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1 SICK-STEGMANN GmbH Dürrheimer Str Donaueschingen Telefon 0771/807-0 Telefax 0771/ Inbetriebnahmeanleitung Hiperface-Devicenet-Adapter gemäß DeviceNet Spezifikation Release 2.0 Vol. 1 u. 3 Inbetriebnahmeanleitung Feb. 2007

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: Ausführung: Feb Technische Änderungen an der Dokumentation und den Produkten behalten wir uns jederzeit vor. Hiperface-Devicenet-Adapter Feb. 2007

3 Inhaltsverzeichnis. Inhaltsverzeichnis. Inhaltsverzeichnis...1. Änderungsübersicht Einleitung VERWENDUNG DIESER INBETRIEBNAHMEANLEITUNG DOKUMENTATION DEFINITION DER SYMBOLE, DIE IM DOKUMENT VERWENDET WERDEN KONFORMITÄT Devicenet European Union Directive Compliance United States Standards - Listed Hiperface Sicherheitshinweise VERANTWORTLICHKEIT DES INBETRIEBNEHMERS GÜLTIGKEIT UND ANWENDUNG AUTORISIERTE ANWENDER SICHERHEITSRICHTLINIEN UND PERSONENSCHUTZ HIPERFACE-DEVICENET-ADAPTER SICHERHEITSHINWEISE FÜR INSTALLATION, BETRIEB UND WARTUNG Systemübersicht Bezeichnungen und Abkürzungen ALLGEMEIN DATENTYPEN-SPEZIFIKATIONEN DEVICENET - SPEZIFISCH HIPERFACE-DEVICENET-ADAPTER BZW. ENCODERSPEZIFISCH Devicenet allgemein EINFÜHRUNG TOPOLOGIE UND SPEZIFIKATIONEN GERÄTEPROFILE WEITERE INFORMATIONSQUELLEN Devicenet Objektmodell TERMINOLOGIE OBJEKTADRESSIERUNG Objektadressierung allgemein VOM HIPERFACE-DEVICENET-ADAPTER UNTERSTÜTZTE OBJEKTE: Identity Object Klassen Attribute zum Identity Object Instanz Attribute zum Identity Object Allgemeine Dienste zum Identity Object Message Router Object Devicenet Object Klassen Attribute zum Devicenet Object Instanz Attribute zum Devicenet Object Allgemeine Dienste zum Devicenet Object Klassenspezifische Dienste zum Devicenet Objekt Assembly Object Klassen Attribute zum Assembly Object...21 Feb Hiperface-Devicenet-Adapter 1

4 Inhaltsverzeichnis Instanz Attribute zum Assembly Object Allgemeine Dienste zum Assembly Object Eingangs- (Input) und Ausgangs- (Output) Assembly Datenbausteine Connection Object Klassen Attribute zum Connection Object Instanz Attribute zum Connection Object Allgemeine Dienste zum Connection Object Acknowledge Handler Object Klassen Attribute zum Acknowledge Handler Object Instanz Attribute zum Acknowledge Handler Object Allgemeine Dienste zum Acknowledge Handler Object Position Sensor Object Klassen Attribute zum Position Sensor Object Instanz Attribute zum Position Sensor Object Herstellerspezifische Attribute (obligatorische) zum Postion Sensor Object Herstellerspezifische Attribute (optionale) zum Position Sensor Object Allgemeine Dienste zum Position Sensor Object Hinweise zu Skalierfunktion, Datenspeicherung und Nockenschaltwerk Verwendung der Skalierfunktion Parameter/Attributeinstellungen ins EEPROM speichern Verwendung des Nockenschaltwerks / der CAMs Warnungen und Alarme Alarme Warnungen Kommunikationsarten (Master Hiperface-Devicenet-Adapter) DEVICENET KOMMUNIKATION ALLGEMEIN Verwendung des CAN Identifiers PREDEFINED MASTER/SLAVE CONNECTION SET Der CAN Identifier beim Predefined Master/Slave Connection Set Explizite Nachrichtenverbindungen - Explicit Messages I/O Nachrichten - I/O Messages Poll I/O Connection Bit-Strobe I/O Connection Change of State (COS) / Cyclic I/O Connection Montage / Installation ALLGEMEINE HINWEISE SICHERHEITSHINWEISE MONTAGE Wartungshinweise ENCODERERKENNUNG UND DEVICENET-AUFLÖSUNG PIN- UND ADERNBELEGUNG Installationshinweise zur Spannungsversorgung Schirmung GERÄTEHANDLING AM NETZWERK Adresseinstellung Adresstabelle Baudrate Einstellung Zählrichtung Presetfunktion Hiperface-Devicenet-Adapter Feb. 2007

5 Inhaltsverzeichnis Busabschluss (Terminierung) STATUS-/DISPLAY-INFORMATIONEN Status-/Display-Informationen während Power-UP Inbetriebnahmehinweise für die Verwendung von RSNetWorx EDS FILE EINLESEN NETZWERK NACH TEILNEHMERN SCANNEN GERÄTEEIGENSCHAFTEN (DEVICE PROPERTIES) EINSTELLEN Properties - allgemein Properties Parameters Properties I/O Data Properties EDS File KNOTEN PARAMETRIEUNG NODE COMMISSIONING CLASS INSTANCE EDITOR I/O DATEN EDITIEREN NETZWERK- / KNOTEN- (NODE) DIAGNOSE Gerätehochlauf in den Betriebszustand BETRIEBSMODES EINSCHALT-CHARACTERISTIC DES HIPERFACE-DEVICENET-ADAPTER STATE MACHINE Allgemeine technische Kurzbeschreibung BESCHREIBUNG DER ROTATIVEN ENCODER BESCHREIBUNG DER LINEAREN ENCODER DEVICENET SCHNITTSTELLE KURZÜBERSICHT SPEZIFISCHER MERKMALE Anhang A - Problem Solving Anhang B Common Mode Voltage Abbildungsverzeichnis Notizen...83 Feb Hiperface-Devicenet-Adapter 3

6 4 Hiperface-Devicenet-Adapter Feb. 2007

7 Änderungsübersicht. Änderungsübersicht Die folgenden Informationen listen die Änderungen auf, 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 Feb Feb Hiperface-Devicenet-Adapter 5

8 Einleitung 6 Hiperface-Devicenet-Adapter Feb. 2007

9 Einleitung 1 Einleitung 1.1 Verwendung dieser Inbetriebnahmeanleitung Diese Anleitung gibt einen Überblick über die Hiperface-Devicenet-Adapter mit Devicenet Schnittstelle und beschreibt Konfiguration, Installation, Betrieb und Wartung der Geräte im Devicenet Netzwerk. Diese Anleitung ist für ausgebildete Fachleute geschrieben, die für die Installation, Montage und die Bedienung der Hiperface-Devicenet-Adapter und der daran angeschlossenen Encoder im industriellen Umfeld verantwortlich sind (Inbetriebnehmer). Der Inbetriebnehmer sollte somit Devicenet 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-Devicenet-Adapter (*) Elektronisches Datenblatt (EDS-Datei), Hiperface-Devicenet-Adapter Bitmap Montageanleitung Hiperface-Devicenet-Adapter Datenblatt vom Hiperface-Devicenet-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-Devicenet-Adapter. Die Nichtbeachtung kann zu Fehlfunktionen führen. Dieses Symbol kennzeichnet Text mit nützlichen Angaben oder Erklärungen zum besseren Verständnis dieser Dokumentation. Feb Hiperface-Devicenet-Adapter 7

10 Einleitung 1.4 Konformität Devicenet Devicenet Schnittstelle mit el. Interface nach ISO (CAN high speed) zur CAN Spezifikation 2.0B, galvanisch getrennt und Devicenet Protokoll Spezifikation Release 2.0 Volume 1 und 3. Profil für Encoder (Encoder Gerätetyp 22 h ) basierend auf dem "Position Sensor Objekt (Class Code 23 h )" siehe Geräteprofil gemäß Devicenet Spezifikation Vol. 1, Kapitel 6 und Kapitel European Union Directive Compliance Konformitätserklärung United States Standards - Listed UL - Autorisierung Listed accessory which is to use with listee's listed SICK-STEGMANN GmbH encoders. For use in NFPA 79 applications only. Interconnection cables and accessories are available from Sick- Stegmann Hiperface Sick-Stegmann Hiperface Schnittstelle 8 Hiperface-Devicenet-Adapter Feb. 2007

11 Sicherheitshinweise 2 Sicherheitshinweise 2.1 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-Devicenet-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. Da mitgeltenden Devicenet-Spezifikationen der Nutzerorganisation ODVA nur in englischer Sprache verfügbar sind, sollte der Inbetriebnehmer über englische Sprachkenntnisse verfügen. 2.2 Gültigkeit und Anwendung Hiperface-Devicenet-Adapter sind komplexe Schnittstellenwandler für Hiperface Encoder. Sie sind nach den bekannten industriellen Vorschriften hergestellt und erfüllen die Qualitätsanforderungen nach ISO Ein Hiperface-Devicenet-Adapter ist ein zu montierendes Gerät, das nicht unabhängig entsprechend seiner vorgesehenen Funktion betrieben werden kann. Daher ist ein Hiperface- Devicenet-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-Devicenet-Adapter dürfen nur entsprechend ihrem bauartbedingten Zweck und nur innerhalb eines Devicenet Netzwerkes betrieben werden. Die Devicenet Spezifikationen und Richtlinien müssen für die Errichtung des Netzwerkes 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. Feb Hiperface-Devicenet-Adapter 9

12 Sicherheitshinweise 2.3 Autorisierte Anwender Die Installation und Wartung der Hiperface-Devicenet-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. 2.4 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. 2.5 Hiperface-Devicenet-Adapter Sicherheitshinweise für Installation, Betrieb und Wartung Die Hiperface-Devicenet-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- Devicenet-Adapter und Encoder über ein Konfigurations-Tool, darf keine Verbindung zu einem laufenden Netzwerk bestehen. 10 Hiperface-Devicenet-Adapter Feb. 2007

13 Sicherheitshinweise Hiperface-Devicenet-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-Devicenet-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. Feb Hiperface-Devicenet-Adapter 11

14 Systemübersicht 3 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 Devicenet-Schnittstelle über einen Hiperface-Devicenet-Adapter möglich. Encoder mit Hiperface- Schnittstelle Hiperface- Devicenet- Adapter SPS mit Devicenet- Schnittstelle Figure 3 1: Systemübersicht Hiperface auf Devicenet. 12 Hiperface-Devicenet-Adapter Feb. 2007

15 Bezeichnungen und Abkürzungen 4 Bezeichnungen und Abkürzungen 4.1 Allgemein CAN CiA CIP ODVA Controller Area Network CAN in Automation. Common Industrial Protocol Open DeviceNet Vendor Association. 4.2 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) - ( ) ENGUNIT Engineering Unit 2 Byte Bsp: Subeinheit Mikrometer [μm] dargestellt in der Basiseinheit 0xhhhh*10-6 m SINT Signed Short Integer Int (1 Byte) - ( ) INT Signed Integer Int (2 Byte) - ( ) DINT Signed Double Integer Int (4 Byte) - ( ) LSB Least Significant Bit / Byte, Example: D [ ] hex Niederwertigstes Bit / Byte == MSB Most Significant Bit / Byte, Höchstwertigstes Bit / Byte [ ] hex Little Endian 4.3 Devicenet - spezifisch ID EDS PM-SC Node MAC ID Explicit Messaging IO (I/O) Input Data Bei einer Sequenz von angeforderten/gesendeten Datenpaketen im Devicenet- Potokoll wird das LSB zuerst übertragen. Siehe auch oben LSB: { } Identifier Electronic Data Sheet Ein elektronisches Datenblatt ist eine vom Hersteller bereitgestellte Schablone, die vorschreibt, wie Informationen dargestellt werden und welche passenden Einträge vorgenommen werden können. Predefined Master / Slave Connection Set Ein Knoten (Node) ist eine Hardwareeinheit mit einer einmaligen Adresse im Netzwerk (auch als Gerät (Device) bezeichnet). Adresse eines Devicenet-Knotens. Explizite Nachrichten dienen dem allgemeinen Datenaustausch zwischen zwei Geräten über das Devicenet Netzwerk. Diese Art der Kommunikation ist immer eine Punkt-zu-Punkt Verbindung in einem Client/Server-System, wobei die Anfrage eines Clients von einem Server immer bestätigt werden muss (Request/Response). 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. Feb Hiperface-Devicenet-Adapter 13

16 Bezeichnungen und Abkürzungen Output Data 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). 4.4 Hiperface-Devicenet-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 Skalierungsparameter: [CMR], [CPR] Parameters 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). 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 Sekunde 14 Hiperface-Devicenet-Adapter Feb. 2007

17 Devicenet allgemein 5 Devicenet allgemein 5.1 Einführung Devicenet ist ein auf dem CAN Medium (nach ISO High Speed) basierender Feldbus, der hauptsächlich in der Automatisierungstechnik verwendet wird. Devicenet wurde von Allen Bradley entwickelt und später als offener Standard an die ODVA (Open Devicenet Vendor Association) übergeben. Die ODVA verwaltet die Devicenet Spezifikation und treibt deren Weiterentwicklung voran. Devicenet ist in Asien und den USA weit verbreitet. Devicenet nutzt auf den unteren Schichten 1 4 des OSI-Schichtenmodells im Wesentlichen die CAN-Spezifikationen mit einigen Einschränkungen bzw. auch Ergänzungen. So sind z. B. bei Devicenet nicht alle von CAN bekannten Baudraten zugelassen. Auf den oberen Schichten 5 7 verwendet Devicenet das von der ODVA definierte CIP. Devicenet ist also die Implementierung von CIP auf der Basis von CAN. CIP wird auch für den Feldbus Ethernet-IP verwendet. Geräteprofile stellen die Interoperabilität der Geräte im Netzwerk und die Austauschbarkeit der Geräte sicher. 5.2 Topologie und Spezifikationen Trunk Distance Terminator Tap Trunk Tap Terminator Trunk Length Node Node Node Node max. 6m Daisy Chain Node Node Node Node Node Node Node Branching Drop Zero Drop Short Drops Figure 5 1: Topologie von Devicenet Es dürfen nur Leitungen gemäß Devicenet-Spezifikation für die Netzwerkverkabelung verwendet werden. Adernzuordnung: CAN_L blau CAN_H weiss V-- rot V+ schwarz Drain farblose Litze Topologie Typ Linienstruktur mit Konfiguration Stammleitung (Trunk Line) und Stichleitung (Drop Line). Devicenet erlaubt Abzweigungen nur als Stichleitungen (Drop Lines). Unterstützt werden bis zu 64 Knoten (Nodes) pro Netzwerk. Feb Hiperface-Devicenet-Adapter 15

18 Devicenet allgemein Abschlusswiderstände (Terminators) = 120 Ohm an den beiden physikalisch am weitesten voneinander entfernten Endpunkten der Stammleitung eines Netzwerkes. Das physikalische Medium sind geschirmte und paarig verdrillte Leitungen für Signalübertragung und Stromversorgung. Die Geräte-Stromversorgung im Netzwerk ist abhängig vom Kabeltyp [Thick Cable: 8 Ampere, Thin Calbe: 3 Ampere]. Für den Hiperface-Devicenet-Adapter sind die Steckertypen M12 5pol. (A-codiert) vorgesehen. Die Busankopplung und Geräteanschaltung ist gegen Fehlverdrahtung geschützt. Devicenet basiert auf dem Standard-CAN-Protokoll und verwendet daher einen 11 Bit Nachrichtenidentifier. Max. Kabellängen für die Stammleitung (Trunk Line) und die Stichleitungen (Drop Line) siehe nachstehendetabelle: Trunk Länge (length) Drop Länge (length) Datenrate Einfache Stichleitunchleitungslänge Kumulierte Sti- Thin cable Thick cable 125 KBaud 100 m 500 m 6 m 156 m 250 KBaud 100 m 250 m 6 m 78 m 500 KBaud 100 m 125 m 6 m 39 m Die Leitungslänge zwischen den zwei am weitesten entfernten Punkten im Leitungssystem darf die für die gewählte Baudrate erlaubte Länge nicht überschreiten. Die Kabellänge zwischen zwei Punkten schließt dabei die Stammleitung, als auch die Stichleitungen ein. Die Stichleitungs-Länge bemisst sich aus der Distanz vom Abzweig (Tap) der Stammleitung bis zum jeweiligen Transceiver des entsprechenden Knotens der Stichleitung. 5.3 Geräteprofile Devicenet beschreibt alle Daten und Funktionen eines Gerätes anhand eines Objektemodells. In der Praxis ergibt sich in der Regel eine Kombination aus Devicenet Standardobjekten (um eine grundlegende Interoperabilität mit dem Devienet Netzwerk sicherzustellen) und anwendungsspezifischen Objekten, die in einem Geräteprofil definiert sind. Für den Hiperface- Devicenet-Adapter ist dies das Geräteprofil für Encoder. Die Devicenet Spezifikation enthält die Bibliothek der Objekte und der Geräteprofile. Devicenet Spezifikation Vol. 1, Kapitel 6. Geräteprofil für Encoder (Encoder Device Type 22h) 5.4 Weitere Informationsquellen ODVA für DeviceNet CAN in Automation (CiA) e.v State Road 7 Am Weichselgarten 26 Boca Raton, FL 33498, USA D Erlangen Tel.: (1) (49) Web: Die Informationen der Devicenet Nutzerorganisation ODVA stehen in der Regel nur in Englisch zur Verfügung. 16 Hiperface-Devicenet-Adapter Feb. 2007

19 Devicenet Objektmodell 6 Devicenet Objektmodell 6.1 Terminologie Devicenet beschreibt alle Daten und Funktionen eines Gerätes durch ein Objektemodell. Die Funktionen eines Gerätes warden also durch ein Paket von Objekten abgebildet. Encoder Position Object Parameter Object Identity Object IO Configuration Assembly Object Message Router Object... I/O I/O Connection Object Explicit Message DeviceNet Object DeviceNet Optional Required Figure 6 1: Devicenet Objektemodell Objektbestandteile: Bezeichnung Objekt/ Object Instanz/ Instance Dienste/ Services Eigenschaften/ Attribute Erklärung Ein Objekt selbst repräsentiert eine abstrakte Darstellng einer Komponente innerhalb eines Gerätes. Man unterscheidet Kommunikationsobjekte (Connection Objects), Systemobjekte (allgemeine Funktionen) und Applikationsspezifische Objekte (spezielle Gerätefunktionen z. B. das Position Sensor Objekt) Spezifische Eigenheit eines Objektes Dienste dienen dazu, auf bestimmte Attribute oder Instanzen eines Objektes zuzugreifen (z. B. lesen/schreiben). Eigenschaften repräsentieren Daten, die ein Objekt für ein Gerät über Devicenet zur Verfügung stellt. 6.2 Objektadressierung Objektadressierung allgemein Die Daten und die auf diese ausgeführten Dienste eines Objektes werden über ein hierarchisches Adressierungskonzept mit den in der Tabelle dargestellten Komponenten adressiert: Komponente MAC ID Class ID Beschreibung Geräteadresse im Netzwerk (jede Adresse darf nur einmal vorkommen) Adressiert jede Klasse eines Objektes, auf die vom Netzwerk aus zugegriffen werden kann Feb Hiperface-Devicenet-Adapter 17

20 Devicenet Objektmodell Komponente Instance ID Attribute ID Beschreibung Adressiert die einzelnen Instanzen eines Objektes und identifiziert dadurch die Instanzen der gleichen Klasse. Adressiert die einzelnen Eigenschaften (Attribute) einer Klasse und/oder einer Instanz. Figure 6 2: Objekt-Adressierungs-Schema 6.3 Vom Hiperface-Devicenet-Adapter unterstützte Objekte: Bezeichnung Class ID Erklärung Identity Object 01h Enthält Informationen des Knotens im Netzwerk siehe Message Router Object Devicenet Object 03h Assembly Object Ob- Connection ject Acknowledge Handler Object Position Object Sensor 02h Verarbeitet sämtliche Nachrichten und leitet diese an die entsprechenden Objekte weiter Verwaltet die Konfiguration und den Status der physikalischen Verbindung (MAC-ID, Baudrate etc.) 04h Stellt die Attribute (Daten) verschiedener Objekte in einem Objekt zusammen. Wird für I/O-Nachrichten verwendet. 05h Verwalteet die internen Ressourcen, die den I/O und expliziten Nachrichtenverbindungen zugeordnet sind. 2Bh Kontrolliert den Empfang der "Acknowledge Messages" für nachrichtengenerierende Objekte z. B. COS (Change of State) 23h Verwaltet die gerätespezifischen Daten vom Hiperface-Devicenet-Adapter, wie Postion und Drehrichtung siehe siehe siehe siehe siehe siehe Identity Object Class ID Class Attributes Instance Attributes Number of Services Instance 01 hex Ja (1, 2) Ja 1 Ja 18 Hiperface-Devicenet-Adapter Feb. 2007

21 Klassen Attribute zum Identity Object Devicenet Objektmodell Attr. Attribute Name Access Type Beschreibung ID Rule 1 Revision Get UINT Revision des Identity Objektes ( = 01) 2 Max Instance Get UINT Höchste Instanz-Nummer eines in dieser Klasse erzeugten Objektes ( = 01) Instanz Attribute zum Identity Object Attr. Attribute Name Access Typ Beschreibung ID Rule 1 Vendor ID Get UINT 511 SICK-STEGMANN 2 Device Type Get UINT 22 hex 3 Product Code Get UINT 65 4 Revision Get Struct of 1.00 Major / Minor Revision USINT 5 Status Get WORD Status des kompletten Gerätes gem. DN Spec. Chapter 6 6 Serial Number Get UDINT 32 Bit im EEPROM des Hiperface- Devicenet-Adapter hinterlegt (Datenformat siehe Abschnitt 10.2) 7 Product Name Get SHORT_ Hiperface Comm-Adapter DN STRING 8 State Get USINT Status der State Machine 0: Nonexistent 1: Self Testing 2: Stand By 3: Operational 4: Major Recoverable Fault 5: Major Unrecoverable Fault 9 Configur. Consistency Value (CCV) Get UINT Zählerwert wird inkrementiert nach jedem Schreibvorgang ins EERPROM 10 Heartbeat Interval Set USINT Zeitintervall {1 255} in Sec. für Senden der Heartbeat Nachricht. Wenn die eingestellte Heartbeat-Zeit 0 ist, wird das Heartbeat-Protokoll an Stelle der zyklischen Abfrage der Knoten durch eine ü- bergeordnete Instanz verwandt. Der A- dapter ist dann der Heartbeat Producer und signalisiert seinen Kommunikationsstatus durch das Senden der Heartbeat- Nachricht. Feb Hiperface-Devicenet-Adapter 19

22 Devicenet Objektmodell Allgemeine Dienste zum Identity Object Service Service Name Beschreibung Code 05 hex Reset Reset Dienst des Gerätes Wert 0: Standard Reset Wert 1: Reset in Auslieferzustand 0E hex Get_Attribute_Single Liefert den Inhalt des spezifizierten Attributes 10 hex Set_Attribute_Single Ändert den Inhalt des spezifizierten Attributes Identifier (bit ) Data ( 8 Byte) >(Request) Gr MAC ID MSG ID Head Service Class Inst Data 0 Data 1 Data 2 Data nn MSG ID [04]: Master's Explicit Request Message Head Frag-Bit = 0, XID-Bit = 0, Source MAC-ID (Master) Service "Reset" Class Identity Object Instance Instance ID of Class Data 0 Type of Reset (Value: 0, 1). -- USINT {0x00 }, {0x01 } Message Router Object Class Class Attributes Instance Attributes Number of Services Code Instance 02 hex Nein Nicht unterstüzt 1 Nicht unterstützt Devicenet Object Class Class Attributes Instance Attributes Number of Services Code Instance 03 hex Ja (1) Ja 1 Ja Klassen Attribute zum Devicenet Object Attr. Attribute Name Access Type Beschreibung ID Rule 1 Revision Get UINT Revision des Devicenet Objektes (= 02) Instanz Attribute zum Devicenet Object Attr. Attribute Name Access Type Beschreibung ID Rule 1 MAC-ID Get / Set USINT Knotenadresse [Node ID] (0 63) (nur wenn DIP-Switch S2-DIP1 = ON) 2 Baud Rate Get / Set USINT Datenrate (0 2) --- (nur wenn DIP- Switch S2-DIP2 5 in Pos. EEPROM) 3 BOI Get BOOL Bus-OFF Interrupt (Default = 0) 4 Bus-OFF-Ctr. Get / Set USINT Anzahl wie oft CAN in den Bus-OFF- Zustand gewechselt hat 5 Allocation Information Get Struct of: USINT Allocation choice Byte und MAC-ID des Masters 6 MAC-ID Switch Get BOOL Knoten-Adress-Schalter wurden seit dem 20 Hiperface-Devicenet-Adapter Feb. 2007

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