Benutzerhandbuch / User Manual

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

TR-Electronic GmbH

D-78647 Trossingen

Eglishalde 6

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Änderungsvorbehalt

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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

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Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

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

Änderungs-Index ................................................................................................................................ 6

1 Allgemeines ..................................................................................................................................... 7

1.1 Geltungsbereich...................................................................................................................... 7

1.2 Referenzen ............................................................................................................................. 8

1.3 Verwendete Abkürzungen / Begriffe....................................................................................... 9

2 Zusätzliche Sicherheitshinweise ................................................................................................... 12

2.1 Symbol- und Hinweis-Definition.............................................................................................. 12

2.2 Ergänzende Hinweise zur bestimmungsgemäßen Verwendung ........................................... 12

2.3 Organisatorische Maßnahmen ............................................................................................... 13

3 Technische Daten............................................................................................................................ 14

3.1 Elektrische Kenndaten............................................................................................................ 14

4 POWERLINK Informationen ........................................................................................................... 15

4.1 POWERLINK-Funktionsprinzip............................................................................................... 15

4.1.1 Allgemeines ............................................................................................................ 15

4.1.2 Slot Communication Network Management ........................................................... 16

4.1.3 POWERLINK – Zyklus, Zeitscheibenverfahren ...................................................... 17

4.1.4 MAC Adressierung.................................................................................................. 18

4.2 Protokoll .................................................................................................................................. 19

4.3 Geräteprofil ............................................................................................................................. 20

4.4 Referenz-Modell ..................................................................................................................... 21

4.5 Objektverzeichnis ................................................................................................................... 22

4.6 Prozess- und Service-Daten-Objekte..................................................................................... 22

4.7 Übertragung von SDO Nachrichten........................................................................................ 23

4.8 Abort SDO Transfer Protokoll................................................................................................. 24

4.9 PDO-Mapping ......................................................................................................................... 24

4.10 NMT State Machine .............................................................................................................. 25

4.10.1 NMT CN State Machine........................................................................................ 27

4.10.1.1 NMT_CS_NOT_ACTIVE......................................................................................................... 28

4.10.1.2 NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 ........................................................................................ 28

4.10.1.3 NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 ........................................................................................ 28

4.10.1.4 NMT_CS_READY_TO_OPERATE ......................................................................................... 29

4.10.1.5 NMT_CS_OPERATIONAL...................................................................................................... 29

4.10.1.6 NMT_CS_STOPPED .............................................................................................................. 30

4.10.1.7 NMT_CS_BASIC_ETHERNET ............................................................................................... 30

4.10.1.8 Zustände und Kommunikations-Objekt Beziehung ................................................................. 31

4.11 Weitere Informationen .......................................................................................................... 32

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Inhaltsverzeichnis

5 Installation / Inbetriebnahmevorbereitung ................................................................................... 33

5.1 Netzwerktopologie .................................................................................................................. 34

5.1.1 Hubs........................................................................................................................ 34

5.1.2 Jitter ........................................................................................................................ 34

5.2 Anschluss ............................................................................................................................... 35

5.3 EPL Node-ID........................................................................................................................... 36

5.4 Einschalten der Versorgungsspannung ................................................................................. 37

6 Inbetriebnahme................................................................................................................................ 39

6.1 Gerätebeschreibungsdatei ..................................................................................................... 39

6.2 Bus-Statusanzeige.................................................................................................................. 39

6.2.1 Anzeigezustände und Blinkfrequenz ...................................................................... 39

6.2.2 Error LED ................................................................................................................ 40

6.2.3 Status LED.............................................................................................................. 40

6.2.4 Link / Data Activity LED, IN/OUT ........................................................................... 40

6.3 Netzwerkkonfiguration ............................................................................................................ 41

6.3.1 MAC-Adresse.......................................................................................................... 41

6.3.2 IP-Adresse .............................................................................................................. 41

6.3.3 Subnetzmaske ........................................................................................................ 41

6.3.4 Zusammenhang IP-Adresse und Default-Subnetzmaske ...................................... 42

6.3.5 IP-Adressierung ...................................................................................................... 43

6.3.6 Hostname................................................................................................................ 44

7 Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301) ................................................... 45

7.1 Objekt 1000h: NMT_DeviceType_U32................................................................................... 46

7.2 Objekt 1001h: ERR_ErrorRegister_U8 .................................................................................. 47

7.3 Objekt 1006h: NMT_CycleLen_U32....................................................................................... 47

7.4 Objekt 100Ah: NMT_ManufactSwVers_VS............................................................................ 48

7.5 Objekt 1018h: NMT_IdentityObject_REC............................................................................... 48

7.6 Objekt 1020h: CFM_VerifyConfiguration_REC ...................................................................... 50

7.7 Objekt 1030h: NMT_InterfaceGroup_0h_REC....................................................................... 52

7.8 Objekt 1300h: SDO_SequLayerTimeout_U32 ....................................................................... 55

7.9 Objekt 1800h: PDO_TxCommParam_0h_REC ..................................................................... 55

7.10 Objekt 1A00h: PDO_TxMappParam_0h_AU64 ................................................................... 57

7.11 Objekt 1C0Ah: DLL_CNCollision_REC ................................................................................ 58

7.12 Objekt 1C0Bh: DLL_CNLossSoC_REC ............................................................................... 59

7.13 Objekt 1C0Fh: DLL_CNCRCError_REC .............................................................................. 61

7.14 Objekt 1C14h: DLL_LossOfFrameTolerance_U32 .............................................................. 62

7.15 Objekt 1E40h: NWL_IpAddrTable_0h_REC ........................................................................ 63

7.16 Objekt 1E4Ah: NWL_IpGroup_REC..................................................................................... 65

7.17 Objekt 1F82h: NMT_FeatureFlags_U32 .............................................................................. 66

7.18 Objekt 1F83h: NMT_EPLVersion_U8................................................................................... 67

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Inhaltsverzeichnis

7.19 Objekt 1F8Ch: NMT_CurrNMTState_U8.............................................................................. 67

7.20 Objekt 1F93h: NMT_EPLNodeID_REC ............................................................................... 68

7.21 Objekt 1F98h: NMT_CycleTiming_REC............................................................................... 69

7.22 Objekt 1F99h: NMT_CNBasicEthernetTimeout_U32........................................................... 72

7.23 Objekt 1F9Ah: NMT_HostName_VSTR ............................................................................... 73

7.24 Objekt 1F9Eh: NMT_ResetCmd_U8 .................................................................................... 73

8 Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)............................................................. 74

8.1 Skalierungsparameter............................................................................................................. 75

8.1.1 Objekt 2002h: Messlänge in Schritten.................................................................... 76

8.1.2 Objekt 2000-2001h: Umdrehungen, Zähler/Nenner ............................................... 77

8.2 Objekt 2003h: Presetwert ....................................................................................................... 80

8.3 Objekt 2004h: Set_Preset....................................................................................................... 81

8.4 Objekt 2005h: Betriebsparameter........................................................................................... 81

8.5 Objekt 2006h: Parameter übernehmen .................................................................................. 81

8.6 Objekt 2007h: Positionswert................................................................................................... 82

8.7 Objekt 3100h: Mapping........................................................................................................... 83

9 Fehlerbehandlung ........................................................................................................................... 84

9.1 Mögliche Fehlerquellen und Fehlersymptome ....................................................................... 84

9.2 Fehlererfassung...................................................................................................................... 86

9.2.1 Threshold Counter .................................................................................................. 86

9.2.2 Cumulative Counter ................................................................................................ 86

9.3 Unterstützte Fehlermeldungen ............................................................................................... 87

9.3.1 Übertragungs- / CRC-Fehler................................................................................... 87

9.3.2 Loss of SoC ............................................................................................................ 88

9.3.3 Rx MAC Buffer Overflow / Tx MAC Buffer Underrun.............................................. 89

9.3.4 Kollisionen............................................................................................................... 90

10 Fehlerursachen und Abhilfen....................................................................................................... 91

10.1 Optische Anzeigen................................................................................................................ 91

10.2 SDO Abort Codes ................................................................................................................. 92

10.3 Error Codes .......................................................................................................................... 93

10.4 Error Register, Objekt 0x1001 .............................................................................................. 94

10.5 Sonstige Störungen .............................................................................................................. 94

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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

Sicherheitshinweise",

gelesen und verstanden haben.

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

Parametrierung des Mess-Systems, tätig werdendes Personal.

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Technische Daten

3 Technische Daten

3.1 Elektrische Kenndaten

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

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

* Gesamtauflösung

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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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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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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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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4.4 Referenz-Modell

POWERLINK stellt die gleichen Kommunikationsmechanismen zur Verfügung wie sie von

1

CANopen her bekannt sind:

• 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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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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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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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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Inbetriebnahme

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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Inbetriebnahme

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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Inbetriebnahme

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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Inbetriebnahme

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.

Alternativ kann der Hostname aber auch über Objekt 1F9Ah: NMT_HostName_VSTR auf Seite 73 konfiguriert 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

46

47

47

48

IDENTITY CONST M

48

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

55

PDO_CommParamRecord_TYPE -

C 55

DLL_ErrorCntRec_TYPE

DLL_ErrorCntRec_TYPE

DLL_ErrorCntRec_TYPE

UNSIGNED32

-

-

- rw

C

M

M

C

58

59

61

62

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

69

72

73

73

66

67

67

68

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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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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

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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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

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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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

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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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

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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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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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

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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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

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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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

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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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

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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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

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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Kommunikationsspezifische Standard-Objekte (CiA DS-301)

7.23 Objekt 1F9Ah: NMT_HostName_VSTR

Dieses Objekt enthält den DNS Hostnamen, siehe auch Kapitel „6.3.6 Hostname“ auf

Seite 44.

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

Seite 25.

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

77

2001

2002

VAR Anzahl Umdrehungen, Nenner UNSIGNED32 rw O

77

ARRAY Gesamtmesslänge in Schritten UNSIGNED32 rw M

76

UNSIGNED32 rw M 80

Parameter

81

UNSIGNED32 ro O 82

UNSIGNED32 ro O 83

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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Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)

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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Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)

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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Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)

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

Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)

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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Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)

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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Hersteller- und Profil-spezifische Objekte (CiA DS-406)

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

56

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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“,

Seite 39 entnommen werden.

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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Cxx-65 POWERLINK

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Document information

Release date / Rev. date:

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Document / Rev. no.:

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Author: MÜJ

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Contents

Contents

Contents .............................................................................................................................................. 97

Revision index .................................................................................................................................... 100

1 General information ........................................................................................................................ 101

1.1 Applicability............................................................................................................................. 101

1.2 References ............................................................................................................................. 102

1.3 Abbreviations used / Terminology .......................................................................................... 103

2 Additional Safety Instructions ....................................................................................................... 106

2.1 Definition of symbols and notes.............................................................................................. 106

2.2 Additional instructions for proper use ..................................................................................... 106

2.3 Organizational measures........................................................................................................ 107

3 Technical Data ................................................................................................................................. 108

3.1 Electrical characteristics ......................................................................................................... 108

4 POWERLINK Information................................................................................................................ 109

4.1 POWERLINK functional principle ........................................................................................... 109

4.1.1 General ................................................................................................................... 109

4.1.2 Slot Communication Network Management ........................................................... 110

4.1.3 POWERLINK – Cycle, Time slot principle .............................................................. 111

4.1.4 MAC Addressing ..................................................................................................... 112

4.2 Protocol................................................................................................................................... 113

4.3 Device profile .......................................................................................................................... 114

4.4 Reference model .................................................................................................................... 115

4.5 Object dictionary ..................................................................................................................... 116

4.6 Process and Service Data Objects......................................................................................... 116

4.7 Transmission of SDO messages ............................................................................................ 117

4.8 Abort SDO Transfer Protocol.................................................................................................. 118

4.9 PDO mapping ......................................................................................................................... 118

4.10 NMT State Machine .............................................................................................................. 119

4.10.1 NMT CN State Machine........................................................................................ 121

4.10.1.1 NMT_CS_NOT_ACTIVE......................................................................................................... 122

4.10.1.2 NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_1 ........................................................................................ 122

4.10.1.3 NMT_CS_PRE_OPERATIONAL_2 ........................................................................................ 122

4.10.1.4 NMT_CS_READY_TO_OPERATE ......................................................................................... 123

4.10.1.5 NMT_CS_OPERATIONAL...................................................................................................... 123

4.10.1.6 NMT_CS_STOPPED .............................................................................................................. 124

4.10.1.7 NMT_CS_BASIC_ETHERNET ............................................................................................... 124

4.10.1.8 States and Communication object relation.............................................................................. 125

4.11 Further information ............................................................................................................... 126

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Contents

5 Installation / Preparation for Commissioning .............................................................................. 127

5.1 Network topology .................................................................................................................... 128

5.1.1 Hubs........................................................................................................................ 128

5.1.2 Jitter ........................................................................................................................ 128

5.2 Connection.............................................................................................................................. 129

5.3 EPL Node-ID........................................................................................................................... 130

5.4 Switching on the supply voltage ............................................................................................. 131

6 Commissioning................................................................................................................................ 133

6.1 Device description file............................................................................................................. 133

6.2 Bus status display................................................................................................................... 133

6.2.1 Indicator states and flash rates............................................................................... 133

6.2.2 Error LED ................................................................................................................ 134

6.2.3 Status LED.............................................................................................................. 134

6.2.4 Link / Data Activity LED, IN/OUT ........................................................................... 134

6.3 Network configuration ............................................................................................................. 135

6.3.1 MAC-Address.......................................................................................................... 135

6.3.2 IP-Address .............................................................................................................. 135

6.3.3 Subnet mask ........................................................................................................... 135

6.3.4 Combination IP-Address and Default Subnet mask ............................................... 136

6.3.5 IP Addressing.......................................................................................................... 137

6.3.6 Hostname................................................................................................................ 138

7 Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301) .......................................................... 139

7.1 Object 1000h: NMT_DeviceType_U32................................................................................... 140

7.2 Object 1001h: ERR_ErrorRegister_U8 .................................................................................. 141

7.3 Object 1006h: NMT_CycleLen_U32....................................................................................... 141

7.4 Object 100Ah: NMT_ManufactSwVers_VS............................................................................ 142

7.5 Object 1018h: NMT_IdentityObject_REC............................................................................... 142

7.6 Object 1020h: CFM_VerifyConfiguration_REC ...................................................................... 144

7.7 Object 1030h: NMT_InterfaceGroup_0h_REC....................................................................... 146

7.8 Object 1300h: SDO_SequLayerTimeout_U32 ....................................................................... 149

7.9 Object 1800h: PDO_TxCommParam_0h_REC ..................................................................... 149

7.10 Object 1A00h: PDO_TxMappParam_0h_AU64 ................................................................... 151

7.11 Object 1C0Ah: DLL_CNCollision_REC ................................................................................ 152

7.12 Object 1C0Bh: DLL_CNLossSoC_REC ............................................................................... 153

7.13 Object 1C0Fh: DLL_CNCRCError_REC .............................................................................. 155

7.14 Object 1C14h: DLL_LossOfFrameTolerance_U32 .............................................................. 156

7.15 Object 1E40h: NWL_IpAddrTable_0h_REC ........................................................................ 157

7.16 Object 1E4Ah: NWL_IpGroup_REC..................................................................................... 159

7.17 Object 1F82h: NMT_FeatureFlags_U32 .............................................................................. 160

7.18 Object 1F83h: NMT_EPLVersion_U8................................................................................... 161

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Contents

7.19 Object 1F8Ch: NMT_CurrNMTState_U8.............................................................................. 161

7.20 Object 1F93h: NMT_EPLNodeID_REC ............................................................................... 162

7.21 Object 1F98h: NMT_CycleTiming_REC............................................................................... 163

7.22 Object 1F99h: NMT_CNBasicEthernetTimeout_U32........................................................... 166

7.23 Object 1F9Ah: NMT_HostName_VSTR ............................................................................... 167

7.24 Object 1F9Eh: NMT_ResetCmd_U8 .................................................................................... 167

8 Manufacturer and Profile Specific Objects (CiA DS-406)............................................................ 168

8.1 Scaling parameters................................................................................................................. 169

8.1.1 Object 2002h: Total measuring range .................................................................... 170

8.1.2 Object 2000-2001h: Number of revolutions Numerator / Divisor ........................... 171

8.2 Object 2003h: Preset value .................................................................................................... 174

8.3 Object 2004h: Set Preset........................................................................................................ 175

8.4 Object 2005h: Operating parameters ..................................................................................... 175

8.5 Object 2006h: Accept parameters .......................................................................................... 175

8.6 Object 2007h: Position value.................................................................................................. 176

8.7 Object 3100h: Mapping........................................................................................................... 177

9 Error handling.................................................................................................................................. 178

9.1 Possible Error sources and Error symptoms.......................................................................... 178

9.2 Error registration ..................................................................................................................... 180

9.2.1 Threshold Counter .................................................................................................. 180

9.2.2 Cumulative Counter ................................................................................................ 180

9.3 Supported Error messages..................................................................................................... 181

9.3.1 Transmission- / CRC error...................................................................................... 181

9.3.2 Loss of SoC ............................................................................................................ 182

9.3.3 Rx MAC Buffer Overflow / Tx MAC Buffer Underrun.............................................. 183

9.3.4 Collisions................................................................................................................. 184

10 Error Causes and Remedies ........................................................................................................ 185

10.1 Optical displays..................................................................................................................... 185

10.2 SDO Abort Codes ................................................................................................................. 186

10.3 Error Codes .......................................................................................................................... 187

10.4 Error Register, Object 0x1001 .............................................................................................. 188

10.5 Miscellaneous faults ............................................................................................................. 188

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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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Isochronous data, Process data

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POWERLINK Information

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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POWERLINK Information

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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POWERLINK Information

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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POWERLINK Information

4.4 Reference model

POWERLINK provide the same communication mechanisms as those known from

2

CANopen:

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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POWERLINK Information

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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POWERLINK Information

4.7 Transmission of SDO messages

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

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

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

Table 18, page 186.

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

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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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Commissioning

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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Commissioning

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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Commissioning

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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Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

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

140

141

141

142

IDENTITY CONST M

142

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

149

PDO_CommParamRecord_TYPE -

C 149

DLL_ErrorCntRec_TYPE

DLL_ErrorCntRec_TYPE

DLL_ErrorCntRec_TYPE

UNSIGNED32

-

-

- rw

C

M

M

C

152

153

155

156

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

160

161

161

162

163

166

167

167

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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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Communication-Specific Standard Objects (CiA DS-301)

7.23 Object 1F9Ah: NMT_HostName_VSTR

This object provides the DNS hostname, see also chapter “6.3.6 Hostname” on page

138.

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

UNSIGNED32 rw M 171

UNSIGNED32 rw O 171

UNSIGNED32 rw M 170

UNSIGNED32 rw M 174

UNSIGNED32 ro O 176

UNSIGNED32 ro O 177

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

56

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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

Preset, see page 175.

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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Error Causes and Remedies

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

Printed in the Federal Republic of Germany

12/19/2008 TR - ECE - BA - DGB - 0071 - 01

© TR-Electronic GmbH 2008, All Rights Reserved

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Error Causes and Remedies

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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