Fachartikel. von Jörg Spiegelhalter, Produktmanager Encoder in der Division Motion Control Sensors der SICK STEGMANN GmbH, Donaueschingen

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1 Fachartikel EtherNet/IP-Encoder: Easy Integration mit Webserver und Funktionsblöcken von Jörg Spiegelhalter, Produktmanager Encoder in der Division Motion Control Sensors der SICK STEGMANN GmbH, Donaueschingen Die EtherNet/IP-Encoder AFS60 und AFM60 von SICK sind die ersten Sensoren ihrer Art, die sowohl über einen aktiven Webserver als auch über Funktionsblöcke für die Feldbus-Integration verfügen. Maschinenbauer, Integratoren und Endkunden profitieren u. a. von einer vereinfachten Inbetriebnahme, von deutlich reduzierten Programmieraufwand und dem direkten und jederzeit möglichen Zugriff auf die Encoder über die HMI-Bedienoberfläche der Maschine. Der absolute Singleturn-Encoder AFS60 und der absolute Multiturn-Encoder AFM60 sind rotative Sensoren zur Weg-, Winkel-, Geschwindigkeits- und Positionserfassung. Ausgehend von den werksseitig vorinstallierten Parametern lassen sich diese Encoder bei der Inbetriebnahme wie auch später im Anlagenbetrieb frei und damit flexibel programmieren. Mit dem passwortgeschützten Webserver und den Funktionsbausteinen, die speziell für die Integration der EtherNet/IP-Encoder AFS60 und AFM60 in Allen

2 Bradley - Steuerungen (RSLogix, CompactLogix) entwickelt wurden, bieten sie ein bislang unerreichtes Maß an Anbindungs- Komfort und Fehlersicherheit bei der Installation der Encoder z. B. in Handlingssystemen, Produktionsmaschinen, Drucksystemen oder Mess- und Prüfeinrichtungen. Beim Betrieb der Maschinen und Anlagen steigern die EtherNet/IP-Encoder den Bedienkomfort und die Bediensicherheit, da der Anwender beispielsweise bei einer Formatverstellung oder einem Chargenwechsel die Encoder-Parameter per Webserver direkt über die Bedienoberfläche der Maschine ändern kann, ohne dabei in die Programmstruktur der Steuerung eingreifen zu müssen. Entsprechendes gilt im Wartungsfall: Auch hier kann der Servicetechniker über das Bedienpanel der Maschine direkt den Webserver starten und Parameter im Encoder aufrufen, prüfen und bei Bedarf verändern. Per Webserver vom Touch Screen in den Encoder Mit ihrer Webserver-Funktionalität bieten die EtherNet/IP-Encoder AFS60 und AFM60 ein neues Komfortniveau bereits bei der Installation. In dem Augenblick, in dem die Encoder an die Steuerung angebunden sind, senden sie die werksseitig vorkonfigurierten Parameterwerte wie z. B. die Gerätebezeichnung, die Seriennummer, die MAC-Adresse, die Firmware-Version, die Auflösung, Dreh- bzw. Zählrichtung oder das Geschwindigkeitsformat an die Steuerung. Die Übertragung wird zyklisch wiederholt. Wird nun der Webserver aufgerufen, werden nach Eingabe der IP-Adresse des Encoders auf der ersten Seite zunächst nur diagnoserelevante Parameter, d. h. die Informationen zum Sensor und z. B. Position und Geschwindigkeit, angezeigt und alle zwei Sekunden aktualisiert. Erst nach der Eingabe des richtigen Passwortes können die weiteren Webseiten Parameterization, Set Preset Value und Set to Default Setting angezeigt werden. Über diese Seiten kann der Maschinenbediener oder der Servicetechniker dann direkt auf den Encoder zugreifen. Ohne steuerungsspezifische 2

3 Kenntnisse können sie jetzt Parameter wie z. B. die Preset-Werte oder die Auflösung pro Umdrehung überschreiben, die Drehrichtung ändern, die Skalierungs- und die Rundachsfunktion jeweils aktivieren oder abschalten und das Geschwindigkeitsformat verändern. Nach Beendigung der Encoder-Einstellung werden die Daten im Zuge der zyklischen Datenübertagung an die Steuerung dort aktualisiert, so dass die Werte im Encoder und im Automatisierungssystem zeitnah identisch sind. Rundachsfunktion per Mausklick spart Programmier- und Hardwareaufwand Ein besonderes Merkmal weist der Multiturn-Encoder AFM60 für EtherNet/IP auf: Per Mausklick kann, z. B. bei Rundtischen und Antrieben mit Über- oder Untersetzungsgetrieben, eine Rundachsfunktion aufgerufen und so Zeit und Kosten für die Maschinenintegration gespart werden. Hierzu wird auf der Parametrier- Oberfläche des Webservers zunächst durch Anklicken die Rundachsfunktion aktiviert. Danach erfolgt die Eingabe der Anzahl Encoder-Umdrehungen für z. B. eine Achsenumdrehung. So ins Verhältnis zueinander gesetzt, berechnet der Webserver im Hintergrund dann die Auflösung der Applikation, d. h. Übersetzungsverhältnis z. B. eines Drehtischantriebes, für einen Drehwinkel von 1. Dem Maschinenbauer erspart die Rundachsfunktion aufwändige Auflösungsberechnungen, Getriebekalkulationen und Steuerungsprogrammierungen und damit Kosten bei Installation, Wartung und Service. Plausibilitätsprüfung gewährleistet Sicherheit beim Gerätetausch Jeder EtherNet/IP-Encoder wird zur Erkennung im Netzwerk über seine IP-Adresse identifiziert, die entweder per Software im DHCP-Verfahren (für: Dynamic Host Configuration Protocol) vom 3

4 Server zugeteilt oder hardwaremäßig über DEC-Switches eingestellt wird. Wenn im Falle eines Austauschs für das neue Gerät die Netzwerkadresse gleich bleibt, muss daher sichergestellt werden, dass die Steuerung den neuen Encoder auch als solchen erkennt und die korrekten Parameterdaten anfordert. Im Zuge der zyklischen Datenübertragung sendet der EtherNet/IP-Encoder auch seine Seriennummer, die in der Steuerung jetzt als neu registriert wird. Die eindeutige Zuordnung des Encoders und seiner Einstellungen zur IP-Adresse ist gewährleistet die Gefahr einer Fehl- oder Falschfunktion in der Maschine durch unterschiedliche Parameterwerte in der Steuerung und im Encoder ist zuverlässig ausgeschlossen. Funktionsblöcke erleichtern Programmierung von Diagnosefunktionen Alternativ zur Parametrierung über den Webserver bieten der AFS60 wie auch der AFM60 von SICK als derzeit einzige Ether- Net/IP-Encoder weltweit die Möglichkeit, Einstellungen mit Hilfe von Funktionsblöcken über die Steuerung vorzunehmen. Es können aber nicht nur vorinstallierte Parameter wie Auflösung, Zählrichtung oder Geschwindigkeitsformat direkt von der Steuerung aufgerufen, ausgelesen und z. T. auch beschrieben werden die Funktionsblöcke erlauben auch eine unerreicht leichte Einrichtung von Diagnosefunktionen, die die Ausfallsicherheit optimieren und die Anlagenverfügbarkeit steigern. So lassen sich ergänzende Funktionen mit wenigen Klicks und damit mit geringstmöglichem Fehlerrisiko einrichten. Überwacht werden kann beispielsweise die Temperatur im Encoder. Beim Erreichen über die Funktionsblöcke eingestellter Minimum- oder Maximum-Grenzwerte wird in der Steuerung, z. B. durch Setzen eines Flags, auf den Beginn eines möglicherweise kritischen Betriebszustandes hingewiesen. Über den Webserver können diese Warnungen und Flags jederzeit abgefragt bzw. ausgelesen werden. Die EtherNet/IP-Encoder 4

5 von SICK sind zu Diagnosezwecken zudem mit zwei Betriebsstundenzählern ausgerüstet der eine startet mit dem Anlegen der Spannung, der zweite zählt die Zeit der tatsächlichen Wellendrehungen. Ebenfalls überwacht werden können das Bewegungsprofil des Encoders sowie programmierbare Minimum- und Maximum-Grenzwerte für Position, Geschwindigkeit oder Beschleunigung. Diese Diagnosedaten schützen vor Überlastungen des Encoders sowie der Gesamtanlage und tragen dazu bei, einen daraus resultierenden Maschinenstillstand zu vermeiden. Die Funktionsblöcke der EtherNet/IP-Encoder von SICK können inklusive Bedienungsanleitung direkt von heruntergeladen werden. Der Einrichtung individueller Diagnosemöglichkeiten und dies mit einem Höchstmaß an Komfort und ohne besonderes Steuerungs-Know How steht beim AFS60 wie auch beim AFM60 somit nichts mehr im Weg. Die Erweiterung um einen integrierten FTP-Bootloader ermöglicht zudem ein jederzeitiges Update der Encoder mit der aktuellsten Firmware direkt in der Anlage, ohne den Sensor dafür austauschen zu müssen. Mit intelligentem Bedienkomfort durch Webserver und Funktionsblöcke bieten die EtherNet/IP-Encoder von SICK von der ersten Umdrehung an einzigartige Möglichkeiten für die schnelle und sichere Implementierung während der Inbetriebnahme, für den direkten Zugriff auf Parameter und Diagnosedaten während des Anlagenbetriebes sowie für gezielte und sichere Service- und Wartungsarbeiten. Dateiname: FA WebServer EIP Encoder mv1 frei.doc Dateiumfang: Zeichen letzte Bearbeitung: , Uhr Bildmaterial: 5

6 IM : Der absolute Singleturn-Encoder AFS60 und der absolute Multiturn-Encoder AFM60 von SICK beide mit Ether- Net/IP-Schnittstelle sind die weltweit ersten Encoder mit aktivem Webserver. IM : Bei den EtherNet/IP-Encoder von SICK vereinfachen Funktionsblöcke und ein Webserver die Integration u. a. in Verpackungsmaschinen, Handlingssysteme, Produktionsmaschinen, Drucksysteme sowie Mess- und Prüfeinrichtungen. 6