PC-Control Panel MEP CP-121w Handbuch. Mikrap AG

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1 PC-Control Panel MEP CP-121w Handbuch Mikrap AG

2 Änderungsnachweis Änderungen: Datei: Erstellt: Erstausgabe A.MAN / MG Hinweis: Die Informationen in diesem Handbuch wurden sorgfältig überprüft und als fehlerfrei befunden. Für Ungenauigkeiten wird jedoch keine Haftung übernommen. Alle Daten dienen ausschliesslich zu Informationszwecken. Sie sind Änderungen unterworfen und nicht im rechtlichen Sinne garantiert. CODESYS ist Warenzeichen von 3S Smart Software Solutions GmbH Windows CE ist Warenzeichen von Microsoft Corp. Copyright: Mikrap AG für Mikroelektronik-Applikation 6343 Rotkreuz Switzerland Geprüft: Freigabe Abt. E: Freigabe Abt. M: Freigabe Abt. P: / WS / AF / OB / DC A.MAN01.docx

3 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Abmessungen Umgebung Materialien Reinigung Entsorgung Zubehör Eigenschaften Übersicht Inbetriebnahme Speisung Batteriewechsel Betriebssystem Windows Embedded Compact Soft-SPS Visualisierung Funktionsbeschreibung Basis-Modul CPU-Modul LCD Anzeige Hintergrundbeleuchtung Touch-Screen MMC/SD-Card Lautsprecher Mikrofon Serielle Schnittstelle COM Universal Serial Bus USB Ethernet Schnittstelle CAN Schnittstelle Reset-Taste Schnittstellenbeschreibung Steckerbelegung Anhang Literaturverzeichnis A.MAN01.docx 3

4 Artikel-Nr.: MN MN Mikrap PC-Control Panel MEP CP-121w 1. Einleitung Das Mikrap PC-Control Panel MEP CP-121w ist mehr als nur ein HMI, es ist ein Teil der modularen und skalierbaren Mikrap Embedded Platform (MEP) und somit optimal an die verschiedensten Anforderungen anpassbar. Es kann als reines Bedienpanel, oder in Verbindung mit der optional integrierten Soft- SPS und integrierten bzw. abgesetzten Mikrap I/O-Modulen als komplette Steuerung eingesetzt werden. In der Standardausführung enthält das Produkt hinter einer IP65 dichten Front aus entspiegeltem Glas und Edelstahl ein 12.1 WXGA Farb-TFT Display mit 1280 x 800 Bildpunkten und dimmbarer LED Hintergrundbeleuchtung. Der Multitouch-Screen ermöglicht eine 5-Finger-Bedienung, die aus der Consumerwelt bekannten 2-Finger Funktionen sowie auch die klassische Singletouch-Eingabe. Als CPU stehen Module mit x86- und ARM-Architektur zur Verfügung. Dies sind einerseits Intel Atom und andererseits Freescale Prozessoren mit unterschiedlichen Anzahl Cores. Dieses Handbuch gilt für folgende Ausführungen: Mikrap PC-Control Panel MEP CP-121w Ausführung: MEP-M-CPU E680 (Intel Atom, 1.6GHz) x x MEP-M-CPU i.mx6 (2 Cores Cortex-A9, 1.2GHz) MEP-M-CPU i.mx6 (4 Cores Cortex-A9, 1.2GHz) 12.1 WXGA (1280 x 800) Farb-TFT Display x x Projected Capacitive Touch (PCT) x x Analog Resistive Touch MMC/SD-Card Einschub COM1 RS232 x x COM1 RS485 USB1 2.0 Host x x USB2 2.0 Host x x USB3 2.0 Host x x USB4 2.0 Host x x USB 2.0 Device x x USB OTG ENET1 10/100/1000 MBit Ethernet x x ENET3 10/100/1000 MBit Ethernet x ENET4 10/100/1000 MBit Ethernet x ENET5 10/100/1000 MBit Ethernet x CAN1 CANopen/Basic-CAN x x CAN2 CANopen/Basic-CAN x x Lautsprecher Mikrofon RFID-Reader I/O-Erweiterung x x Windows Embedded Compact 7 Lizenz x x Linux Java Virtual Machine Soft-SPS Lizenz Visualisierungs Lizenz A.MAN01.docx

5 1.1 Abmessungen Aussenabmessungen: B H T 362 x 253 x 70 mm Displaygrösse: B H 261 x 163 mm (12.1 diagonal) Einbautiefe: Gewicht: 1.2 Umgebung 59 mm 4 kg Speisespannung: 24 VDC ±20 % Stromaufnahme: typ. 1A Leistungsaufnahme: typ. 25W Hinweis: Die Leistungsaufnahme ist abhängig von der Konfiguration sowie der Art und Anzahl der aktiven Schnittstellen. Betriebstemperatur: C Schutzklasse: EMV: 1.3 Materialien IP65 frontseitig IP20 rückseitig Bei korrekter Verdrahtung und Abschirmung der Schnittstellen: gemäss EN Emission gemäss EN Immunität Für das Gehäuse des MEP PC-121w werden im Standard folgende Materialien verwendet: Frontrahmen: Edelstahl gemäss EN Front (Display): Glas, chemisch entspiegelt Gehäuse: 1.4 Reinigung Aluminium-Zink veredeltes Feinblech (Stahl) Zur Reinigung der Gehäusefront ist ein mit reinem Wasser angefeuchtetes Tuch zu verwenden. Die Verwendung von milden, nicht scheuernden Haushalts-Reinigungsmitteln ist nur in Ausnahmefällen gestattet. Die Verwendung von Lösungsmitteln ist jedoch in jedem Falle untersagt! Zur Reinigung der Gehäusefront aus Glas wird ein Haushalts-Reinigungsmittel für Glasoberflächen empfohlen A.MAN01.docx 5

6 1.5 Entsorgung Hinweis: 1.6 Zubehör Elektrogeräte und Batterien müssen entsprechend den örtlichen Bestimmungen der Entsorgung zugeführt werden. Informieren Sie sich gegebenenfalls bei Ihrem örtlichen Entsorgungsunternehmen. Folgendes Zubehör ist zum PC-Control Panel MEP PC-121w erhältlich: Artikel-Nr: Benennung: Bemerkung: MN Manual: Mikrap Embedded Platform MEP Deutsches Handbuch MN Manual PC-Panel MEP PC-121w Deutsches Handbuch MN Remote I/O ADT CAN Universelle I/O-Baugruppe MN Remote I/O ADT EtherCAT Universelle I/O-Baugruppe MN System Maintenance Tool SMT-II MN Ersatzbatterie 3 Volt Lithium MN Speisestecker Phoenix SMSTB 2.5/3-ST-5.08 MN Stecker CAN Anschluss Phoenix FK-MCP 1.5/ 4-ST-3.5 MN Stecker CAN 4Pol Abschlusswiderstand A.MAN01.docx

7 2. Eigenschaften Das Mikrap PC-Control Panel MEP PC-121w weist folgende Eigenschaften auf: Mikrap MEP CPU-Modul nach Wahl: MEP-M-CPU E680 mit 1.6GHz Intel Atom E680 MEP-M-CPU i.mx6 mit 1.2GHz Freescale Dual-Core ARM Cortex-A9 MEP-M-CPU i.mx6 mit 1.2GHz Freescale Quad-Core ARM Cortex-A9 12,1" WXGA Farb-TFT Display mit 1280 x 800 Bildpunkten 16,7M Farben (8Bit RGB), Helligkeit 700 cd/m 2 über Software dimmbare LED Hintergrundbeleuchtung kapazitiver Multitouch-Screen (5-Finger) wechselbare Batterie für Backup von Echtzeituhr serielle COM Schnittstelle, galv. getrennt mit RS232 Pegel auf 9-pol. D-SUB Stecker 4 USB 2.0 Host Schnittstellen auf 4-pol. USB Stecker Typ A 1 USB 2.0 OTG bzw. Device Schnittstelle auf 5-pol. USB Stecker Typ micro AB 10/100/1000 MBit Ethernet Schnittstelle auf 8-pol. FCC RJ45 Stecker 2 CANopen/Basic-CAN Schnittstellen galv. getrennt auf 4-pol. MINI COMBICON Stecker Speisung ab 24 VDC ±20% auf 3-pol. COMBICON Stecker IP65 dichte Gehäusefront in Glas und Edelstahl, Gehäuserückseite IP20 Umgebungstemperatur C Optionen: COM1 mit RS485 Pegel 3 zusätzliche 10/100/1000 MBit Ethernet Schnittstellen auf 8-pol. FCC RJ45 Stecker Einschub für MMC/SD FlashCard bis 32 GByte (SDHC) resistiver Touch-Screen integrierter Lautsprecher integriertes Mikrofon integrierter RFID-Reader I/O Erweiterung durch Mikrap IO-Modul kundenspezifisches Design und Mechanik kundenspezifische MEP Erweiterungs-Module Hinweis: Mikrap behält Änderungen zur Verbesserung unserer Produkte ausdrücklich vor. Dies trifft vor allem auf Maskenänderungen der verwendeten Controller zu, welche ohne Vorankündigung in die Serienprodukte einfliessen können A.MAN01.docx 7

8 2.1 Übersicht 24V Speisung TFT Display Multi-Touch Basismodul PC-Basis DC/DC Batterie CPU-Modul MEP-M-CPU E680 oder MEP-M-CPU i.mx6 ENET 1 USB 1 USB 2 USB OTG/ Device ENET 3 ENET 4 ENET 5 USB 3 USB 4 COM 1 CAN 1 Blockschema MEP CP-121w CAN A.MAN01.docx

9 3. Inbetriebnahme Achtung: Dieses Gerät enthält Baugruppen, welche auf statische Entladungen empfindlich sind. Um eine Beschädigung der Baugruppen zu vermeiden, sind die entsprechenden Vorschriften zur Verpackung und Handhabung unbedingt zu beachten. Der Einbau des Gerätes in Maschinen oder Anlagen hat unter Berücksichtigung sämtlicher in den Destinationsländern anwendbaren Normen und Vorschriften zu erfolgen. Entsprechende Massnahmen zur Erfüllung solcher Anforderungen (z. B. betreffend EMV, EMB, usw.) sind durch den Hersteller dieser Maschinen oder Anlagen zu treffen. 3.1 Speisung Damit das PC-Control Panel MEP CP-121w betrieben werden kann, ist die Speisung wie folgt anzuschliessen: X12/1 (Case) Gehäusepotential (Erde) X12/2 (0V) Speisespannung 0 Volt DC X12/3 (+24V) Speisespannung 24 VDC 20 % Achtung: Es ist speziell auf einen korrekten Erdanschluss des Gerätes zu achten. Dieser hat über zwei möglichst kurze Erdverbindungen sowohl auf den Speisestecker als auch auf dem AMP 6.3 Erdanschluss an der Gehäuserückwand zu erfolgen. 3.2 Batteriewechsel Auf dem Basis-Modul ist eine wechselbare Lithium Batterie angeordnet. Diese versorgt die Echtzeituhr RTC des CPU-Moduls zur Datenhaltung. Die Lebensdauer der Batterie beträgt typisch 5 bis 8 Jahre. Es wird empfohlen, die Batterie präventiv alle 5 Jahre zu wechseln. Zum Wechseln der Batterie ist wie folgt vorzugehen: 1) Ersatzbatterie bereitlegen 2) Gerät von Spannung trennen 3) alte Batterie-Etikette entfernen 4) Rückwand entfernen 5) alte Batterie an Lasche herausziehen 6) neue Batterie mit Lasche nach aussen einschieben 7) Rückwand aufsetzen 8) neue Batterie-Etikette aufkleben Achtung: Nach dem Wechsel der Batterie sind Datum und Uhrzeit zu überprüfen A.MAN01.docx 9

10 3.3 Betriebssystem Windows Embedded Compact 3.4 Soft-SPS Die Echtzeitfähigkeit von Windows Embedded Compact wurde mit jeder Version deutlich verbessert. Trotzdem können wir echtzeitfähiges Verhalten in Verbindung mit Windows Embedded Compact nur mit unserer Echtzeitunterststützung MNSys garantieren. Windows Embedded Compact unterstützt das Programmieren mit den Microsoft Entwicklungswerkzeugen für Visual Basic, Visual C++, C# und Visual J++. Das Betriebssystem Windows Embedded Compact ist auf dem PC-Control Panel bereits vorinstalliert. Mit dem Programm ActiveSync bzw. Windows Mobile-Gerätecenter (ab Windows Vista) von Microsoft kann über die Schnittstelle COM1 oder USB Device eine Verbindung zum PC-Panel erstellt werden. Ein Update des Betriebssystems ist über die Modulschnittstelle USB oder die Schnittstelle MMC/SDCard möglich. Zur Wartung steht auch das System- Maintenance-Tool SMT-II zur Verfügung (siehe Zubehör). Die integrierte Entwicklungsumgebung CODESYS for Automation Alliance von 3S erlaubt die komfortable SPS Programmgenerierung gemäss IEC CANopen, EtherCAT sowie die Einbindung von C/C ++ Code wird unterstützt. Das Laufzeitsystem PLCRT sowie die CODESYS SPS Anwendung werden über die USB Schnittstelle, Ethernet oder MMC in den Flash-ROM Speicher des PC-Control Panels geladen. Eine Runtime-Lizenz für die CODESYS SPS ist bei einem Teil der Mikrap PC-Control Panels bereits im Hardwarepreis enthalten. 3.5 Visualisierung Die integrierte Entwicklungsumgebung CODESYS for Automation Alliance von 3S erlaubt die effiziente Konfiguration von grafischen Benutzeroberflächen mit oder ohne Touch-Screen. Es werden die Visualisierungsvarianten Target-Visu und Web-Visu unterstützt. Die CODESYS Visu Anwendung wird über die USB Schnittstelle, Ethernet oder MMC in den Flash-ROM Speicher des PC-Control Panels geladen. Eine Runtime-Lizenz für die CODESYS Visu ist bei einem Teil der Mikrap PC-Control Panels bereits im Hardwarepreis enthalten A.MAN01.docx

11 4. Funktionsbeschreibung 4.1 Basis-Modul Das im Panelgehäuse integrierte Basis-Modul dient der Aufnahme der stapelbaren MEP-Modulen, der Stromversorgung und des Weiteren stellt es die gewünschten Schnittstellen bereit. Die LCD Anzeige mit LED Hintergrundbeleuchtung sowie der Touch-Screen sind über interne Schnittstellen angeschlossen. 4.2 CPU-Modul Das MEP-CPU-Modul ist auf dem Basis-Modul an oberster Stelle (Stapel) aufgesteckt. Es stehen verschiedene CPU-Module zur Auswahl: MEP-M-CPU E680 mit 1.6GHz Intel Atom E680 MEP-M-CPU i.mx6 mit 1.2GHz Freescale Dual-Core ARM Cortex-A9 MEP-M-CPU i.mx6 mit 1.2GHz Freescale Quad-Core ARM Cortex-A9 Als Programmspeicher werden je nach Ausführung emmc oder NANDrive und als nichtflüchtiger Speicher SPI-Flash eingesetzt. Als Arbeitsspeicher stehen je nach Ausführung zwischen 512 MB und 4GB DDR3 RAM zur Verfügung. 4.3 LCD Anzeige Die aktive Farb-TFT LCD Anzeige ist über eine interne Schnittstelle (LVDS) am Basis-Modul angeschlossen. 4.4 Hintergrundbeleuchtung Der dimmbare Inverter für die Ansteuerung der LED Hintergrundbeleuchtung wird direkt vom CPU-Modul angesteuert. 4.5 Touch-Screen Der integrierte kapazitive Touch-Screen wird direkt vom Betriebssystem als HID (Human Interface Device) erkannt und ausgewertet. 4.6 MMC/SD-Card Der optional auf der Basis bestückbare MMC/SD-Card Einschub erlaubt den Einsatz von MultiMediaCards bis 2GByte bzw. SDHC-Cards bis 32 GByte. 4.7 Lautsprecher 4.8 Mikrofon Für die Ausgabe von Klängen ist optional ein Lautsprecher eingebaut. Er wird vom CODEC des Basis-Moduls angesteuert. Optional ist ein Mikrofon eingebaut. Es wird vom CODEC des Basis-Moduls ausgewertet. 4.9 Serielle Schnittstelle COM Die serielle Schnittstelle COM wird direkt vom CPU-Modul angesteuert. Die Signale stehen galvanisch getrennt mit RS232-Pegel zur Verfügung A.MAN01.docx 11

12 4.10 Universal Serial Bus USB Das CPU-Modul stellt mehrere USB 2.0 Host und eine Device bzw. OTG Schnittstelle zur Verfügung Ethernet Schnittstelle Eine galvanisch getrennte 10/100/1000 Mbit Ethernet Schnittstelle ist direkt am Ethernet Controller des CPU-Moduls angeschlossen. Optional stehen auf dem Basis- Modul bis zu 3 weitere Schnittstellen mit jeweils eigenen Controllern zur Verfügung. LEDs signalisieren den jeweiligen Schnittstellenstatus. Für die Schnittstelle auf dem CPU-Modul sind die entsprechenden Bedeutungen im jeweiligen Manual des CPU- Moduls ersichtlich. Für die Schnittstellen auf der Basis gilt folgende Tabelle: LED gelb (activity) LED grün (link10/100) LED orange (link1000) off: blink: no activity activity off: on: no link10/100 link10/100 off: on: no link1000 link CAN Schnittstelle Das CPU-Modul stellt je nach Ausführung mehrere CAN Schnittstellen zur Verfügung. Diese werden auf dem Basis-Modul galvanisch getrennt und auf die Stecker X2 und X3 geführt Reset-Taste Durch Drücken der Taste S1 werden das CPU-Modul sowie die angeschlossene Peripherie zurückgesetzt. Dies bewirkt ebenfalls ein Neustarten des Betriebssystems A.MAN01.docx

13 5. Schnittstellenbeschreibung 5.1 Steckerbelegung Das PC-Control Panel MEP CP-121w kann folgende Steckverbinder aufweisen: X12: 3-poliger COMBICON Stecker für 24 VDC Speisung X17: 4-poliger USB Host Stecker Typ A stehend USB 4 X18: 4-poliger USB Host Stecker Typ A stehend USB 5 X28: 8-poliger FCC RJ45 Stecker für Ethernet, stehend ENET 3 X29: 8-poliger FCC RJ45 Stecker für Ethernet, stehend ENET 4 X30: 8-poliger FCC RJ45 Stecker für Ethernet, stehend ENET 5 X2: 4-poliger COMBICON Stecker für CAN CAN 1 X3: 4-poliger COMBICON Stecker für CAN CAN 2 X1: 9-poliger D-Sub Stecker für RS-232 COM1 X6: SATA Speisung X7: SATA Data Siehe auch Steckerbezeichnung Basis MEP CP-121w im Anhang. Siehe jeweiliges Manual für die Stecker und MMC auf dem CPU-Modul Stecker X12 (Speisung) Pin Signal Typ Bemerkung 1 +24V IN Speisung +24 VDC ±20% 2 0V IN Speisung 0 Volt DC 3 Case IN Gehäusepotential (Case) Stecker X1 (COM RS232) Pin Signal Typ Bemerkung 1 DCD IN COM RS232 Pegel 2 RXD IN COM RS232 Pegel 3 TXD OUT COM RS232 Pegel 4 DTR OUT COM RS232 Pegel 5 GND OUT 6 DSR IN COM RS232 Pegel 7 RTS OUT COM RS232 Pegel 8 CTS IN COM RS232 Pegel 9 RI IN COM RS232 Pegel Stecker X2, X3 (CAN) Pin Signal Typ Bemerkung 1 Shld OUT Gehäusepotential (Case) 2 CANL I/O CAN Schnittstelle 3 CANH I/O CAN Schnittstelle 4 GND OUT A.MAN01.docx 13

14 5.1.4 Stecker X17, X18 (USB Host) Pin Signal Typ Bemerkung 1 V+ OUT USB Bus Speisung +5 VDC ±5%, max. 500 ma 2 D- I/O USB Data - 3 D+ I/O USB Data + 4 GND OUT Stecker X28-X30 (Ethernet) Pin Signal Typ Bemerkung 1 TX+ OUT Ethernet Transmit data + 2 TX- OUT Ethernet Transmit data - 3 RX+ IN Ethernet Receive data Abschluss über RC an Gehäusepotential (Erde) Abschluss über RC an Gehäusepotential (Erde) 6 RX- IN Ethernet Receive data Abschluss über RC an Gehäusepotential (Erde) Abschluss über RC an Gehäusepotential (Erde) A.MAN01.docx

15 6. Anhang 6.1 Literaturverzeichnis Bezugsquellen der wichtigsten Datenbücher: Dokument: Handbuch Mikrap Embedded Platform MEP MN Hersteller: Handbuch MEP-M-CPU E680 MN Handbuch Remote IO ADT MN Mikrap AG A.MAN01.docx 15

16 3D-Frontansicht 3D-Rückansicht A.MAN01.docx

17 Montageausschnitt A.MAN01.docx 17

18 Steckerbezeichnung X1 X30 X29 X28 Siehe Dokumentation des jeweiligen Erweiterungsmoduls X12 X2 X3 X18 X17 Siehe Dokumentation des jeweiligen CPU- Moduls A.MAN01.docx

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20 Mikrap AG für Mikroelektronik-Applikation Tel: +41 (0) Riedstrasse 1 Fax: +41 (0) Rotkreuz info@mikrap.ch Schweiz Internet: A.MAN01.docx