decimal numbers are separated by a point from each other.
The IP-Address consists of
● the address of the (sub) net and
● the address of the subscriber, called host or net node
6.3.3 Subnet mask
The “1-bits” of the subnet mask determine the part of the IP-Address which contains the address of the (sub) network.
General it is valid:
● The network address results from the AND-conjunction of IP-Address and
Subnet mask.
● The subscriber address results from the conjunction
IP-Address AND (NOT Subnet mask)
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6.3.4 Combination IP-Address and Default Subnet mask
There is a declaration regarding the assignment of IP-address ranges and so-called
“Default Subnet masks”. The first decimal number of the IP-Address (from left) determines the structure of the Default Subnet mask regarding the number of “1” values (binary) as follows:
Net address range (dec.) IP-Address (bin.)
Address
Class
Default
Subnet mask
1.0.0.0 - 126.0.0.0 0xxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
128.1.0.0 - 191.254.0.0 10xx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
A 255.0.0.0
B 255.255.0.0
192.0.1.0 - 223.255.254.0 110x xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
Class A-Net: 1 Byte Net address, 3 Byte Host address
Class B-Net: 2 Byte Net address, 2 Byte Host address
Class C-Net: 3 Byte Net address, 1 Byte Host address
Example Subnet mask
IP-Address = 130.094.122.195,
Net mask = 255.255.255.224
C 255.255.255.0
Decimal Binary Calculation
IP-Address
Net mask 255.255.255.224 11111111 11111111 11111111 111 00000 AND Net mask
Net address 130.094.122.192 10000010 01011110 01111010 110 00000
IP-Address 130.094.122.195 10000010 01011110 01111010 11000011
Net mask
Host address
255.255.255.224
3
11111111 11111111 11111111 111 00000
(00000000 00000000 00000000 000 11111 )
00000000 00000000 00000000 000 00011
= Net address
IP-Address
AND (NOT Net mask)
= Host address
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Commissioning
6.3.5 IP Addressing
Each IP-capable EPL node possesses an IPv4 address, a subnet mask and default gateway. These attributes are referred to as the IP parameters:
Ipv4 Address
For an EPL network the private class C Net-ID 192.168.100.0 is used. A class C network provides the IP addresses 1…254, which matches the number of valid EPL Node-ID’s.
The Host-ID of the private class C Net-ID is identical to the adjusted EPL Node-ID.
Hence the last byte of the IP address (Host-ID) has the same value as the EPL Node ID:
IP Address
192.168.100. adjusted EPL Node-ID
Net-ID Host-ID
Table 6: Construction of the IPv4 address
Subnet mask
The subnet mask of an EPL node is 255.255.255.0. This is the subnet mask of a class
C net.
Default Gateway
A default gateway is a node (Router/Gateway) in the EPL network and makes possible the access to another network, outside of the EPL network.
The Default Gateway preset shall use the IP address 192.168.100.254. The value may be modified to another valid IP address. If a Router/Gateway is present in the EPL network, whose IP address is to be used.
The following table summarizes the default IP parameters:
IP Parameter IP Address
IP Address
Subnet mask
Default Gateway
192.168.100.<EPL Node-ID>
255.255.255.0
192.168.100.254, may be modified
Table 7: IP parameters of an EPL node
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6.3.6 Hostname
Each IP-capable EPL node possesses a hostname. The hostname can be used to access EPL nodes with its name instead of its IP address.
Valid values:
-
-
-
0x30…0x39 (0…9)
0x41…0x5A (A…Z)
0x61…0x6A (a…z)
-
0x2D (-)
The data are interpreted as ISO 646-1973(E) 7-bit coded characters. The default hostname is constructed from the EPL Node-ID and the Vendor-ID parted by the character “-“: (<EPL Node ID>-<Vendor ID>). EPL Node-ID and the Vendor-ID are hexadecimally coded.
If no hostname is explicitly assigned, the EPL node uses the default hostname instead. The hostname located on the EPL node can be set with the NMT Managing command NMTNetHostNameSet. For this the EPL node must be in the state
NMT_GS_INITIALISATION. The hostname can be read by the ASnd with the
IdentResponse service.
Alternatively the hostname can be configured also by means of Object 1F9Ah:
NMT_HostName_VSTR, see page 167.
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7 Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)
The following table shows a complete overview of the indexes in the communication profile range.
Dependent on the device, some indices can not be supported!
M = Mandatory
O = Optional
C = Conditional
Index Object Name
0x1000 VAR
0x1001 VAR
0x1006 VAR
0x100A VAR
NMT_DeviceType_U32
ERR_ErrorRegister_U8
NMT_CycleLen_U32
NMT_ManufactSwVers_VS
0x1018 RECORD NMT_IdentityObject_REC
0x1020 RECORD CFM_VerifyConfiguration_REC
Type Attr. M/O/C Page
UNSIGNED32
UNSIGNED8
UNSIGNED32
VISIBLE_STRING
CONST ro rw
CONST
M
M
M
O
IDENTITY CONST M
CFM_VerifyConfiguration_TYPE rw M 144
0x1300 VAR SDO_SequLayerTimeout_U32
0x1800 RECORD PDO_TxCommParam_0h_REC
0x1A00 ARRAY
PDO_TxMappParam_0h_AU64
- Position_Low
- Position_High
0x1C0A RECORD DLL_CNCollision_REC
0x1C0B RECORD DLL_CNLossSoC_REC
0x1C0F RECORD DLL_CNCRCError_REC
0x1C14 VAR DLL_LossOfFrameTolerance_U32
UNSIGNED32 rw C
PDO_CommParamRecord_TYPE -
DLL_ErrorCntRec_TYPE
DLL_ErrorCntRec_TYPE
DLL_ErrorCntRec_TYPE
UNSIGNED32
-
-
- rw
C
M
M
C
0x1F82 VAR
0x1F83 VAR
NMT_FeatureFlags_U32
NMT_EPLVersion_U8
0x1F8C VAR NMT_CurrNMTState_U8
0x1F93 RECORD NMT_EPLNodeID_REC
UNSIGNED32
UNSIGNED8
UNSIGNED8
NMT_EPLNodeID_TYPE
0x1F98 RECORD NMT_CycleTiming_REC
0x1F99 VAR NMT_CNBasicEthernetTimeout_U32
NMT_CycleTiming_TYPE
UNSIGNED32
0x1F9A VAR
0x1F9E VAR
NMT_HostName_VSTR
NMT_ResetCmd_U8
VISIBLE_STRING32
UNSIGNED8
Table 8: Communication-specific standard objects
CONST
CONST ro
-
- rw rw rw
M
M
C
M
M
M
M
M
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7.1 Object 1000h: NMT_DeviceType_U32
This object contains information about the device type. The object with index 1000h describes the type of device and its functionality. It is composed of a 16-bit field which describes the device profile (Device profile no. 406 = 196h) that is used and a second
16-bit field which gives additional information about the type of device. The value is setup by the device firmware during system initialization.
Index
Name
Data type
0x1000
NMT_DeviceType_U32
UNSIGNED32
Object type
Category
VAR
Mandatory
Value range
Default value
UNSIGNED32
0x00020196
Access CONST
PDO mapping no
Device type
Device profile number
Byte 0 Byte 1 Byte 2
0x96 0x01 2
7
to 2
0
Encoder type
Byte 3
2
15
to 2
8
Encoder type
Code Definition
01 Absolute single turn encoder
02 Absolute multi turn encoder
Default
depending on the encoder type
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7.2 Object 1001h: ERR_ErrorRegister_U8
The object ERR_ErrorRegister_U8 is compatible to the object “Error Register” of the standard communication profile CiA DS 301.
Index
Name
0x1001
ERR_ErrorRegister_U8
Object type VAR
Data type
Value range
Default value
UNSIGNED8
0…0xFF
0
Category
Access
Mandatory ro
PDO mapping yes
Bit M/O Description
Generic error
0 M in the StatusResponse frame show one or more errors.
7 O Manufacturer specific, not supported
7.3 Object 1006h: NMT_CycleLen_U32
This object defines the communication cycle time interval in µs, see also Figure 2:
EPL Cycle diagram on page 111. The resulting period defines the SYNC interval. The
value is set by the system configuration and is valid for the MN and the CN.
Index
Name
0x1006
NMT_CycleLen_U32
Object type VAR
Data type UNSIGNED32 Category Mandatory
Value range
Default value
0…0xFF FF FF FF
5000 µs
Access rw, valid on reset
PDO mapping no
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7.4 Object 100Ah: NMT_ManufactSwVers_VS
Contains the manufacturer software version.
Index
Name
Data type
0x100A
NMT_ManufactSwVers_VS
Object type
VISIBLE_STRING Category
000
Number of entries
VAR
Value range - Access
Optional
CONST
Default value
Index
Name
"TR-V1", depending on version PDO mapping no
7.5 Object 1018h: NMT_IdentityObject_REC
This object contains general identification information about the measuring system.
The values are configured by the device firmware during system initialization.
0x1018
NMT_IdentityObject_REC
Object type RECORD
IDENTITY Category Mandatory Data type
Sub-Index
Description
Access CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0x4
0x4
Description
001
VendorId_U32, contains the Device Vendor ID, allocated by the CiA
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED32
CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
0x025C
0…0xFF FF FF FF
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Sub-Index
Description
002
ProductCode_U32, contains the device specific classification of the article number
Optional Category
Data type
Access
UNSIGNED32
CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
1: Absolute Single-Turn Encoder
2: Absolute Multi-Turn Encoder
0…0xFF FF FF FF
Sub-Index
Description
Category
003
RevisionNo_U32, contains the manufacturer-specific revision number
Optional
Data type
Access
UNSIGNED32
CONST
PDO mapping no
Default value 0x89224
Value range 0…0xFF FF FF FF
Format:
31 16 15 0 major revision number minor revision number
Revision no.
MSB LSB
The major revision number identifies a specific device behavior. If the device functionality is expanded, the major revision is incremented. The minor revision number identifies different versions with the same device behavior.
Sub-Index
Description
Category
004
SerialNo_U32, contains the serial number of the device
Optional
Data type
Access
UNSIGNED32
CONST
PDO mapping no
Default value 0x1
Value range 0…0xFF FF FF FF
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7.6 Object 1020h: CFM_VerifyConfiguration_REC
This object holds device local configuration date and time.
Index
Name
Data type
0x1020
CFM_VerifyConfiguration_REC
Object type
CFM_VerifyConfiguration_TYPE Category
Sub-Index 000
Description Number of entries
RECORD
Mandatory
Access ro
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0x4
0x4
Description
001
ConfDate_U32, contains the configuration date (Num. of days since 1. January 1984)
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED32 rw
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Description
002
ConfTime_U32, contains the configuration time (Number of ms since midnight)
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED32 rw
PDO mapping no
Default value
Value range
0
0…0xFF FF FF FF
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Sub-Index
Description
003
ConfId_U32, contains the ID number for the configuration
Optional Category
Data type
Access
UNSIGNED32 rw
PDO mapping no
Default value 0
Value range 0…0xFF FF FF FF
The value is created by a configuration tool in a manufacturer specific way.
In an EPL network the ID number should be identical only on those nodes, which have an identical hardware and configuration besides some node specific parameters like
EPL Node-ID or the Serial-Number etc. Otherwise the ID number should be unique for each node in an Ethernet POWERLINK network segment.
Sub-Index 004
Description
Category
Data type
Access
VerifyConfInvalid_U32
Optional
UNSIGNED32 ro
PDO mapping no
Default value 0
Value range 0…0x1; 0 = FALSE, 1 = TRUE
VerifyConfInvalid_U32 enables temporary local modifications of configuration parameters for test purpose while maintaining the bootability of the network.
VerifyConfInvalid_U32 = FALSE indicates that the configuration was not modified since the last storage of ConfId_U32 (sub-index 03h).
A change of a parameter which is stored in permanent memory sets
VerifyConfInvalid_U32 to TRUE.
VerifyConfInvalid_U32 is set to FALSE upon writing a value > 0 to ConfId_U32.
A configuration tool or an application may use this information to display a warning if the configuration of a node was modified.
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7.7 Object 1030h: NMT_InterfaceGroup_0h_REC
This object is used to configure and retrieve parameters of the network interfaces
(physical or virtual) via SDO. Each interface has one entry. The
InterfaceGroup_REC object is a subset of the Interface Group RFC1213.
Index
Name
0x1030
NMT_InterfaceGroup_0h_REC
Object type RECORD
NMT_InterfaceGroup_TYPE Category Mandatory Data type
Sub-Index 000
Description
Access
Number of entries
CONST
PDO mapping no
Default value 0x09
Value range
Sub-Index
0x09
Description
001
InterfaceIndex_U16, contains the index for the physical interface
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED16 ro
PDO mapping no
Default value 0x9
Value range 0x01…0x0A
This number is the index number subtracted by 102Fh. The EPL node that adds an interface generates the respective value. The interface identified by a particular value
of this index is the same interface as identified by the same value of Object 1E40h:
NWL_IpAddrTable_0h_REC.IfIndex_U16.
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Sub-Index
Description
002
InterfaceDescription_VSTR, contains interface information
Mandatory Category
Data type
Access
VISIBLE_STRING
CONST
PDO mapping no
Default value TR-Port-P2MAC-V1
Value range -
This string includes the name of the manufacturer, the product name and the version of the hardware interface.
The value is configured by the device firmware during system initialization.
Sub-Index
Description
Category
003
InterfaceType_U8, contains the type of interface
Mandatory
Data type
Access
UNSIGNED8
CONST
PDO mapping no
Default value 0x6, ethernet-csmacd
Value range
Sub-Index
0x01…0x07
Description
Category
Data type
004
InterfaceMtu_U16, contains the max. Rx/Tx datagram size in bytes
Mandatory
UNSIGNED16
Access CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
1000 Bytes
0…0xFF FF
Description
Category
Data type
005
InterfacePhysAddress_OSTR, contains the physical interface address
Mandatory
OCTET_STRING6
Access CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
0
-
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Sub-Index
Description
006
InterfaceName_VSTR, contains the interface reference name, used by the device driver
Mandatory Category
Data type
Access
VISIBLE_STRING ro
PDO mapping no
Default value TR-Epl-Slave
Value range
Sub-Index
-
Description
007
InterfaceOperStatus_U8, contains the current operational state of the interface
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED8 ro
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0
0 = Down, 1 = Up
Description
008
InterfaceAdminState_U8, contains the current administration state of the interface
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED8 rw
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0
0 = Down, 1 = Up
Description
009
Valid_BOOL, specifies whether or not the data of this object is valid
Mandatory Category
Data type
Access
BOOLEAN rw
PDO mapping no
Default value
Value range
0
TRUE = Data valid, FALSE = Data invalid
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7.8 Object 1300h: SDO_SequLayerTimeout_U32
This object provides a timeout value in ms for the connection abort recognition in case of SDO-transmission.
Index
Name
0x1300
SDO_SequLayerTimeout_U32
Object type VAR
Data type UNSIGNED32
Value range 0…0xFF FF FF FF
Category
Access
Mandatory rw
Default value 30.000 ms PDO mapping no
7.9 Object 1800h: PDO_TxCommParam_0h_REC
This object contains the mapping version as well as address information and describes the communication attributes of the TPDO channel.
Because a CN uses only one TPDO channel, only the first communication parameter object 0x1800 is implemented.
Index
Name
0x1800
PDO_TxCommParam_0h_REC
Object type RECORD
PDO_CommParamRecord_TYPE Category Cond Data type
Sub-Index 000
Description
Access
Number of entries ro
PDO mapping no
Default value 0x2
Value range
Sub-Index
0x2
Description
Category
Data type
001
NodeID_U8, contains the Node-ID of the PDO target for the MN, PReq --> CN
Mandatory
UNSIGNED8
Access rw
PDO mapping no
Default value
Value range
0
0…0xFE
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Sub-Index
Description
002
MappingVersion_U8, contains the mapping version number
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED8 ro, supports only static mapping
PDO mapping no
Default value 0
Value range 0…0xFF
Format:
High-Nibble Low-Nibble
Main version Sub version
Mapping version
Compatibility of TPDO channel may be ensured by PDO mapping version handling.
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7.10 Object 1A00h: PDO_TxMappParam_0h_AU64
This object describes the mapping of the objects contained in TPDO payload to object dictionary entries.
Because a CN uses only one TPDO channel, only the first mapping parameter object
0x1A00 is implemented.
Index
Name
0x1A00
PDO_TxMappParam_0h_AU64
Object type ARRAY
UNSIGNED64 Category Cond Data type
Sub-Index
Description
000
Number of the mapped objects in the PDO
Access ro, supports only static mapping
PDO mapping no
Default value 0x02
Value range 0…0xFE
TPDO mapping parameter
Index 0x1A00
Name PDO_TxMappParam_0h_AU64
Sub-Index Name
0x00 Number of entries
Default value in HEX Data type
02
Access
ro
0x01
ObjectMapping 1;
Position_Low, 32 Bit
3100-01-00–0000-0020 UNSIGNED64 ro
0x02
ObjectMapping 2;
Position_High, 32 Bit
3100-02-00–0020-0020 UNSIGNED64 ro
Format of the internal bit mapping of the PDO mapping entry (Default value)
UNSIGNED64
MSB LSB
Bits
Name
Length in bits Offset in bits reserved Sub-Index Index
Type
UNSIGNED16 UNSIGNED16 - UNSIGNED8 UNSIGNED16
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7.11 Object 1C0Ah: DLL_CNCollision_REC
This object is used to monitor and signal the error symptom Collisions (Bus
collisions). Collisions are detected by the CN. Error triggering see Threshold Counter on page 180.
Index
Name
0x1C0A
DLL_CNCollision_REC
Object type RECORD
DLL_ErrorCntRec_TYPE Category Cond Data type
Sub-Index 000
Description Number of entries
Access ro
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0x3
0x3
Description
001
CumulativeCnt_U32, Cumulative counter contains the number of collisions
Optional Category
Data type
Access
UNSIGNED32 rw
PDO mapping no
Default value
Value range
0
0…0xFF FF FF FF
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Sub-Index
Description
002
ThresholdCnt_U32, Threshold counter per collision error --> +8, no error/cycle --> -1
Optional Category
Data type
Access
UNSIGNED32 ro
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Description
Category
Data type
003
Threshold_U32, contains the threshold for sub-index 002, ThresholdCnt_U32
If threshold reached --> NMT_GS_RESET_APPLICATION
Optional
UNSIGNED32
Access rw
PDO mapping no
Default value
Value range
0…0xFF FF FF FF; 0 = error reaction deactivated
1 = immediate error reaction
7.12 Object 1C0Bh: DLL_CNLossSoC_REC
This object is used to monitor and signal the error symptom Loss of SoC (Loss of
Start-of-Cycle frames). Loss of SoC errors are detected by the CN. Error triggering
see Threshold Counter on page 180.
Index
Name
Data type
Sub-Index
15
0x1C0B
DLL_CNLossSoC_REC
DLL_ErrorCntRec_TYPE
000
Object type
Category
RECORD
Mandatory
Description
Access
Number of entries ro
PDO mapping no
Default value 0x3
Value range 0x3
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Sub-Index
Description
001
CumulativeCnt_U32, Cumulative counter contains the number of lost SoC frames
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED32 rw
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Description
002
ThresholdCnt_U32, Threshold counter per Loss of SoC error --> +8, no error/cycle --> -1
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED32 ro
PDO mapping no
Default value 0
Value range
Sub-Index
0…0xFF FF FF FF
Description
003
Threshold_U32, contains the threshold for sub-index 002, ThresholdCnt_U32
If threshold reached--> error state (PRE_OPERATIONAL_1)
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED32 rw
PDO mapping no
Default value
Value range
15
0…0xFF FF FF FF; 0 = error reaction deactivated
1 = immediate error reaction
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7.13 Object 1C0Fh: DLL_CNCRCError_REC
This object is used to monitor and signal the error symptom CRCError (Check sum error in case of transmission). CRC errors are detected by the CN. Error triggering
see Threshold Counter on page 180.
Index
Name
0x1C0F
DLL_CNCRCError_REC
Object type RECORD
Data type
Sub-Index
Description
Access
DLL_ErrorCntRec_TYPE
000
Number of entries ro
Category Mandatory
PDO mapping no
Default value 0x3
Value range
Default value
Value range
0x3
Sub-Index
Description
Category
Data type
Access rw
PDO mapping no
001
CumulativeCnt_U32, Cumulative counter contains the number of CRC errors
Mandatory
UNSIGNED32
0
0…0xFF FF FF FF
Sub-Index
Description
Category
Data type
Access ro
PDO mapping no
002
ThresholdCnt_U32, Threshold counter per CRC error --> +8, no error/cycle --> -1
Optional
UNSIGNED32
Default value
Value range
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Description
Category
Data type
Access
003
Threshold_U32, contains the threshold for sub-index 002, ThresholdCnt_U32
If threshold reached --> error state (PRE_OPERATIONAL_1)
Optional
UNSIGNED32 rw
PDO mapping no
Default value 15
Value range
0…0xFF FF FF FF; 0 = error reaction deactivated
1 = immediate error reaction
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7.14 Object 1C14h: DLL_LossOfFrameTolerance_U32
The object provides a tolerance intervall in [ns] to be applied by CN’s Loss of SoC
error recognition, see chapter “Loss of SoC” on page 182.
Index
Name
Data type
0x1C14
DLL_LossOfFrameTolerance_U32
Object type VAR
UNSIGNED32 Category Cond
Value range 0…0xFF FF FF FF
Default value 10 ms
Access
PDO mapping rw no
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7.15 Object 1E40h: NWL_IpAddrTable_0h_REC
The IP address table contains the IP addressing information. The
NWL_IpAddrTable_Xh_REC object is a subset of the IP Group RFC1213. It assigns
IP parameters to an interface indicated by Object 1030h:
NMT_InterfaceGroup_0h_REC.InterfaceIndex_U16.
Index
Name
0x1E40
NWL_IpAddrTable_0h_REC
Object type RECORD
NWL_IpAddrTable_TYPE Category Cond Data type
Sub-Index 000
Description
Access
Number of entries ro
PDO mapping no
Default value 0x05
Value range
Sub-Index
0x05
Description
Category
Data type
Access
001
IfIndex_U16, contains the index for the physical interface
Mandatory
UNSIGNED16 ro
PDO mapping no
Default value 0
Value range 0…0xFF FF
The interface identified by a particular value of this index is the same interface as
identified by the same value of Object 1030h:
NMT_InterfaceGroup_0h_REC.InterfaceIndex_U16.
Sub-Index 002
Description
Category
Addr_IPAD, contains the IP address 192.168.100.<EPL Node-ID>
Mandatory
Data type
Access
IP_ADDRESS ro
PDO mapping no
Default value 0
Value range 0…0xFF FF FF FF
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Sub-Index
Description
003
NetMask_IPAD, contains the subnet mask associated with the IP address 255.255.255.0
Mandatory Category
Data type
Access
IP_ADDRESS ro
PDO mapping no
Default value 0
Value range
Sub-Index
0…0xFF FF FF FF
Description
004
ReasmMaxSize_U16, contains the size of the largest IP datagram from incoming IP fragmented datagrams
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED16 ro
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0
0…0xFF FF
Description
005
DefaultGateway_IPAD, contains the default gateway associated with the IP address
(EPL default address Router-Type 1, 192.168.100.254)
Mandatory Category
Data type
Access
IP_ADDRESS rw
PDO mapping no
Default value
Value range
0
0…0xFF FF FF FF
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7.16 Object 1E4Ah: NWL_IpGroup_REC
The NWL_IpGroup_REC object is a subset of the IP Group RFC1213 and specifies information about the IP stack.
Index
Name
0x1E4A
NWL_IpGroup_REC
Object type RECORD
NWL_IpGroup_TYPE Category Cond Data type
Sub-Index 000
Description
Access
Number of entries ro
PDO mapping no
Default value 0x03
Value range
Sub-Index
0x03
Description
001
Forwarding_BOOL, indicates if this entity is acting as an IP router in respect to the forwarding of datagrams received by, but not addressed to this entity
(IP Router function, no IP Router function)
Mandatory Category
Data type
Access
BOOLEAN ro
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0
0 = no forwarding, 1 = forwarding
Description
002
DefaultTTL_U16, contains the Time-To-Live value for the IP header. Avoids that undeliverable packages are forwarded infinitely
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED16 rw
PDO mapping no
Default value
Value range
0x40
0…0xFF FF
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Sub-Index
Description
003
ForwardDatagrams_U32, contains the number of input datagrams for which this entity was not their final IP destination
Optional Category
Data type
Access
UNSIGNED32 ro
PDO mapping no
Default value 0
Value range
7.17 Object 1F82h: NMT_FeatureFlags_U32
This object contains the Feature Flags and indicates communication profile specific properties of the device given by its design. The values are configured by the device firmware during system initialization.
Index
Name
0…0xFF FF FF FF
0x1F82
NMT_FeatureFlags_U32
Object type VAR
Data type UNSIGNED32
Value range 0x00003FFF
Default value 0x00000087
Value interpretation
Category
Access
Mandatory
CONST
PDO mapping no
Byte
0
1
2
3
Bit
0 = 1 Isochronous
1 = 1 SDO by UDP/IP
2 = 1 SDO by ASnd
Name TRUE
Cyclic accesses over PReq frames, CN can be operated isochronically.
Device supports SDO communication via UDP/IP frames.
Device supports SDO communication via EPL
ASnd frames.
FALSE
—
—
—
3 = 0 SDO by PDO
4 = 0 NMT Info Services
5 = 0 Extended NMT State Commands
6 = 0 Dynamic PDO Mapping not supported
7 = 1 NMT Service by UDP/IP
8 = 0 Configuration Manager
9 = 0 Multiplexed Access
10 = 0 NodeID setup by SW
11 = 0 MN Basic Ethernet Mode
12 = 0 Routing Type 1 Support
13 = 0 Routing Type 2 Support
14 = 0 SDO Read/Write All by Index
15 = 0 SDO Read/Write Mult. Parameter by Index
16-23 = 0 reserved
24-31 = 0 reserved
Device supports NMT services via UDP/IP frames. not supported
—
Table 9: NMT_FeatureFlags_U32 interpretation
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7.18 Object 1F83h: NMT_EPLVersion_U8
This object contains the implemented EPL communication profile version. The value is configured by the device firmware during system initialization.
Index
Name
0x1F83
NMT_EPLVersion_U8
Object type VAR
Data type UNSIGNED8
Value range 0
Category
Access
Mandatory
CONST
Default range 0…0xFF
Format:
PDO mapping no
High-Nibble Low-Nibble major EPL version minor EPL version
EPL version
7.19 Object 1F8Ch: NMT_CurrNMTState_U8
This object contains the current NMT state. If a loss of a node is detected, the current
NMT state of this node may be reset to NMT_CS_NOT_ACTIVE.
Index
Name
0x1F8C
NMT_CurrNMTState_U8
Object type VAR
Data type UNSIGNED8
Value range see table
Category
Access
Mandatory ro
Default range 0x1C, NMT_CS_NOT_ACTIVE PDO mapping yes
Value interpretation
NMT states
NMT_GS_OFF
NMT_GS_POWERED
NMT_GS_INITIALISATION
NMT_GS_INITIALISING
NMT_GS_RESET_APPLICATION
NMT_GS_RESET_COMMUNICATION
NMT_GS_RESET_CONFIGURATION
NMT_GS_COMMUNICATING
NMT_CS_NOT_ACTIVE
NMT_CS_EPL_MODE
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2
NMT_CS_READY_TO_OPERATE
NMT_CS_OPERATIONAL
NMT_CS_STOPPED
NMT_CS_BASIC_ETHERNET
Value, binary Superordinate
0000 0000 xxxx 1xxx xxxx 1001
0001 1001
0010 1001
0011 1001
0111 1001 xxxx 11xx
X
X
X
0001 1100 xxxx 1101
0001 1101
0101 1101
0110 1101
1111 1101
0100 1101
0001 1110
X
Table 10: CN NMT states
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7.20 Object 1F93h: NMT_EPLNodeID_REC
The object stores the devices’s EPL Node-ID.
Index
Name
Data type
0x1F93
NMT_EPLNodeID_REC
NMT_EPLNodeID_TYPE
Sub-Index 000
Description Number of entries
Object type
Category
RECORD
Mandatory
Access CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0x02
0x02…0x03
Description
Category
Data type
001
NodeID_U8, indicates the Node-ID, adjusted by means of the hardware switches
Mandatory
UNSIGNED8
Access ro
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0x1
0x01…0xFE
Description
002
NodeIDByHW_BOOL, indicates if the EPL Node-ID can be adjusted by means of hardware or software
Mandatory Category
Data type
Access
BOOLEAN ro
PDO mapping no
Default value
Value range
0x1
0 = Software adjustment, 1 = Hardware adjustment
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7.21 Object 1F98h: NMT_CycleTiming_REC
This object provides node specific timing parameters, which influence the EPL cycle timing.
Index
Name
0x1F98
NMT_CycleTiming_REC
Object type RECORD
NMT_CycleTiming_TYPE Category Mandatory Data type
Sub-Index 000
Description
Access
Number of entries
CONST
PDO mapping no
Default value 0x09
Value range
Sub-Index
0x09
Description
001
IsochrTxMaxPayload_U16, provides the device specific upper limit for payload data size in bytes of isochronous messages to be transmitted by the device
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED16
CONST
PDO mapping no
Default value 1490 Bytes
Value range
Sub-Index
0x0024…0x05D2
Description
002
IsochrRxMaxPayload_U16, provides the device specific upper limit for payload data size in bytes of isochronous messages to be received by the device
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED16
CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
1490 Bytes
0x0024…0x05D2
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Sub-Index
Description
003
PResMaxLatency_U32, provides the maximum time in ns, that is required by the CN to respond to PReq
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED32
CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Description
004
PReqActPayloadLimit_U16, provides the configured PReq payload data slot size in bytes expected by the CN. The payload data slot size + headers gives the fixed size of the PReq frame, regardless of the PDO data size.
The data slot is filled by PDO data up to this limit.
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED16 rw, valid on reset
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0x24
0x24…Sub-Index 002
Description
005
PResActPayloadLimit_U16, provides the configured PRes payload data slot size in bytes expected by the CN. The payload data slot size + headers gives the fixed size of the PRes frame, regardless of the PDO data size.
The data slot may be filled by PDO data up to this limit.
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED16 rw, valid on reset
PDO mapping no
Default value
Value range
0x24
0x24…Sub-Index 001
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Sub-Index
Description
006
ASndMaxLatency_U32, provides the maximum time in ns, that is required by the CN to respond to SoA
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED32
CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Description
007
MultiplCycleCnt_U8, indicates, if the node supports multiplexed operation
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED8 rw, valid on reset
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0, node supports no multiplexed operation
0…0xFF
Description
008
AsyncMTU_U16, contains the max. ASnd- or UDP/IP frame size in bytes
Mandatory Category
Data type
Access
UNSIGNED16 rw, valid on reset
PDO mapping nein
Default value 300 Bytes
Value range 300…1500 Bytes
The value describes the length of the complete Ethernet frame minus 14 bytes
Ethernet header and 4 bytes checksum. AsyncMTU_U16 is upper limited by the
Object 1030h: NMT_InterfaceGroup_0h_REC.InterfaceMTU_U16 values of all
devices in the segment. This limit shall be 18 bytes less than the minimum
InterfaceMTU_U16 value provided by any node in the segment. AsyncMTU_U16 shall be equal in all nodes of the segment.
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Sub-Index
Description
009
Prescaler_U16, configurates the toggle rate of the SoC PS flag
Optional Category
Data type
Access
UNSIGNED16 rw, valid on reset
PDO mapping no
Default value 2 cycles
Value range
Name
0…1000 cycles, 0 = function inactive
The value provides the number of cycles that have to be completed to toggle the flag by the MN.
Prescaler_U16 shall be equal in all nodes of the segment.
7.22 Object 1F99h: NMT_CNBasicEthernetTimeout_U32
Provide the time in µs to be applied before changing from NMT_CS_NOT_ACTIVE to
NMT_CS_BASIC_ETHERNET.
MN and CN startup timing should be well balanced. System power up sequence should be considered.
Index
0x1F99
NMT_CNBasicEthernetTimeout_U32
Object type VAR
Data type
Value range
UNSIGNED32
0…0xFF FF FF FF
Category
Access
Mandatory rw, valid on reset
PDO mapping no Default value 5 000 000 µs
Value 0 means, never change to NMT_CS_BASIC_ETHERNET. The entered value
should be larger than Object 1006h: NMT_CycleLen_U32.
To avoid erroneous change over to NMT_CS_BASIC_ETHERNET mode at system startup, NMT_CNBasicEthernetTimeout_U32 should be larger than the MN’s
NMT_BootTime_REC.MNWaitNotAct_U32, object 1F89.
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7.23 Object 1F9Ah: NMT_HostName_VSTR
This object provides the DNS hostname, see also chapter “6.3.6 Hostname” on page
Index
Name
0x1F9A
NMT_HostName_VSTR
Object type VAR
Data type
Value range
VISIBLE_STRING32
VISIBLE_STRING
Category
Access
Cond rw
Default value 0 PDO mapping no
7.24 Object 1F9Eh: NMT_ResetCmd_U8
The NMT Reset commands NMTSwReset, NMTResetNode, NMTResetConfiguration, and NMTResetCommunication can be triggered with writing of the appropriate NMT
Service-ID to this object.
A NMT Reset over this object should be used only by CNs in the
NMT_CS_BASIC_ETHERNET state. Applications with nodes in the state
NMT_CS_EPL_MODE or NMT_MS_EPL_MODE may violate the NMT rules and stimulate
DLL and NMT Guarding errors. Instead, the NMT requests of the MN are to be used.
See also chapter “4.10 NMT State Machine”, effective from page 119.
The object is reset automatically to the value 0xFF = NMTInvalidService by the node, when the reset has been completed. On read access, the object always shows the NMT Service-ID 0xFF for NMTInvalidService.
Index
Name
0x1F9E
NMT_ResetCmd_U8
Object type VAR
Data type
Value range
Default value
UNSIGNED8
0x28…0xFF, see table
0xFF
Category
Access
Mandatory rw
PDO mapping no
Name NMT Service-ID
NMTResetNode 0x28
NMTResetCommunication 0x29
NMTResetConfiguration 0x2A
NMTSwReset 0x2B
NMTInvalidService 0xFF
Table 11: CN NMT Reset commands
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Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)
8 Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)
M = Mandatory
O = Optional
Index (h) Object Name Data length Attr. M/O Page
Parameter
2000 VAR
Table 12: Encoder profile range
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8.1 Scaling parameters
Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)
WARNING !
Danger of personal injury and damage to property exists if the measuring system is restarted after positioning in the de-energized state by shifting of the zero point!
If the number of revolutions is not an exponent of 2 or is >4096, it can occur, if more than 512 revolutions are made in the de-energized state, that the zero point of the multi-turn measuring system is lost!
• Ensure that the quotient of Revolutions Numerator / Revolutions Denominator for a multi-turn measuring system is an exponent of 2 of the group 2
0
, 2
1
, 2
2
…2
12
(1, 2, 4…4096). or
• Ensure that every positioning in the de-energized state for a multi-turn measuring system is within 512 revolutions.
The scaling parameters can be used to change the physical resolution of the measuring system. The measuring system supports the gearbox function for round axes.
This means that the Steps per revolution and the quotient of Revolutions
numerator / Revolutions denominator can be a decimal number.
The position value output is calculated with a zero point correction, the count direction set and the gearbox parameter entered.
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Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)
8.1.1 Object 2002h: Total measuring range
Defines the total number of steps of the measuring system before the measuring system restarts at zero.
Index
Name
0x2002
Total_Measuring_Range
Object type Array
Data type
Sub-Index
UNSIGNED32
000
Category Mandatory
Description
Access
Number of entries
CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0x2
0…0x02
001
Description
Category
Data type
Low_Word
Mandatory
UNSIGNED32
Access rw
PDO mapping no
Lower limit
Upper limit
16 steps
CEx-65: 33 554 432 steps (25 bit)
COx-65: 0 steps (low fraction)
33 554 432 steps Default value
Sub-Index
Description
002
High_Word
Category
Data type
Access
Mandatory
UNSIGNED32 rw
PDO mapping no
Lower limit 0 steps
Upper limit
CEx-65: 0 steps
COx-65: 16 steps (high fraction)
Default value 0 steps
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.
Total measuring range Low_Word Total measuring range High_Word
Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3
CEx-65
2
7
to 2
0
2
15
to 2
8
2
23
to 2
16
2
31
to 2
24
- - - -
COx-65
2
7
to 2
0
2
15
to 2
8
2
23
to 2
16
2
31
to 2
24
2
39
to 2
32
2
47
to 2
40
2
55
to 2
48
2
63
to 2
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8.1.2 Object 2000-2001h: Number of revolutions Numerator / Divisor
Together, these two parameters define the Number of revolutions before the measuring system restarts at zero.
As decimal numbers are not always finite (as is e.g. 3.4), but they may have an infinite number of digits after the decimal point (e.g. 3.43535355358774...) the number of revolutions is entered as a fraction.
Index 0x2000
Description
Data type
Category
Access
PDO mapping
Number_Of_Revolution-numerator
UNSIGNED32
Mandatory rw
No
Lower limit
Upper limit
1
256000
Default 4096
Index 0x2001
Description
Data type
Category
Number_Of_Revolution-divisor
UNSIGNED32
Optional rw
Access
PDO mapping
Lower limit
No
1
Upper limit
16384
Default 1
Formula for gearbox calculation:
Number of Revolutions numerator
Total measuring range = Steps per revolution *
Number of Revolutions denominator
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If it is not possible to enter parameter data in the permitted ranges of numerator and denominator, the attempt must be made to reduce these accordingly. If this is not possible, it may only be possible to represent the decimal number affected approximately. The resulting minor inaccuracy accumulates for real round axis applications (infinite applications with motion in one direction).
A solution is e.g. to perform adjustment after each revolution or to adapt the mechanics or gearbox accordingly.
The parameter "Steps per revolution" may also be decimal number, however the
"Total measuring range" may not. The result of the above formula must be rounded up or down. The resulting error is distributed over the total number of revolutions programmed and is therefore negligible.
Preferably for linear axes (forward and backward motions):
The parameter "Revolutions denominator" can be programmed as a fixed value of
"1". The parameter "Revolutions numerator" is programmed slightly higher than the required number of revolutions. This ensures that the measuring system does not generate a jump in the actual value (zero transition) if the distance travelled is exceeded. To simplify matters the complete revolution range of the measuring system can also be programmed.
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The following example serves to illustrate the approach:
Given:
-
-
Measuring system with 4096 steps/rev. and max. 4096 revolutions
Resolution 1/100 mm
-
-
-
-
-
-
Ensure the measuring system is programmed in its full resolution and total measuring length (4096x4096):
Total number of steps = 16777216,
Revolutions numerator = 4096
Revolutions denominator = 1
Set the mechanics to be measured to the left stop position
Set measuring system to "0" using the adjustment
Set the mechanics to be measured to the end position
Measure the mechanical distance covered in mm
Read off the actual value of the measuring system from the controller connected
-
-
Assumed:
Distance covered = 2000 mm
Measuring system actual position after 2000 mm = 607682 steps
Derived:
Number of revolutions covered = 607682 steps / 4096 steps/rev.
=
Number of mm / revolution = 2000 mm / 148.3598633 revs. = 13.48073499mm / rev.
For 1/100mm resolution this equates to a Number of steps per revolution of 1348.073499
Required programming:
Number of Revolutions numerator = 4096
Number of Revolutions denominator = 1
Number of revolutions numerator
Total number of steps = Number of steps per revolution *
Number of revolutions denominator
4096 revolutions numerator
= 1348.073499 steps / rev. *
1 revolution denominator
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8.2 Object 2003h: Preset value
The object defines the position value for the preset function and is used to set the measuring system value to any position value within the range of 0 to measuring
length in increments –1. The preset function is executed using Object 2004h: Set
Object type Array Index
Name
Data type
Sub-Index
Description
0x2003
Preset_Value
UNSIGNED32
000
Number of entries
Access CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
Description
Upper limit
Default value
Sub-Index
Description
0x2
0…0x02
Category
Data type
Access rw
PDO mapping no
Lower limit
001
Low_Word
Mandatory
UNSIGNED32
0
CEx-65: 33 554 432 steps (25 bit)
COx-65: 0 steps (low fraction)
0
002
High_Word
Category
Data type
Access rw
PDO mapping no
Lower limit
Mandatory
UNSIGNED32
Upper limit
0
CEx-65: 0 steps
COx-65: 16 steps (high fraction)
0 Default value
Category Mandatory
Preset Low_Word Preset High_Word
Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3
CEx-65
2
7
to 2
0
2
15
to 2
8
2
23
to 2
16
2
31
to 2
24
- - - -
COx-65
2
7
to 2
0
2
15
to 2
8
2
23
to 2
16
2
31
to 2
24
2
39
to 2
32
2
47
to 2
40
2
55
to 2
48
2
63
to 2
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8.3 Object 2004h: Set Preset
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Danger of physical injury and damage to property due to an actual value jump during execution of the preset adjustment function!
WARNING!
• The preset adjustment function should only be executed when the measuring system is stationary, or the resulting actual value jump must be permitted by both the program and the application!
The preset function is used to set the measuring system value to any position value within the range of 0 to measuring length in increments –1.
The output position value is set to the Preset value parameter, if the positive edge of bit 2
0
is detected.
The preset value will be defined in Object 2003h: Preset value, see page 174.
Index 0x2004
Description
Data type
Category
Set_Preset
UNSIGNED8
Optional
Access
PDO mapping
Value
8.4 Object 2005h: Operating parameters
The object with index 2005h 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
Name rw
No
-
0x2005
Operating_Parameters
Object type VAR
Data type
Value range
UNSIGNED8
Bit 0 = 0: Position increasing clockwise
Bit 0 = 1: Position decreasing clockwise
Default value 0
Category
Access
Optional rw
8.5 Object 2006h: Accept parameters
With write access to this object, the measuring system accepts the parameters in the non-volatile memory (EEPROM).
Index
Name
0x2006
Accept_Parameters
PDO mapping no
Object type VAR
Data type UNSIGNED8
Value range not relevant
Default value 0
Category
Access
Optional rw
PDO mapping no
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8.6 Object 2007h: Position value
With this object it is possible to read the contents of the mapping object “Object
3100h: Mapping”, also in acyclic data exchange over a SDO request.
Index
Name
0x2007
Position_Value
Object type Array
UNSIGNED32 Category Optional Data type
Sub-Index
Description
000
Number of entries
Access CONST
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
0x2
0…0x02
Description
Category
Data type
Access
001
Low_Word
Optional
UNSIGNED32 ro
PDO mapping no
Default value
Value range
Sub-Index
Description
Category
Data type
Access
0
0…0xFF FF FF FF
002
High_Word
Optional
UNSIGNED32 ro
PDO mapping no
Default value 0
Value range 0…0xFF FF FF FF
Position Low_Word Position High_Word
Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3
CEx-65
2
7
to 2
0
2
15
to 2
8
2
23
to 2
16
2
31
to 2
24
- - - -
COx-65
2
7
to 2
0
2
15
to 2
8
2
23
to 2
16
2
31
to 2
24
2
39
to 2
32
2
47
to 2
40
2
55
to 2
48
2
63
to 2
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8.7 Object 3100h: Mapping
The object defines the output position value for the mapping parameter object 1A00
(Transmit-PDO).
Index
Name
0x3100
Mapping
Object type Array
UNSIGNED32 Category Optional Data type
Sub-Index 000
Description
Access
Number of entries
CONST
PDO mapping no
Default value 0x2
0…0x02 Value range
Sub-Index
Description
001
Position_Low
Category
Data type
Optional
UNSIGNED32
Access ro
PDO mapping yes
Default value
Value range
Sub-Index
0
0…0xFF FF FF FF
Description
Category
Data type
Access
002
Position_High
Optional
UNSIGNED32 ro
PDO mapping yes
Default value
Value range
0
0…0xFF FF FF FF
Position_Low Position_High
Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3
CEx-65
2
7
to 2
0
2
15
to 2
8
2
23
to 2
16
2
31
to 2
24
- - - -
COx-65
2
7
to 2
0
2
15
to 2
8
2
23
to 2
16
2
31
to 2
24
2
39
to 2
32
2
47
to 2
40
2
55
to 2
48
2
63
to 2
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Error handling
9 Error handling
9.1 Possible Error sources and Error symptoms
● Physical layer error sources
– Loss of link
– Incorrect physical operating mode (10 Mbit/s or full duplex)
– CRC Error
– Rx buffer overflow
– Tx buffer underrun
● EPL Data Link Layer error symptoms
– Loss of SoC-Frame
– Loss of SoA-Frame
– Loss of PReq-Frame
– Loss of PRes-Frame
– Collisions
– Cycle Time exceeded
– Timing Violation
Error recognition strongly depends of the device’s hardware and software implementation. Error support of the device is indicated by the respective device description entry.
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General CN error handling
Error symptom
Error handling
Datalink-Layer
Local Handling
Error Codes
NMT Local
Handling
Loss of link
Incorrect Physical operating mode no no
Tx/Rx Buffer underrun / overflow yes
CRC Error
Collision
Invalid Format
SoC Jitter out of range
Loss of PReq
yes m yes o o
o
These are considered to be error sources
o o o
no m no no
o o o o o o
Loss of SoA no
o o
Loss of SoC yes m m
Table 13: CN error handling
M = Mandatory o = optional
1)
NMT_GT6, internal communication error
see NMT State Machine page 119
2)
NMT_CT11, Error Condition
see NMT CN State Machine page 121
CN sends (PResp) the last or actual values. Invalid data aren’t sent in any case.
0x8245
--> NMT_GS_RESET_APPLICATION,
--> NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1,
0x8165
0x8161
0x8166
0x8164
0x8163
Logging in object
0x1003
Logging in object
0x1003
1)
NMT_GT6, internal communication error
2)
NMT_CT11,
Error condition
1)
NMT_GT6, internal communication error
1)
NMT_GT6, internal
Logging in object
0x1003
2)
NMT_CT11,
0x1003
2)
NMT_CT11,
0x1003
2)
NMT_CT11,
0x1003
2)
NMT_CT11,
Error condition
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Error handling
9.2 Error registration
9.2.1 Threshold Counter
Every time an error symptom occurs the threshold counter is incremented by 8. After each cycle without reoccurance of the error the counter is decremented by 1.
When the threshold value is reached (threshold counter ≥ threshold) an action is triggered and the threshold counter is reset to 0.
The threshold, for reaction the error message, is specified in the respective object,
e.g. Object 1C0Bh: DLL_CNLossSoC_REC, Sub-Index 3: Threshold_U32.
Immediate error reaction is commanded by a threshold value of 1.
Threshold counting and error reaction may be deactivated by setting the threshold value to 0.
Figure 17: Threshold Counter, ThresholdCnt_U32
9.2.2 Cumulative Counter
The cumulative counter is incremented by 1 every time an error symptom occurs.
Because the cumulative counter is not reset at system start or by reset commands, also an overflow may occur.
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9.3 Supported Error messages
9.3.1 Transmission- / CRC error
● Error source
Error handling
Transmission errors are detected by the hardware (CRC-Check) in the Ethernet-
Controller. Received frames containing CRC errors are simply discarded.
● Error recognition
Every time a frame is lost, the node checks if a CRC error is occurred. Also CRC errors on unexpected frames are detected.
● Error handling
If a CRC error is detected, it is logged as Error code in the StatusResponse frame and transmitted then to the MN. Error reaction is triggered by the threshold
counter mechnism in Object 1C0Fh: DLL_CNCRCError_REC on page 155. If the
threshold counter violates the threshold, the CN NMT state machine is handle this error source as “Error condition” (NMT_CT11) and changes the measuring system state to NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1.
● Error signaling
With the internal error function mechanism the error is registered into the “Static
Error Bit Field”. The Static Error Bit Field is part of the StatusResponse frame.
Format:
Byte Offset Description
1
Content of Object 1001h: ERR_ErrorRegister_U8, 0x01
2 reserved
3-8 Error Code = 0x8164
Table 14: Static Error Bit Field, fragment of the StatusResponse frame
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Error handling
9.3.2 Loss of SoC
● Error source
Loss of SoC error is detected by the Datalink-Layer CN Cycle State Machine and reported as an error event.
● Error handling
If a Loss of SoC error is detected, it is logged as Error code in the StatusResponse frame and transmitted then to the MN. Error reaction is triggered by the threshold
counter mechnism in Object 1C0Bh: DLL_CNLossSoC_REC on page 153. If the
threshold counter violates the threshold, the CN NMT state machine is handle this error source as “Error condition” (NMT_CT11) and changes the measuring system state to NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1.
● Error signaling
With the internal error function mechanism the error is registered into the “Static
Error Bit Field”. The Static Error Bit Field is part of the StatusResponse frame.
Format:
Byte Offset Description
1
Content of Object 1001h: ERR_ErrorRegister_U8, 0x01
2 reserved
3-8 Error Code = 0x8245
Table 15: Static Error Bit Field, fragment of the StatusResponse frame
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9.3.3 Rx MAC Buffer Overflow / Tx MAC Buffer Underrun
● Error source
Error handling
If the Receive MAC buffer of the CN overflows, it cannot receive frames for a while. The Transmit MAC buffer underrun error on the physical layer occurs; when the buffer becomes empty during transmission.
● Error recognition
Whenever a loss of a frame or a timing violation is detected, the CN checks the
Physical Layer for an Rx MAC buffer overflow or a Tx MAC buffer underrun on the
Ethernet MAC controller.
● Error handling
If a Rx MAC buffer overflow / Tx MAC buffer underrun error is detected, it is logged as Error code in the StatusResponse frame and transmitted then to the MN. Error reaction is triggered immediately after detection of the error. The CN NMT state machine is handle this error source as “Internal Communication Error” (NMT_GT6) and changes the measuring system state to NMT_GS_RESET_APPLICATION.
● Error signaling
With the internal error function mechanism the error is registered into the “Static
Error Bit Field”. The Static Error Bit Field is part of the StatusResponse frame.
Format:
Byte Offset Description
1
Content of Object 1001h: ERR_ErrorRegister_U8, 0x01
2 reserved
3-8 Error Code = 0x8166
Table 16: Static Error Bit Field, fragment of the StatusResponse frame
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Error handling
9.3.4 Collisions
● Error source
The number of hubs in the EPL network is notmay violate the path delay variability specification of IEEE 802.3. Because standard Ethernet controllers according to
IEEE 802.3 are used, collisions can be detected only in some cases.
Ethernet POWERLINK doesn’t depend on the discovery of collisions.
In
NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1, NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2,
NMT_CS_READY_TO_OPERATE and NMT_CS_OPERATIONAL, no collisions should occur due to the EPL cycle design. If a node doesn’t follow these requirements, then the determinism and the high precision synchronisation cannot be guaranteed anymore. Nevertheless collisions can occur in case of configuration failures or defect nodes.
● Error recognition
If the Ethernet controller discovers a collision in the EPL network, the standard
Ethernet procedure for collisions is started.
● Error handling
If a Collision error is detected, it is logged as Error code in the StatusResponse frame and transmitted then to the MN. Error reaction is triggered by the threshold
counter mechnism in Object 1C0Ah: DLL_CNCollision_REC on page 152. If the
threshold counter violates the threshold, the CN NMT state machine is handle this error source as “Internal Communication Error” (NMT_GT6) and changes the measuring system state to NMT_GS_RESET_APPLICATION.
● Error signaling
With the internal error function mechanism the error is registered into the “Static
Error Bit Field”. The Static Error Bit Field is part of the StatusResponse frame.
Format:
Byte Offset Description
1
Content of Object 1001h: ERR_ErrorRegister_U8, 0x01
2 reserved
3-8 Error Code = 0x8163
Table 17: Static Error Bit Field, fragment of the StatusResponse frame
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Error Causes and Remedies
10 Error Causes and Remedies
10.1 Optical displays
The LED function is controlled by NMT State Machine transitions; see Figure 10 on
page 119 and Figure 11 on page 121. LED allocation see chapter “Bus status display” on page 133.
Error LED Cause Remedie
OFF
No error, node is in state
NMT_CS_OPERATIONAL
(NMT_CT7)
If the node doesn’t receive any
SoC, PReq, PRes or SoA frame during a definable timeout intervall after entering the
NMT_CS_NOT_ACTIVE state, the node changes over to
NMT_CS_BASIC_ETHERNET
(NMT_CT3).
Normal operating state
Timeout is defined in Object 1F99h:
NMT_CNBasicEthernetTimeout_U32, page 166.
Default value = 5 s. The informations indicated there must be considered.
It was executed a hardware- or a local software RESET. The node is initialized and changes into the state NMT_GS_INITIALISING
(NMT_GT2).
According to the state machine the node must be taken into operation again.
Due to an internal error the node was transferred into the state
“Error condition” (NMT_CT11).
Causes for this can be CRC errors or Loss of frames.
- In order to locate the error, the reported Error code in the StatusResponse frame must be
evaluated, see Error Codes on page 187.
Optionally the threshold must be adjusted in the corresponding objects.
ON
Due to an internal error the node was transferred into the state
“Internal Communication Error”
(NMT_GT6). Causes for this can be Tx/Rx buffer underrun/overflow errors or Collision errors.
- In order to locate the error, the reported Error code in the StatusResponse frame must be
evaluated, see Error Codes on page 187.
Optionally the threshold must be adjusted in the corresponding objects.
Link LED Cause
OFF
Voltage supply absent or too low
Remedie
- Check voltage supply, wiring
- Is the voltage supply in the permissible range?
Check bus cable
FLASHING
ON
No bus connection
Hardware error, measuring system defective
Measuring system ready for operation, connection to master established, data transfer active.
Measuring system ready for operation, connection to master established, no data transfer.
Replace measuring system
-
-
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Error Causes and Remedies
10.2 SDO Abort Codes
Abort SDO Transfer Protocol see page 118.
Code Description
0x05 03 00 00
0x05 04 00 00
0x05 04 00 01
0x05 04 00 02
0x05 04 00 03
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 44
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
0x08 00 00 24 reserved
SDO protocol timeout
Client/Server command invalid or unknown
Invalid block size
Invalid sequence number
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
Invalid heartbeat decleration
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 large
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
EDS, DCF or Concise DCF data record contains no data
Table 18: SDO Abort Codes
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10.3 Error Codes
With occurrence of an internal device failure, Error codes are registered in the “Static
Error Bit Field” and embedded as fragment part into the StatusResponse frame.
Bit Offset
Byte
Offset
7 6 5 4 3 2 1 0
0 res res res EN EC res res res
1 res res PR RS
3-5 reserved
6-13 Static Error Bit Field
14-… OPTIONAL: Error history / Events (min. 2 * 20 bytes)
Figure 18: StatusResponse frame
Byte Offset Description
1
Content of Object 1001h: ERR_ErrorRegister_U8
2 reserved
3-8 Error Code
Figure 19: Static Error Bit Field, fragment of the StatusResponse frame
Error Code (hex) Description
0x8163
0x8164
0x8166
0x8245
Collision errors, see
- Chapter “Collisions”, page 184
- Chapter “Error handling”, page 178
- Chapter “Object 1C0Ah: DLL_CNCollision_REC”, page 152
CRC errors, see
- Chapter “Transmission- / CRC error”, page 181
- Chapter “Error handling”, page 178
- Chapter “Object 1C0Fh: DLL_CNCRCError_REC”, page 155
Tx/Rx buffer underrun / overflow, see
- Chapter “Rx MAC Buffer Overflow / Tx MAC Buffer Underrun”, page 183
- Chapter “Error handling”, page 178
Loss of a Start of Cycle frame, see
- Chapter “Loss of SoC”, page 182
- Chapter “Error handling”, page 178
- Chapter “Object 1C0Bh: DLL_CNLossSoC_REC”, page 153
Table 19: Error Codes
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10.4 Error Register, Object 0x1001
Bit Failure Cause
0 Bit 0 = 1
Remedie
Device internal fault occurred.
In order to locate the error, the reported Error
Either the node is in state “Error code in the StatusResponse frame must be
Condition” (NMT_CT11) or in
evaluated, see Error Codes on page 187.
“Internal Communication Error”
Optionally the threshold must be adjusted in the
(NMT_GT6) state. corresponding objects.
Table 20: Error signaling in the Error Register 0x1001
10.5 Miscellaneous faults
Fault Cause Solution
Strong vibrations
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.
Position skips of the measuring system
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.
Table 21: Miscellaneous faults
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