Inbetriebnahmeanleitung

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1 SICK-STEGMANN GmbH Dürrheimer Str Donaueschingen Telefon 0771 / Telefax 0771 / Inbetriebnahmeanleitung Hiperface-Profibus-Adapter mit Profibus DP-V2 Interface nach EN Teil 1-3 Inbetriebnahmeanleitung Oct. 2006

2 by SICK-STEGMANN GmbH Die SICK-STEGMANN GmbH erhebt Urheberrechtsschutz auf diese Dokumentation. Diese Dokumentation darf ohne Zustimmung der SICK-STEGMANN GmbH nicht verändert erweitert, vervielfältigt oder an Dritte weitergegeben werden. Die in diesem Dokument beschriebenen Produkteigenschaften stellen keine Garantieerklärung dar. SICK-STEGMANN GmbH Dürrheimer Straße 36 D Donaueschingen Tel.: (49) 771 / Fax: (49) 771 / Web: Info@sick-stegmann.de Ausführung: Oct Technische Änderungen an der Dokumentation und den Produkten behalten wir uns jederzeit vor. Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis...1 Änderungsübersicht Einleitung Verwendung dieser Inbetriebnahmeanleitung Dokumentation Definition der Symbole, die im Dokument verwendet werden Konformität Profibus European Union Directive Compliance United States Standards - Listed Hiperface Bezeichnungen und Abkürzungen Profibus DP-spezifisch Datentypen-Spezifikationen Hiperface-Profibus-Adapter bzw. Encoderspezifisch Sicherheitshinweise Verantwortlichkeit des Inbetriebnehmers Gültigkeit und Anwendung Autorisierte Anwender Sicherheitsrichtlinien und Personenschutz Hiperface-Profibus-Adapter Sicherheitshinweise für Installation, Betrieb und Wartung Einleitung Profibus Normierung Profibus DP Kommunikations-Protokoll DP-V Kommunikations-Protokoll DP-V Physikalische Profibus Netzwerk Verbindung Netzwerk-Topologie RS 485 Übertragungs-Technologie Installationshinweise zu RS Profibus-Verkabelung für RS Kabelschirmung Geräteprofile Weitere Informationen Systemübersicht Betriebsarten des Hi.face-Profibus-Adapter Zyklische Datenübertragung nach DP-V Parametrierung Konfiguration I/O-Datenübertragung Spezifikation der Daten des Hiperface-Profibus-Adapter Hi.face-Profibus-Adapter Parameter/Attribute Allgemeine Bedingungen zur Verwendung der Skalierungsfunktion...26 Oct Hiperface-Profibus-Adapter 1

4 Inhaltsverzeichnis Spezifikation für den Gebrauch des Hiperface-Profibus-Adapter im "Continuous- Mode" Angepasste Skalierfunktionen (ohne Offset) Datenspeicherung Encoder-Attribute / -Parameter Grundlegende Erklärungen Zählrichtung / Codefolge Skalierungsfunktion (Scaling Function Control) -- [SFC] Maßeinheiten/Messschritte pro Umdrehung -- [CPR] Gesamter Messbereich in Maßeinheiten -- [CMR] Presetwert Daten-Assemblies / Datenbausteine Postionswert Geschwindigkeitswert Zeitstempel Presetwert Geräteintegration / Projektierung Systemanforderungen Beschreibung Praktische Beispiele zur Geräteintegration mit dem Konfigurations-Tool: Simatic Manger Ausgangssituation Geräte-Stammdaten-Datei einlesen Hiperface-Profibus-Adapter ins Netzwerk integrieren Systemkonfiguration Master-Slave-Kommunikation Festlegungen / Definitionen Parametrierung und Betriebsmodus DP-spezifische Normdaten Erweiterungen für die Parametrierung von DP-V Blockheader User-Parameter Geräte-/Encoderspezifische Parameter-Daten Telegramm-Konfiguration Modul-Zusammenstellung aus Datenbausteinen Modul-Telegramme im zyklischen Datenverkehr (Data Exchange Mode) DDLM_Data_Exchange - Modul IN_ DDLM_Data_Exchange - Modul IO_ DDLM_Data_Exchange - Modul IN_ DDLM_Data_Exchange - Module IO_ Praktische Beispiele zu Konfiguration und Parametrieung mit dem Konfigurations- Tool: Simatic Manager Modul-Konfiguration Parameter-Einstellungen rotative Encoder Parameter-Einstellungen - lineare Encoder Isochroner Modus Allgemeines Taktsynchrone Kommunikation Synchronisation auf das Taktsignal des Global-Control-Commands IsoM-Parametrierung Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

5 Inhaltsverzeichnis Blockheader IsoM-Parameter IsoM-spezifische Parameter-Daten Praktische Beispiele zur IsoM-Parametrierung mit dem Konfigurations-Tool: Simatic Manager Slave IsoM-Parametereinstellung Master IsoM-Parametereinstellung Diagnoseinformationen Auswertung auf Steuerungsebene Länge der Diagnosedaten Diagnosedaten Übersicht DP-spezifische Normdaten Diagnose Octet 1: Status-1 Diagnose Octet 2: Status-2 Diagnose Octet 3: Status-3 Diagnose Struktur der erweiterten Diagnose vom Typ "Status Model" Octet 7: Diagnose Header Octet 8: Identifier Octet 9: Slot Nummer Octet 10: Status Specifier Anwendungsspezifische Diagnosedaten Octet 11: Alarmmeldungen Octet 12: Betriebszustand Octet 13: Encodertyp Octet 21 und 22: Unterstützte Alarmmeldungen Octet 23 und 24: Warnmeldungen Octet 25 und 26: Unterstützte Warnmeldungen Octet 27 und 28: Hiperface-Profibus-Adapter Profilversion Octet 29 und 30: Softwareversion Octet 35 38: Offsetwert Octet 61: Stationsadresse Montage und Anschluss des Hiperface-Profibus-Adapter Allgemeines Sicherheitshinweise Montage Schirmung Spannungsversorgung über Rundschraubsystem M Pin- und Adernbelegung des Hiperface-Profibus-Adapter Encodererkennung und Profibus-Auflösung Gerätehandling am Netzwerk Adresseinstellung EEPROM - Softwareadressierung über Bus-Protokoll Adresstabelle Zählrichtung Presetfunktion Busabschluss (Terminierung) Status-/Display-Informationen Allgemeine technische Kurzbeschreibung Beschreibung der rotativen Encoder Beschreibung der linearen Encoder...71 Oct Hiperface-Profibus-Adapter 3

6 Inhaltsverzeichnis 13.3 Profibus Schnittstelle Kurzübersicht spezifischer Merkmale Profibus Schnittstellen-Spezifikation...72 Abbildungsverzeichnis...73 Hinweise 74 4 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

7 Oct Hiperface-Profibus-Adapter 5

8 Änderungsübersicht Änderungsübersicht Die folgenden Informationen listen die Änderungen auf, die durch die seit der Erstausgabe vorgenommen wurden. Neue Informationen (N) Neue Eigenschaften und Zusatzinformationen zu bestehenden Eigenschaften. Überarbeitete Informationen (Ü) Änderungen zur vorigen Ausgabe, die eine andere Vorgehensweise bei der Inbetriebnahme erfordern. Inf. Änderungen Kapitel Rev Datum Erstausgabe des Dokuments 1.00 Oct Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

9 Einleitung 1 Einleitung 1.1 Verwendung dieser Inbetriebnahmeanleitung Diese Anleitung gibt einen Überblick über die Hiperface-Profibus-Adapter mit Profibusschnittstelle und beschreibt Konfiguration, Installation, Betrieb und Wartung der Geräte im Profibus Netzwerk. Diese Anleitung ist für ausgebildete Fachleute geschrieben, die für die Installation, Montage und die Bedienung der Encoder Hiperface-Profibus-Adapter im industriellen Umfeld verantwortlich sind (Inbetriebnehmer). Der Inbetriebnehmer sollte somit Profibus Netzwerkoperationen verstehen, wissen wie Slave Geräte in einem Netzwerk funktionieren und mit einem Bus-Master kommunizieren. Es sollte ein Basisverständnis und erfahrung für elektrische Terminologien, Programmierprozeduren, Netzwerke und Software sowie ausreichende Kenntnis der entsprechenden gesetzlichen und berufsgenossenschaftlichen Sicherheitsvorschriften des Einsatzlandes haben. 1.2 Dokumentation Die komplette Dokumentation zur Inbetriebnahme umfasst: Inbetriebnahmeanleitung Hiperface-Profibus-Adapter mit Profibus DP-V2 Interface (*) Gerätestammdatendatei (GSD bzw. GSE), Hiperface-Profibus-Adapter Bitmap Montageanleitung Hiperface-Profibus-Adapter Datenblatt vom Hiperface-Profibus-Adapter Montageanleitung für den jeweiligen Encoder Datenblatt vom jeweiligen Encoder Hiperface - Schnittstellenbeschreibung (*) Dies ist die vorliegende Dokumentation 1.3 Definition der Symbole, die im Dokument verwendet werden Dieses Symbol kennzeichnet Text, der besonders beachtet werden muss, um den korrekten Gerätegebrauch sicherzustellen und daraus resultierende Gefahren auszuschließen. Die Nichtbeachtung kann zu körperlichen Schäden und/oder zu Beschädigungen oder Zerstörung der Anlage führen. Dieses Symbol kennzeichnet Text mit wichtigen Informationen für den korrekten Gebrauch der Hiperface-Profibus-Adapter. Die Nichtbeachtung kann zu Fehlfunktionen führen. Dieses Symbol kennzeichnet Text mit nützlichen Angaben oder Erklärungen zum besseren Verständnis dieser Dokumentation. 1.4 Konformität Profibus DP-V2 Protokoll nach EN Encoderprofil (Profile for DP-V2 Encoders - Version 3.2) Oct Hiperface-Profibus-Adapter 7

10 Einleitung European Union Directive Compliance Konformitätserklärung United States Standards - Listed UL - Autorisierung Hiperface Sick-Stegmann Hiperface Schnittstelle 8 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

11 Bezeichnungen und Abkürzungen 2 Bezeichnungen und Abkürzungen 2.1 Profibus DP-spezifisch PNO DP ID GSD/GSE Profibus-Nutzerorganisation Profibus dezentrale Peripherie Identifier Gerätestammdatendatei Ein elektronisches Datenblatt ist eine vom Hersteller bereitgestellte Schablone, die vorschreibt, wie Informationen dargestellt werden und welche passenden Einträge vorgenommen werden können. GSD = deutsche Kommentartexte, GSE = englische Kommentartexte DP-Master Klasse 1 Zentrale Steuerung, die in einem festgelegten Nachrichtenzyklus Informationen mit den dezentralen Stationen (DP-Slaves) austauscht. DPM1 Typische Geräte sind z. B. Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), PCoder VME-Systeme. DP-Master Klasse 2 Programmier-, Projektierungs- oder Bedien-Geräte. Sie werden bei der Inbetriebnahme eingesetzt, um die Konfiguration des DP- DPM2 Systems zu erstellen oder zur Anlagenbedienung im laufenden Betrieb verwendet. Ein Knoten (Node) ist eine Hardwareeinheit mit einer einmaligen Adresse im Node Netzwerk (auch als Gerät (Device) bezeichnet). MAC ID Adresse eines Profibus-Knotens. SAP Service Access Point Dienstzugangspunkt in der Profibus Schicht 2 FDL Fieldbus Data Link - Profibus Datensicherungsschicht 2 (data link layer-2). Direct Data Link Mapper die Schnittstelle zwischen DP-Basisfunktionen und DDLM der Anwenderschicht (user interface) auch Profile (profiles) genannt. IO (I/O) Input Data Output Data IsoM T Base DP T DP T MAPC T Base IO T I T O T DX T PLL_W T PLL_D Input and Output Data Ein- und Ausgabedaten. Diese Daten werden von einem Profibus-Gerät (slave device) produziert und von einer Masterbaugruppe (master device) eingesammelt und für den Prozessor der SPS zum Lesen zur Verfügung gestellt. Diese Daten werden von einem SPS Prozessor produziert und in den Speicher der Masterbaugruppe geschrieben. Die Masterbaugruppe sendet diese Daten an andere Profibus-Geräte (slave devices). Isochroner Modus - Taktsynchronität Zeitbasis für die Profibus-DP-Zykluszeit Profibus-DP-Zykluszeit Zykluszeit der Masterapplikation Zeitbasis von T I, T O Zeitpunkt der Istwerterfassung vom Slave Zeitpunkt der Sollwertübernahme im Slave Data-Exchange-Zeit Halbe Toleranzfensterbreite für das Synchronisationszeitfenster Verzögerungszeit vom Taktsignal (wird intern zu T DP addiert) Oct Hiperface-Profibus-Adapter 9

12 Bezeichnungen und Abkürzungen 2.2 Datentypen-Spezifikationen BOOL Boolean 1 Bit BYTE Bit String 1 Byte (8 Bit) WORD Bit String 2 Byte (16 Bit) USINT Unsigned Short Integer Int (1 Byte) - ( ) UINT Unsigned Integer Int (2 Byte) - ( ) UDINT Unsigned Double Integer Int (4 Byte) - ( ) SINT Signed Short Integer Int (1 Byte) - ( ) INT Signed Integer Int (2 Byte) - ( ) DINT Signed Double Integer Int (4 Byte) - ( ) LSB MSB Big Endian Least Significant Bit / Byte, Niederwertigstes Bit / Byte Bsp: D == [ ] hex Most Significant Bit / Byte, [ ] hex Höchstwertigstes Bit / Byte Bei einer Sequenz von angeforderten/gesendeten Datenpaketen im Profibus- Protokoll wird das MSB zuerst übertragen. siehe auch oben MSB: { } 2.3 Hiperface-Profibus-Adapter bzw. Encoderspezifisch CPR Counts (steps) per Revolution (resp. span for linear devices). -- Customer specified -- Schritte pro Umdr. bzw. Spanne für Lineare Encoder -- kundenseitig konfigurierbar -- CMR Counts (steps) over the total Measuring Range. -- Customer specified -- Gesamtschrittzahl über den gesamten Messbereich -- kundenseitig konfigurierbar -- R Ratio (R) = [CMR] / [CPR] Scaling Parameters Skalierungsparameter: [CMR], [CPR] PRS Physical Resolution Span: max. Schrittzahl pro Umdr./Spanne, die der Encoder unterstützt -- herstellerseitig festgelegt. -- PnumRev Physical Number of Revolutions: Max. Anzahl Umdr., die der Encoder unterstützt -- herstellerseitig festgelegt. -- PMR Physical Measuring Range (PRS x PnumRev): Gesamtschrittzahl über alle Umdr. bzw über die gesamte Spanne -- herstellerseitig festgelegt -- PM_Bit Gemäss 'PMR', als Bit Darstellung mit Basis (2** PM_Bit ). Entspricht bei rotativen Encodern (26), bei linearen (24). PmaxVal Maximaler Positionswert entspricht 'PMR' minus Eins (1). 10 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

13 Bezeichnungen und Abkürzungen ScF Pos_Scal Pos_Phy CPS RPS RPM mm/sec Skalierungsfaktor (scaling factor) = [CPR] / [PRS] Skalierter Positionswert nach der Konvertierung durch die Skalierungsparameter, Offset und Presetwerte. Physikalischer (numerischer) Positionswert vor der Konvertierung. Encodergeschwindigkeit: Schritte pro Sekunde ("Counts (steps) per Sec." -- also (cps, CpS)) Encodergeschwindigkeit: Umdr. pro Sekunde ("Revolutions per Sec." -- also (rps, RpS)) Encodergeschwindigkeit: Umdr. pro Minute: ("Revolutions per Min." -- also (rpm,rpm)) Encodergeschwindigkeit: Millimeter pro Minute Oct Hiperface-Profibus-Adapter 11

14 Sicherheitshinweise 3 Sicherheitshinweise 3.1 Verantwortlichkeit des Inbetriebnehmers Die Verwendungsmöglichkeiten des in dieser Dokumentation beschriebenen Produktes sind vielfältig. Daher müssen jene, die für die Applikation und die Verwendung der Geräte verantwortlich sind selbst sicherstellen, dass alle notwendigen Maßnahmen durchgeführt werden, damit die Applikation und der Gerätegebrauch den Performance- und Sicherheitsanforderungen entspricht. Die entsprechend anzuwendenden Gesetze, Vorschriften, Richtlinien und Normen sind zu berücksichtigen. Der Hiperface-Profibus-Adapter ist für den Gebrauch unter industriellen Umgebungsbedingungen vorgesehen. Die Nichtbefolgung der anzuwendenden Sicherheitsvorschriften, der Verfahrensanweisungen und sonstigen Anweisungen kann zu Personenschäden und/oder Beschädigungen von Gerät(en) oder Anlage(n) führen. Der qualifizierte Anwender oder Inbetriebnehmer dieser Geräte ist selbst verantwortlich für die Auswahl des geeigneten Produktes für die angestrebte Applikation. Die SICK-STEGMANN GmbH übernimmt keine Haftung und keine Verantwortung für direkte oder indirekte Schäden und Folgeschäden infolge von unsachgemäßer Handhabung oder falscher Auswahl der Produkte. Eine sachgemäße Handhabung setzt voraus, dass die Anweisungen der vorliegenden Dokumentation beachtet werden. Ein qualifizierter Anwender oder Inbetriebnehmer ist jemand, der mit den Sicherheitsbestimmungen und deren Anwendung in Bezug auf Installation, Betrieb und Wartung der Geräte vertraut ist. Es wird generell empfohlen, dass Personen, die elektrische oder mechanische Geräte betreiben oder warten, über ein Basiswissen in Erster Hilfe verfügen. 3.2 Gültigkeit und Anwendung Hiperface-Profibus-Adapter sind komplexe Schnittstellenwandler für Hiperface Encoder. Sie sind nach den bekannten industriellen Vorschriften hergestellt und erfüllen die Qualitätsanforderungen nach ISO Ein Hiperface-Profibus-Adapter ist ein zu montierendes Gerät, das nicht unabhängig entsprechend seiner vorgesehenen Funktion betrieben werden kann. Daher ist ein Hiperface-Profibus- Adapter nicht mit direkten Sicherheitseinrichtungen ausgestattet. Maßnahmen für die Sicherheit von Personen und Anlagen muss der Konstrukteur der Anlage entsprechend den gesetzlichen Richtlinien vorsehen. Die Hiperface-Profibus-Adapter dürfen nur entsprechend ihrem bauartbedingten Zweck und nur innerhalb eines Profibus DP Netzwerkes betrieben werden. Die Profibus DP Spezifikationen und Richtlinien für die Errichtung eines Profibus DP Netzwerkes müssen eingehalten werden. Mechanische oder elektrische Änderungen an den Geräten sind nicht gestattet. Die Sicherheitshinweise und Anweisungen für die Installation und den Betrieb in diesem Dokument sind verbindlich. 3.3 Autorisierte Anwender Die Installation und Wartung der Hiperface-Profibus-Adapter und der entsprechenden Encoder hat durch qualifiziertes Personal, wie unter Punkt 1.1 beschrieben, zu erfolgen. Die entsprechenden Standards der technischen Sicherheitsbestimmungen sind einzuhalten. 12 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

15 Sicherheitshinweise 3.4 Sicherheitsrichtlinien und Personenschutz Die Sicherheitsrichtlinien sind durch alle Personen zu berücksichtigen, die mit der Installation, dem Betrieb oder der Wartung der Geräte betraut sind: Die System- und Sicherheitsdokumentation muss stets verfügbar sein und beachtet werden. Nicht qualifiziertes Personal darf sich während der Installation und der Wartung nicht in der Nähe der Anlage aufhalten. Die Anlage ist in Übereinstimmung der geltenden Sicherheitsbestimmungen und Anweisung zu installieren. Die Unfallverhütungsvorschriften der Berufsgenossenschaften und Fachverbände des jeweiligen Landes sind bei der Installation einzuhalten. Die Nichtbeachtung der einschlägigen Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften kann zu Personenschäden oder Schäden an der Anlage führen. 3.5 Hiperface-Profibus-Adapter Sicherheitshinweise für Installation, Betrieb und Wartung Die Hiperface-Profibus-Adapter dürfen nur in einem Zustand frei von elektrischer Spannung montiert oder gewartet werden. Bei allen in die Installation, Betrieb oder Wartung eingebundenen elektrischen oder elektronischen Geräte-, Maschinen- und Anlagenteile ist daher vorher die Spannung abzuschalten und zu prüfen, ob diese spannungsfrei sind. Verkabelung, Erdung, Schirmung und Überstromschutz sind von besonderer Bedeutung. Es ist zu prüfen, ob das Abschalten von Geräten, Maschinen oder Anlagenteilen Gefahren verursacht. Wenn notwendig sind Warnschilder aufzustellen, um zu verhindern, dass nicht autorisierte Personen den Gefahrenbereich betreten. Die korrekte Funktion der Sicherheitseinrichtungen ist zu prüfen (z. B. Not-Aus). Um den zufriedenstellenden Betrieb der Geräte sicherzustellen, sind EMV-gerechte Erdung und Schirmung mit besonderer Sorgfalt auszuführen. Die sichere Montage aller Komponenten ist vor dem Wiedereinschalten zu prüfen. Während der Inbetriebnahme, der Kombination aus Hiperface- Profibus-Adapter und Encoder über ein Konfigurations-Tool, darf keine Verbindung zu einem laufenden Netzwerk bestehen. Oct Hiperface-Profibus-Adapter 13

16 Sicherheitshinweise Hiperface-Profibus-Adapter dürfen nicht über einen längeren Zeitraum direkter UV-Einstrahlung ausgesetzt werden. Die sonstigen Beständigkeiten gegen Umwelteinflüsse ergeben sich aus den Angaben im Datenblatt. Das Typenschild des Hiperface-Profibus-Adapters hat eine abdichtende Funktion und darf im Bereich des Sichtfensters nicht beschädigt werden (z. B. durch Einwirkung spitzer Gegenstände). Schläge auf Welle und Spannzange von Encodern sind zu vermeiden. Programme, die häufig Explicit Messages verwenden, um Parameter ins EEPROM (nicht flüchtiger Speicher) der Encoder zu schreiben, sind zu vermeiden. Die Lebensdauer würde dadurch evtl. erheblich eingeschränkt. 14 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

17 Einleitung 4 Einleitung 4.1 Profibus Normierung Profibus basiert auf bekannten internationalen Standards. Die Protokoll-Architektur orientiert sich am ISO/OSI Schichten-Modell. Seit dem Jahr 2000 ist Profibus spezifiziert in der IEC Typ 3 und IEC IEC Typ 3 beinhaltet den gesamten Bereich von Profibus, bestehend aus den Versionen DP-V0, DP-V1 und DP-V2. IEC spezifiziert die Eigenschaften der Kommunikationsfamilie CPF 3, unter der die unter Profibus eingesetzten Profile zusammengefasst sind. Profibus erreichte die nationale Standardisierung 1993 durch DIN 19245, Teil 1-3 und die europaweite Standardisierung 1996 durch EN Die Profibus Familie besteht aus drei kompatiblen Versionen (DP, PA, FMS). Alle drei Versionen verwenden ein gleichartiges Protokoll für den Bus Zugriff. Dieses Protokoll ist über Schicht 2 im OSI Referenzmodell eingebunden. Es schließt auch Datensicherheit und die Behandlung der Übertragungsprotokolle und -telegramme ein. Die Versionen 'DP' and 'FMS' verwenden auch die gleiche Übertragungstechnologie, die über Schicht 1 eingebunden ist. Layer User Application (7) (3)-(6) Data Link (2) Physical (1) FMS Application Profiles Fieldbus Data Link (FDL) RS-485 / Fiber Optic DP-Funktionen DP-Grundfunktionen IEC Interface IEC ISO/OSI Schichtenmodell EN und PROFIBUS Richtlinien Figure 4 1: Protokoll Architektur PROFIBUS Profile 4.2 Profibus DP Diese Version ist für die Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikation auf Geräteebene vorgesehen. Zentrale Steuerungseinheiten (z.b. SPSen/PCs) kommunizieren hierbei mit ihren verteilten Feldgeräten (Ein/Ausgabeeinheiten, Antriebe, Encoder, etc.) über eine serielle spezielle Hochgeschwindigkeits-Verbindung. Profibus DP verwendet Schicht 1, Schicht 2 und die Benutzerschicht (User Interface). Der DDLM bietet der Benutzerschicht einfachen Zugriff auf Schicht 2. Die Funktionen der Anwendung sind in diesem Teil der Schnittstelle festgelegt. Profibus DP verwendet nur einen Teil der Dienste von Schicht 2. Diese Dienste werden über Dienstzugriffs-Punkte (Service Access Points SAPs) von Schicht 2 durch höhere Schichten aufgerufen (Benutzerschicht User Interface). Bei Profibus DP ist jedem Dienstzugriffs- Punkt (SAP) eine genau definierte Funktion zugewiesen. Die folgenden Dienste werden von der DP-Version verwendet: Oct Hiperface-Profibus-Adapter 15

18 Einleitung SRD Daten senden und anfordern mit Antwort (Send and Request Data with reply). SDN Daten senden ohne Quittierung (Send Data with No Acknowledge -- Broadcast, Multicast telegrams). Figure 4 2: Master / Slave Prinzip des SRD Dienstes Derzeit sind drei Arten von Kommunikations-Protokollen verfügbar: DP-V0 Protokoll: Zyklischer Datenaustausch zwischen Master und Slave (bis dato häufigste Kommunikationsart). DP-V1 Protokoll: Azyklischer Datenaustausch zwischen Master und Slave. DP-V2 Protokoll: Deterministischer Datenaustausch über Querverkehr zwischen verschiedenen Slaves (DXB) und isochroner Slavebetrieb (Taktsynchronität zwischen Master und Slave). Die Hiperface-Profibus-Adapter unterstützen folgende Betriebsarten/Kommunikations- Protokolle: - den DP-V0 mit dem zyklischen Austausch der Prozessdaten und der Abhandlung der gerätebezogenen Diagnose - vom DP-V1 werden Dienste der azyklischen Kommunikation nach MS1 und MS2 nicht unterstützt. Als DP-V2 Gerät muss die Spezifikation DV-V1 im GSD-File spezifiziert werden. Aus diesem Grund wurde als Mindestanforderung die 'Device Related Diagnosis' in der Ausführung 'Modul Status' implementiert. - vom DP-V2 -- den isochronen Slavebetrieb Kommunikations-Protokoll DP-V0 Diese Version bietet die Basisfunktionalität von DP, einschließlich dem zyklischen Datenaustausch sowie auch verschiedene Arten der Diagnose. Umfassende Übersicht über die Basisfunktionen: 16 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

19 Einleitung Technologie Detaillierte Beschreibung Buszugriff Token-Passing-Verfahren zwischen Mastern und Master-Slave- Verfahren für Slaves. Mono-Master oder Mulit-Master Systeme möglich. Master und Slave Geräte, max. 126 Stationen an einem Bus. Kommunikation Punkt-zu-Punkt (Nutzdatenverkehr) oder Multicast durch Global Control Commands (GCC). Zyklische Master-Slave Nutzdaten-Übertragung (user data transmission) Betriebszustände Operate. Zyklische Übertragung von Ein- / Ausgangsdaten. Clear. Eingänge werden gelesen, Ausgänge verbleiben im Fail Save Status. Stop. Keine Übertragung von Benutzerdaten. Synchronisation GCC ermöglicht die Synchronisation der Ein- und Ausgänge. Sync Mode. Ausgänge werden synchronisiert. Freeze Mode. Eingänge werden synchronisiert. Funktionalität Zyklischer Nutzdatenverkehr zwischen Master(n) u. Slave(s). Dynamische Aktivierung / Deaktivierung individueller Slaves, Überprüfung der Slave-Konfiguration. Diagnosefunktionen (3 Meldungsebenen). Synchronisation von Ein- und / oder Ausgängen. Operative Adresszuweisung für Slaves über dem Bus. Maximum von 246 Byte Eingangs-/Ausgangsdaten pro Slave möglich. Sicherheitsfunktionen Nachrichtenübertragung mit Hamming Distance HD = 4. Die Watchdog Überwachung der DP Slaves erkennt Fehler des zugewiesenen Masters. Zugriffs Schutz für die Ein-/Ausgänge der Slaves. Überwachung des Nutzdatenverkehrs mittels eines einstellbaren Monitoring Timers beim Master. Gerätetypen Class-1 DP Master (DPM1). Zentrale programmierbare Steuerungen wie SPSen oder PCs. Class-2 DP Master (DPM2). Entwicklungs- oder Diagnosetools. DP Slave. Gerät mit binären oder analogen Ein- / Ausgängen. Oct Hiperface-Profibus-Adapter 17

20 Einleitung Kommunikations-Protokoll DP-V2 Der vom Hiperface-Profibus-Adapter unterstütze isochrone Mode ermöglicht eine taktsynchrone Regelung in Master und Slaves, unabhängig von der Belastung des Busses. Mit Taktabweichungen kleiner einer Mikrosekunde können damit hochgenaue Positioniervorgänge realisiert werden. Dabei werden alle beteiligten Gerätezyklen durch ein Broadcast-Telegramm "Global Control-Command" auf den Bus-Masterzyklus synchronisiert. Ein spezielles Lebenszeichen (laufende Nummer) gestattet die Überwachung der Synchronisation. Figure 4 3: Taktsynchronität Die verfügbaren Zeiten für den Datenaustausch DX (S1, S2, S3), den Zugriff des Masters Class 2 (MSG) und Reserve sind in der Grafik dargestellt. Die roten Pfeile kennzeichnen einen Weg von der Ist-Datenerfassung (T I ), über die Regelung (R x ), bis hin zur Soll-Datenausgabe (T O ). Dieser erstreckt sich in der Regel über zwei Buszyklen. 4.3 Physikalische Profibus Netzwerk Verbindung Netzwerk-Topologie Dargestellt sind die Verkabelung und einige spezifische Merkmale, wie Bus-Abschluss (Terminierung). Figure 4 4: Topologie von Profibus DP 18 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

21 Einleitung RS 485 Übertragungs-Technologie Hiperface-Profibus-Adapter verwenden RS-485 als Übertragungstechnik. Dies ist die meist verwendete Technik für Profibus DP und ist sehr einfach zu handhaben. Die Installation des paarig verdrillten (twisted pair) Kabels erfordert kein höheres Expertenwissen. Die Busstruktur erlaubt das Hinzufügen und die Entfernung von Stationen sowie die Schritt-für-Schritt Inbetriebnahme des Systems, ohne dass die jeweils anderen Stationen dadurch beeinflusst werden. Die Übertragungsgeschwindigkeit ist im Bereich zwischen 9.6 kbit/s and 12 MBit/s wählbar. Bei der Inbetriebnahme wird ein- und dieselbe Übertragungsgeschwindigkeit für alle Geräte auf dem Bus gewählt (die Hiperface-Profibus-Adapter passen sich automatisch an). Grundlegende Funktionen bei Verwendung der RS-485 Technologie: Netzwerk Topologie Linearer Bus, aktiver Busabschluss an beiden Enden. Stichleitungen sind nur bei Baudraten 1.5 MBit/s zulässig. Signalübertragung NRZ (non return to zero) Format. 11 Bits/character mit: Start, 8 x Data, Parity[even], Stop. Stationsnummern 32 Stationen in jedem Segment ohne Repeater. Mit Repeatern erweiterbar bis 127. Anschlusstechnik 9-Pin D Sub Anschlussstecker (bevorzugt). M12 Rundsteckverbinder - (Anschlusstechnik für Hiperface-Profibus-Adapter ). Han-Brid Stecker gemäß DESINA Empfehlung Installationshinweise zu RS-485 Alle Geräte sind in einer Linien-Busstruktur angeschlossen. Bis zu 32 Stationen (Master oder Slaves) können in einem Segment zusammengeschaltet werden. Am Anfang und am Ende eines jeden Segments wird der Bus mittels eines Abschlusswiderstandes abgeschlossen (terminiert). Für einen störungsfreien Betrieb muss sichergestellt werden, dass die beiden Busabschlüsse immer mit Spannung versorgt werden. Bei mehr als 32 Teilnehmern müssen Repeater (Leitungsverstärker) eingesetzt werden, um die einzelnen Bussegmente zu verbinden. Beim Hiperface-Profibus-Adapter erfolgt der Busabschluss über externe Abschlusswiderstände (Terminatoren). Es steht am Bus-Anschlussstecker eine 5 V Speisespannung für die Abschlusswiderstände zur Verfügung. Siehe auch Figure 4 5 (VP, DGND). Die maximale Kabellänge hängt ab von der Übertragungsgeschwindigkeit. Die spezifizierte Länge kann durch die Verwendung von Repeatern erweitert werden. Die Verwendung von mehr als 3 Repeatern in Reihe ist nicht empfehlenswert. Figure 4 6: Verkabelung (9-Pin D Sub Stecker) u. Bus-Abschluss (Terminierung). Oct Hiperface-Profibus-Adapter 19

22 Einleitung Die Adern der Datenkabel sind gekennzeichnet mit 'A' and 'B' (Pin (2) und (4)). Die folgenden Zuweisungen werden allgemein verwendet: Datenleitung 'A' grün Datenleitung 'B' rot Profibus-Verkabelung für RS-485 Für kupferbasierte Profibus DP-Netze stehen zwei grundsätzliche Kabeltypen zur Verfügung. Entsprechend der elektrischen Eigenschaften mit 'Kabeltyp A' und 'Kabeltyp B' bezeichnet (nicht zu verwechseln mit den Adern 'A' und 'B' in 4.3.3). Kabel vom Typ A sind die einzig erlaubten Kabel für Neuinstallationen. Die folgenden Spezifikationen beziehen sich auf ein Kabel vom Typ A: Parameter Wellenwiderstand Kapazitätsbelag Schleifenwiderstand Aderndurchmesser Adernquerschnitt Kabeleigenschaften Typ A Ω < 30 pf / m < 110 Ω / km 0.64 mm > 0.34 mm² Die kummulierte Länge aller Stichleitungen ist auf 6 m limitiert (abhängig davon, wie die Stationen angeordnet sind). Stichleitungen dürfen keinen Busabschluss haben. Baudrate (kbit/s) ,500 12,000 Entfernung/Segment (m) Zur Länge einer Stichleitung gehört auch die Strecke zwischen der Steckbuchse und dem RS-485 Leitungstreiber innerhalb eines Gerätes. I/O Bus Kabel sollten in eigenen Kabelkanälen oder in metallischen, elektrisch leitenden Rohren verlegt werden. Dadurch werden die EMV-Eigenschaften verbessert. Die folgenden Bedingungen müssen befolgt werden: Die Kabel dürfen nicht verdreht, gestreckt oder gequetscht werden. Der Temperaturbereich für die Verlegung und den Betrieb. Die max. erlaubte Dehnungs- und Biegebeanspruchung Kabelschirmung Abschirmung dient der Schwächung (Verringerung) magnetischer, elektrischer oder elektromagnetischer Störfelder. Störströme auf der Kabelschirmung werden auf die Funktionserde über eine Schirmschiene abgeleitet, die leitend mit dem Gehäuse verbunden ist. Es ist besonders wichtig eine niederohmige Verbindung zur Funktionserde sicherzustellen. Andernfalls werden die Störströme selbst zu einer möglichen Störquelle. Folgende Punkte sind zu beachten: Nur Buskabel mit Schirmgeflecht verwenden und Schirmgeflecht an beiden Kabelenden auflegen. 20 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

23 Einleitung Um den optimalen Schutz sicherzustellen ist es notwendig, dass das äußere Schirmgeflecht und die innere Schirmfolie an beiden Kabelenden großflächig über eine Kabelschelle auf die Funktionserde aufgelegt werden. Es wird empfohlen die Datenkabel getrennt von den Leistungskabeln zu verlegen. Ebenfalls geschirmte Kabel für den Anschluss externer Stromversorgungen verwenden. Bei evtl. auftretenden Potentialdifferenzen zwischen den Schirmanschlusspunkten kann ein Ausgleichsstrom über das beidseitig angeschlossene Schirmgeflecht fließen. Dann muss ein zusätzlicher Potentialausgleichsleiter installiert werden. 4.4 Geräteprofile Anwendungen, die Profibus verwenden, kombinieren Standardobjekte und anwendungsspezifische Objekte gemeinsam in Geräteprofilen. Das Geräteprofil definiert das Gerät vollständig aus Sicht des Netzwerkes. Die PNO koordiniert die Arbeit der Industrieexperten bei der Entwicklung sowohl von neuen Objekt- als auch Geräteprofil-Spezifikationen. Dazu gibt es spezielle Interessengruppen (Special Interest Groups -- SIGs). Zusammengefasst spezifizieren Profile, wie Profibus DP in einzelnen Anwendungsbereichen verwendet wird. Bei Nutzung der Profile haben Anlagenbetreiber und Endanwender den Vorteil, dass sie Geräte verschiedener Hersteller gegeneinander austauschen können. Die Profile führen auch zu einer bedeutenden Reduzierung der Entwicklungskosten. Die Encoder SIG hat in Übereinstimmung mit der PNO zwei Geräteprofile erstellt Profile for Encoders no (Class 1 und 2) Profile for DP-V2 Encoders no (Class 3 und 4) um die Interoperabilität ihrer Geräte sicherzustellen. Figure 4 7: Übersicht Geräteprofile. Oct Hiperface-Profibus-Adapter 21

24 Einleitung 4.5 Weitere Informationen Profibus Nutzerorganisation e.v. (PNO) Haid-und-Neu-Str. 7 D Karlsruhe Tel.: (49) Fax: (49) Web: Weitere Literatur und Richtlinien (teils nur in englisch, teils auch in deutsch verfügbar): Profibus DP Spezifikation Guideline for Profibus DP/FMS (V1.0), Order No Profibus RS485 User & Installation Guideline (V1.1), Order No Profibus Profile for Encoders (V1.1), Order No Profibus Profile for DP-V2 Encoders (V3.2), Order No M. Popp, Profibus DP/DPV1, (Huethig, 2000), ISBN New Rapid Way to Profibus DP (2002), Order No Profibus System Description (Vers. 10/ 2002), Order No Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

25 Systemübersicht 5 Systemübersicht Hiperface steht für High-Performance-Interface und ist eine Standard-Schnittstelle für Motorfeedback-Systeme (Encoder) der SICK-STEGMANN GmbH. Um diese Encoder auch für Applikationen in der Fabrikautomatisierung nutzbar zu machen, ist eine Anbindung an eine SPS mit Profibus-Schnittstelle über einen Hiperface-Profibus-Adapter möglich. Encoder mit Hiperface- Schnittstelle Hiperface- Profibus- Adapter SPS mit Profibus- Schnittstelle Figure 5 1: Systemübersicht Hiperface auf Profibus. Oct Hiperface-Profibus-Adapter 23

26 Betriebsarten des Hi.face-Profibus-Adapter 6 Betriebsarten des Hi.face-Profibus-Adapter Hier sollen zunächst nur die Standard Betriebsarten beschrieben werden. Die Details der Diagnosedaten sowie der isochrone Mode werden jeweils in einem der folgenden Kapitel separat erläutert. Die Profibus DP-Spezifikation in Stufe DP-V0 spezifiziert nur den zyklischen Datenverkehr zwischen einem Master und den Slaves. 6.1 Zyklische Datenübertragung nach DP-V0 Die Datenübertragung zwischen dem DPM1 und dem Hiperface-Profibus-Adapter teilt sich in drei Phasen: Parametrierung Konfiguration Übertragung der I/O Daten (data exchange) Austausch der Diagnosedaten Parametrierung Der Hiperface-Profibus-Adapter empfängt einen Satz Parametrierdaten entsprechend dem Encoderprofil (siehe 9.3.2). Die Encoderspezifischen Skalierungswerte werden auf Plausibilität überprüft und falls notwendig auf den physikalischen Messbereich des angeschlossenen Encoders angepasst. In jedem Fall werden die Werte als Betriebsparameter in den Datenfeldern der erweiterten Diagnose bereitgestellt Konfiguration Der Hiperface-Profibus-Adapter empfängt ein (1) Byte, das das Konfigurations-Setup enthält, entsprechend dem Encoderprofil (siehe 9.4). Dieses Setup, auch Modul-Config genannt, legt fest, wie die Daten letztendlich zusammengestellt sind, wenn die I/O-Datenübertragung gestartet wird I/O-Datenübertragung Für weitere Informationen siehe Abschnitt (Datentypen 7.4) und (Datenaustausch-Modus 9.4.2). 6.2 Spezifikation der Daten des Hiperface-Profibus-Adapter Der Hiperface-Profibus-Adapter ist bustechnisch ein I/O-Slave-Teilnehmer. Dies bedeutet, dass der Hiperface-Profibus-Adapter Daten des Masters vom Bus konsumiert (Ausgabedaten - OUTPUT DATA) und selbst Daten für den Bus produziert (Eingangsdaten - INPUT DATA). Die Funktionalität der Ausgabedaten (stets aus Mastersicht) ist reduziert auf den Datentyp 'Presetwert'. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Eigenschaften aller Datentypen, die über verschiedene Modul-Konfigurationen unterstützt werden, auch Data Assemblies genannt. Datentyp Datengröße Prod_Update (x1) Positionswert 4 Byte 0,125 ms (ohne Skalierung) 0,375 ms (mit Skalierung) Geschwindigkeitswert 2 Byte 50 ms Zeitstempel 2 Byte 1,0 ms Cons_Update Presetwert 4 Byte ~ ms - (x2) 24 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

27 Betriebsarten des Hi.face-Profibus-Adapter (*1) (*2) Zeit, um einen neuen Datenwert zu erzeugen (Input to Bus). Zeit für die korrekte Verarbeitung der Ausgabedaten (Schreibvorgang ins EEPROM) Speicherort: Hiperface-Profibus-Adapter ca. 20 ms und Speicherort: Encoder ca. 455 ms. Oct Hiperface-Profibus-Adapter 25

28 Hi.face-Profibus-Adapter 7 Hi.face-Profibus-Adapter Parameter/Attribute 7.1 Allgemeine Bedingungen zur Verwendung der Skalierungsfunktion Spezifikation für den Gebrauch des Hiperface-Profibus-Adapter im "Continuous- Mode" Wenn ein rotativer Absolut-Encoder den physikalischen Messbereich [PMR] überschreitet, zählt er entweder mit seinem Minimalwert [PminVal] (0) oder seinem Maximalwert [PmaxVal] weiter, abhängig von der Drehrichtung. Erfolgreiches Zählen, bezogen auf das Auslesen der Position, ist nur gewährleistet, wenn der skalierte Messbereich [CMR] ein ganzzahliges Vielfaches von [PMR] ist. Das Abbilden (Mapping) des [CMR] auf den [PMR] mit einem Offset (Restwert durch nicht ganzzahliges Vielfaches) führt zu einem fehlerhaft skalierten Positionswert (keine monotone Zählfolge). Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen den beiden Messbereichen. [0...N] = Minimal- / Maximalwerte des physikalischen Messbereiches [PMR]. [0...M] = Minimal- / Maximalwerte des skalierten Messbereiches [CMR]. 0 phys. Messbereich (PMR) -1 N 0 phys. Messbereich (PMR) -2 N 0 CMR - 1 CMR - 2 CMR - 3 offset 0 M 0 M 0 M 0 0 M 0 M 0 M 0 0 Ohne Berücksichtigung des resultierenden Offset sind die skalierten Positionswerte nicht mehr korrekt. Der Encoder wechselt von einem in den nächsten physikalischen Messbereich. 0 M 0 M 0 M 0 M 0 M 0 M 0 M 0 M Ein Offset kann benutzt werden, um einen korrekt skalierten Positionswert zu berechnen. Beim Wechsel von einem in den nächsten physikalischen Messbereich muss der Offsetwert selbst angepasst werden. Mögliche Lösungen: a) Mit Offset arbeiten: Den skalierten Messbereich im physikalischen Messbereich abbilden und den resultierenden Offset anpassen. Der physikalische Messbereich überschreitet die Grenzen oder fällt innerhalb der Grenzen. Der Offsetwert muss in einem nicht flüchtigen RAM (EEPROM) gespeichert werden, um nach dem Aus- und wieder Einschalten die korrekte Umwandlung des physikalischen Positionswertes zum skalierten Positionswert zu gewährleisten. Diese Funktion wurde nicht realisiert für die Hiperface-Profibus-Adapter. b) Ohne Offset arbeiten: 26 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

29 Hi.face-Profibus-Adapter Den skalierten Messbereich so wählen, dass er komplett im physikalischen Messbereich abgebildet werden kann, ohne dass ein Offset entsteht. Dies bedeutet die Notwendigkeit einer geräteseitigen Überprüfung des konfigurierten CMR Wertes. Bei Bedarf muss dieser dann automatisch auf einen ohne Offset abbildbaren Wert angepasst/korrigiert werden Angepasste Skalierfunktionen (ohne Offset) Der skalierte Messbereich wird komplett im physikalischen Messbereich abgebildet. Der vom Kunden festgelegte Wert für CMR ist darauf abgestimmt, einen 2 N Wert für das Verhältnis von CMR zu CPR (ohne notwendigen Offset) zu erhalten. Hierfür sind folgende Einstellungen gültig: R = 2 **N, mit N = {0, 1,..., 12}; R = CMR/CPR (mit CMR ist ein Vielfaches von CPR) CMR PMR. Im Einzelnen sind die oberen Grenzwerte für CMR und CPR des jeweils an den Hiperface-Profibus-Adapter angeschlossenen Encoders zu berücksichtigen. Wird am Hiperface-Profibus-Adapter für die Skalierung ein CMR-Wert eingestellt, der über dem oberen Limit des angeschlossenen Encoders liegt, wird der CMR- Wert geräteseitig automatisch auf den nächst möglichen CMR-Wert angepasst (siehe Tabellenbeispiele). Wird am Hiperface-Profibus-Adapter für die Skalierung ein CMR-Wert eingestellt, der unterhalb des oberen Limits, jedoch abseits eines ohne Offset verrechenbaren CMR-Wertes liegt, wird der CMR-Wert geräteseitig automatisch auf den nächst höheren zulässigen CMR-Wert (siehe Tabellenbeispiele) angepasst. Dies wird jeweils auch über die erweiterte Diagnose dem Bus-Master angezeigt. Grundvoraussetzung: Der Encoder muss zur Profibus-Inbetriebnahme bereits an den Hiperface-Profibus-Adapter angeschlossen sein. Dies muss geschehen, bevor die Betriebsspannung des Hiperface-Profibus-Adapter eingeschaltet wird. Nachfolgende Tabellen zeigen einige Konfigurationen, um die festgelegten Grenzen einzuhalten: kundenseitige Wertvorgabe geräteseitig angepasste Werte ScF R = 2 N CPR CMR CPR CMR Beispiel für einen angeschlossenen Multiturn Encoder mit einem Ausgabewert am Hiperface-Profibus-Adapter von max Schritte/Umdr. x Umdr (2 30 ) (2 30 ) (2 29 ) (2 18 ) 1 1 Oct Hiperface-Profibus-Adapter 27

30 Hi.face-Profibus-Adapter kundenseitige Wertvorgabe geräteseitig angepasste Werte ScF R = 2 N CPR CMR CPR CMR (2 24 ) 1/ (2 24 ) 1/ (2 24 ) 1/ (2 23 ) 1/ (2 13 ) 1/ (2 12 ) 1/ ca. 1/ ca. 1/ ca. 1/ ca. 1/262 1 kundenseitige Wertvorgabe geräteseitig angepasste Werte ScF R = 2 N CPR CMR CPR CMR Beispiel einem angeschlossenen Singleturn Encoder mit mit einem Ausgabewert am Hiperface-Profibus-Adapter von max Schritte/Umdr. x 1 Umdr. > = beliebig / / / /32, /32, /32,768 1 Um einen rotativen Encoder im 'Endlos-Mode' zu betreiben (sog. Rundachse), muss CMR ein Vielfaches (R = 2 N ) basierend auf Parameter 'CPR' sein. Faktor R ist begrenzt auf 4096 (max. Anzahl Umdr. bei Multiturn Encodern.). Faktor R ist begrenzt auf 1 (max. Anzahl Umdr. bei Singleturn Encodern.). 28 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

31 Hi.face-Profibus-Adapter kundenseitige Wertvorgabe geräteseitig angepasste Werte Auflösung CPR CMR CPR CMR (resultierender) Beispiel einem angeschlossenen Linear Encoder mit mit einem Ausgabewert am Hiperface-Profibus-Adapter mit einem max. Messschritt von 1µm und einer max. Messlänge von 40m. max. Encodermessbereich < 1000 beliebig µm beliebig max. Encodermessbereich 1 µm beliebig ,333 µm beliebig ,5 mm beliebig ,0 m > = beliebig siehe auch ,74.. mm bzw. 1, m Bei linearen Encodern wird der Wert CMR automatisch dem aus der Auflösung (Messschritt) resultierenden max. möglichen Messbereich angepasst. CPR ist die Angabe der gewünschten Auflösung in nm. Größere Werte bedeuten hierbei eine geringere Auflösung. Ausgegebene Positionswerte des Hiperface-Profibus-Adapter Der Wertebereich für die ausgegebenen Positionswerte beträgt somit 0 (CMR-1). CMR aus Spalte "geräteseitig angepasste Werte". 7.2 Datenspeicherung Die profilspezifischen Betriebsparameter des Hiperface-Profibus-Adapter werden im allgemeinen in einem EEPROM gesichert. Da bei Profibus DP die Parameter Daten (DDLM_Set_Prm) bei jedem Start erneut übertragen werden, erfolgt nur eine teilweise Speicherung im EEPROM. Speicherung der nachfolgenden Daten ins EEPROM Oct Hiperface-Profibus-Adapter 29

32 Hi.face-Profibus-Adapter Parameter Speicherort Funktion "Offsetwert" "Presetwert" Wahlweise in Encoder oder Hiperface-Profibus-Adapter Preset Switch wurde betätigt, oder die Zahl des 'Presetwert' wurde über das Protokoll verändert, um einen neuen Positionswert zu setzen. Node-ID Hiperface-Profibus-Adapter Angabe der Adresse, wenn Adressquelle EEPROM. -- DDLM_Set_Slave_Adr. Die Messtechnik-spezifischen Betriebsparameter des Hiperface-Profibus-Adapter werden vom Hersteller definiert und sind im EEPROM gespeichert. Diese Daten werden innerhalb der Initialisierungsphase (Power-On) vom EEPROM ausgelesen und auf Gültigkeit geprüft. Ein fehlerhafter Datensatz wird durch seinen entsprechenden Default Wert ersetzt. Gleichzeitig wird innerhalb des Fehlerflags (Alarm) eine entsprechende Diagnoseanforderung ausgelöst. (siehe auch 11.3 ff). 7.3 Encoder-Attribute / -Parameter Grundlegende Erklärungen Die vom Hersteller auf einen Defaultwert eingestellten Parameter (Attribute) können über ein Konfiguratios-Tool konfiguriert werden. Die Werte werden benötigt, um das Verhalten des Hiperface-Profibus-Adapter festzulegen (bezüglich produzieren oder konsumieren von Prozessdaten). Diese Beschreibung zeigt nur die typischen (basic) Attribute, die ein Hiperface-Profibus-Adapter unterstützt, ohne Verweis auf die Konfiguration über das Feldbus-Protokoll. Für weitere Informationen siehe (Parametrierung 9.3). Alle Parameter Werte mit Positionsangaben müssen innerhalb des Gesamtarbeitsbereiches liegen, der zu dem Zeitpunkt durch den CMR-Wert festgelegt ist. Wenn mehrere Parameter Online geändert werden, können Nebeneffekte auftreten. Dies ist vom Anwender zu berücksichtigen Zählrichtung / Codefolge Dieses Attribut definiert, ob aufsteigende oder absteigende Postionswerte ausgegeben werden, wenn sich die Encoderwelle im Uhrzeigersinn (clockwise CW) oder gegen den Uhrzeigersinn (counter clockwise CCW) dreht. Bei Linear-Encodern bedeutet die Einstellung CW oder CCW ebenfalls aufsteigende oder absteigende Positionswerte. Hierbei wird eine Umkehrung der Messstrecke mit der Vertauschung von Nullpunkt und höchstem Positionswert der Messstrecke vorgenommen. Genaue Information, wie die Drehrichtung bzw. die Messstrecke definiert ist, können den Datenblättern und den Montageanleitungen der angeschlossenen Encoder entnommen werden Skalierungsfunktion (Scaling Function Control) -- [SFC] Wenn dieser Parameter auf ON (1) eingestellt wird, gibt der Hiperface-Profibus-Adapter einen skalierten Positionswert aus, der softwaremäßig aus dem urspünglichen Positionsert des Encoders errechnet wird. Wenn der Parameter auf OFF (0) eingestellt wird, ist die Skalierungsfunktion nicht aktiv. 30 Hiperface-Profibus-Adapter Oct. 2006

33 Hi.face-Profibus-Adapter Maßeinheiten/Messschritte pro Umdrehung -- [CPR] Dieser Parameter legt die Anzahl der auswertbaren Schritte pro Umdrehung fest. Die Default- Werkseinstellung ist CPR. Kann der angeschlossene Encoder diesen Wert nicht abbilden (weil die max. CPR Encoderauflösung geringer ist), wird dies durch den Hiperface-Profibus- Adapter erkannt und der Defaultwert durch den max. möglichen Wert ersetzt, der mit dem angeschlossenen Encoder abgebildet werden kann. Durch den CPR-Wert wird ein interner Skalierungsfaktor (ScF) erzeugt sowie der herstellerspezifische Parameter "Physical Resolution per Span" (PRS) gemäß: Skalierungsfaktor (ScF) = [CPR] / [PRS] Bei Linear-Encodern ist CPR = Maßeinheiten/Messschritte pro Nanometer [verwendete Abkürzungen: NanoM oder nm] im Datenformat 32 Bit UNSIGNED Gesamter Messbereich in Maßeinheiten -- [CMR] Dieser Parameter legt die Anzahl der auswertbaren Schritte über den gesamten Messbereich fest und entspricht dem per Skalierung festgelegten Messbereich. Die Default-Werkseinstellung ist CMR. Kann der angeschlossene Encoder diesen Wert nicht abbilden (weil die max. CPR Encoderauflösung geringer ist), wird dies durch den Hiperface-Profibus-Adapter erkannt und der Defaultwert durch den max. möglichen Wert ersetzt, der mit dem angeschlossenen Encoder abgebildet werden kann. Dies wird durch eine Diagnosemeldung ebenfalls angezeigt. Bedingt durch die Implementierung der Skalierfunktionen ohne Offset (siehe 7.1.2) wird dieser Parameter intern durch das System angepasst Presetwert Die Preset-Funktion unterstützt die Anpassung des Nullpunktes (Positionswert null (0)), wie er vom Hiperface-Profibus-Adapter ausgegeben wird, an den mechanischen Nullpunkt des Systems beim Kunden. Neben der Anpassung des Nullpunktes sind auch Anpassungen auf andere Positionswerte möglich, wenn ein Presetwert ungleich null (0) festgelegt wird. Bei der gegenwärtigen mechanischen Position des Encoders wird als neuer aktueller Positionswert der Presetwert gesetzt. Der Presetwert und der resultierende interne "Offsetwert" (Differenz vom gegenwärtigen zum physikalischen Positionswert) werden beide automatisch im EEPROM abgespeichert. Der Speicherort ist wahlweise das EEPROM im Hiperface-Profibus-Adapter oder im Encoder. Je nachdem, was für das Handling bei Servicefällen günstiger erscheint. Die Festlegung des Speicherortes erfolgt im Rahmen der Einstellung der Inbetriebnahme-Parameter. Der Presetwert wird nicht dem aktuellen Messbereich angepasst, wenn die Skalierungs Parameter (CPR, CMR) verändert werden. Ein numerischer Wert ausserhalb des Messbereiches wird durch die Default-Werkseinstellung null (0) -- ersetzt. Oct Hiperface-Profibus-Adapter 31