Dokumentation für. EPPxxxx. EtherCAT-P-Box-System-Module. Version: Datum:

Transkript

1 Dokumentation für EPPxxxx EtherCAT-P-Box-System-Module Version: Datum:

2

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Vorwort Hinweise zur Dokumentation Sicherheitshinweise Ausgabestände der Dokumentation Produktübersicht EtherCAT-P-Box - Einführung Modulübersicht EPP13xx Einführung EPP13x Technische Daten EPP13x Prozessabbild EPP13xx Montage und Verkabelung Montage Abmessungen Befestigung Anzugsmomente für Steckverbinder EtherCAT-Anschluss an EPP EtherCAT P EtherCAT P - Spannungs- und Signalversorgung EtherCAT P - Leitungslängen, Spannung und Strom berechnen EtherCAT-P-LEDs EtherCAT-P-Versorgung EtherCAT-P-Anschluss Status-LEDs für die Spannungsversorgung Verkabelung UL-Anforderungen ATEX-Hinweise ATEX - Besondere Bedingungen BG Schutzgehäuse für EtherCAT Box ATEX-Dokumentation Inbetriebnahme/Konfiguration Konfigurationserstellung TwinCAT - Manuell Konfigurationserstellung TwinCAT - Online scan Konfiguration mit TwinCAT Anhang Allgemeine Betriebsbedingungen EtherCAT Box- / EtherCAT-P-Box - Zubehör Support und Service EPPxxxx Version:

4 Inhaltsverzeichnis 4 Version: EPPxxxx

5 Vorwort 1 Vorwort 1.1 Hinweise zur Dokumentation Zielgruppe Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs- und Automatisierungstechnik, das mit den geltenden nationalen Normen vertraut ist. Zur Installation und Inbetriebnahme der Komponenten ist die Beachtung der Dokumentation und der nachfolgenden Hinweise und Erklärungen unbedingt notwendig. Das Fachpersonal ist verpflichtet, für jede Installation und Inbetriebnahme die zu dem betreffenden Zeitpunkt veröffentliche Dokumentation zu verwenden. Das Fachpersonal hat sicherzustellen, dass die Anwendung bzw. der Einsatz der beschriebenen Produkte alle Sicherheitsanforderungen, einschließlich sämtlicher anwendbaren Gesetze, Vorschriften, Bestimmungen und Normen erfüllt. Disclaimer Diese Dokumentation wurde sorgfältig erstellt. Die beschriebenen Produkte werden jedoch ständig weiter entwickelt. Wir behalten uns das Recht vor, die Dokumentation jederzeit und ohne Ankündigung zu überarbeiten und zu ändern. Aus den Angaben, Abbildungen und Beschreibungen in dieser Dokumentation können keine Ansprüche auf Änderung bereits gelieferter Produkte geltend gemacht werden. Marken Beckhoff, TwinCAT, EtherCAT, Safety over EtherCAT, TwinSAFE, XFC und XTS sind eingetragene und lizenzierte Marken der Beckhoff Automation GmbH. Die Verwendung anderer in dieser Dokumentation enthaltenen Marken oder Kennzeichen durch Dritte kann zu einer Verletzung von Rechten der Inhaber der entsprechenden Bezeichnungen führen. Patente Die EtherCAT-Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen und Patente: EP , EP , DE , DE mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern. Die TwinCAT-Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen und Patente: EP , US mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern. EtherCAT ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie lizensiert durch die Beckhoff Automation GmbH, Deutschland EtherCAT P ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie, lizensiert durch die Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Deutschland Copyright Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Deutschland. Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts sind verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patent-, Gebrauchsmusteroder Geschmacksmustereintragung vorbehalten. EPPxxxx Version:

6 Vorwort 1.2 Sicherheitshinweise Sicherheitsbestimmungen Beachten Sie die folgenden Sicherheitshinweise und Erklärungen! Produktspezifische Sicherheitshinweise finden Sie auf den folgenden Seiten oder in den Bereichen Montage, Verdrahtung, Inbetriebnahme usw. Haftungsausschluss Die gesamten Komponenten werden je nach Anwendungsbestimmungen in bestimmten Hard- und Software- Konfigurationen ausgeliefert. Änderungen der Hard- oder Software-Konfiguration, die über die dokumentierten Möglichkeiten hinausgehen, sind unzulässig und bewirken den Haftungsausschluss der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG. Qualifikation des Personals Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs-, Automatisierungs- und Antriebstechnik, das mit den geltenden Normen vertraut ist. Erklärung der Symbole In der vorliegenden Dokumentation werden die folgenden Symbole mit einem nebenstehenden Sicherheitshinweis oder Hinweistext verwendet. Die Sicherheitshinweise sind aufmerksam zu lesen und unbedingt zu befolgen! GEFAHR WARNUNG VORSICHT Achtung Akute Verletzungsgefahr! Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht unmittelbare Gefahr für Leben und Gesundheit von Personen! Verletzungsgefahr! Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht Gefahr für Leben und Gesundheit von Personen! Schädigung von Personen! Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Personen geschädigt werden! Schädigung von Umwelt oder Geräten Wenn der Hinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Umwelt oder Geräte geschädigt werden. Tipp oder Fingerzeig Dieses Symbol kennzeichnet Informationen, die zum besseren Verständnis beitragen. Hinweis 6 Version: EPPxxxx

7 Vorwort 1.3 Ausgabestände der Dokumentation Version Änderungen EtherCAT P - Leitungslängen, Spannung und Strom berechnen hinzugefügt Verkabelung aktualisiert Zusätzliche Prüfungen hinzugefügt EtherCAT-P-Anschluss aktualisiert Erste Veröffentlichung 0.5 Erste vorläufige Version Firm- und Hardware-Stände Diese Dokumentation bezieht sich auf den zum Zeitpunkt ihrer Erstellung gültigen Firm- und Hardware- Stand. Die Eigenschaften der Module werden stetig weiterentwickelt und verbessert. Module älteren Fertigungsstandes können nicht die gleichen Eigenschaften haben, wie Module neuen Standes. Bestehende Eigenschaften bleiben jedoch erhalten und werden nicht geändert, so das ältere Module immer durch neue ersetzt werden können. Den Firm- und Hardware-Stand (Auslieferungszustand) können Sie der auf der Seite der EtherCAT Box aufgedruckten Batch-Nummer (D-Nummer) entnehmen. Syntax der Batch-Nummer (D-Nummer): D: WW YY FF HH WW - Produktionswoche (Kalenderwoche) YY - Produktionsjahr FF - Firmware-Stand HH - Hardware-Stand Beispiel mit D-Nr : 29 - Produktionswoche Produktionsjahr Firmware-Stand Hardware-Stand 01 EPPxxxx Version:

8 Produktübersicht 2 Produktübersicht 2.1 EtherCAT-P-Box - Einführung Das EtherCAT-System wird durch die EtherCAT-P-Box-Module in Schutzart IP67 erweitert. Durch das integrierte EtherCAT-P-Interface sind die Module ohne eine zusätzliche Kopplerbox direkt an ein EtherCAT- P-Netzwerk anschließbar. Durch einen Adapter kann eine EtherCAT-P-Box mit einer EtherCAT-Box verbunden werden, wobei Spannung extern eingespeist werden muss. Die hohe EtherCAT-Performance bleibt also bis in jedes Modul erhalten. Die außerordentlich geringen Abmessungen von nur 126 x 30 x 26,5 mm (H x B x T) sind identisch zu denen der Feldbus Box Erweiterungsmodule und EtherCAT-Box-Module. Sie eignen sich somit besonders für Anwendungsfälle mit beengten Platzverhältnissen. Die geringe Masse der EtherCAT P Module begünstigt u. a. auch Applikationen, bei denen die I/O-Schnittstelle bewegt wird (z. B. an einem Roboterarm). Der EtherCAT P-Anschluss erfolgt über geschirmte M8-Stecker. Abb. 1: EtherCAT-P-Box-Module in einem EtherCAT-Netzwerk Die robuste Bauweise der EtherCAT P-Box-Module erlaubt den Einsatz direkt an der Maschine. Schaltschrank und Klemmenkasten werden hier nicht mehr benötigt. Die Module sind voll vergossen und daher ideal vorbereitet für nasse, schmutzige oder staubige Umgebungsbedingungen. Durch vorkonfektionierte Kabel vereinfacht sich die EtherCAT P- und Signalverdrahtung erheblich. Verdrahtungsfehler werden weitestgehend vermieden und somit die Inbetriebnahmezeiten optimiert. Neben den vorkonfektionierten EtherCAT P und Sensorleitungen stehen auch feldkonfektionierbare Stecker und Kabel für maximale Flexibilität zur Verfügung. Der Anschluss der Sensorik und Aktorik erfolgt je nach Einsatzfall über M8- oder M12-Steckverbinder. Die EtherCAT P-Module decken das typische Anforderungsspektrum der I/O-Signale in Schutzart IP67 ab: digitale Eingänge mit unterschiedlichen Filtern (3,0 ms oder 10 μs) digitale Ausgänge mit 0,5 oder 2 A Ausgangsstrom analoge Ein- und Ausgänge mit 16 Bit Auflösung Thermoelement- und RTD-Eingänge Schrittmotormodule 8 Version: EPPxxxx

9 Produktübersicht Auch XFC (extreme Fast Control Technology)-Module wie z. B. Eingänge mit Time-Stamp sind verfügbar. Abb. 2: EtherCAT-P-Box mit M8-Anschlüssen für Sensor/Aktoren Abb. 3: EtherCAT-P-Box mit M12-Anschlüssen für Sensor/Aktoren Hinweis Hinweis Basis-Dokumentation zu EtherCAT Eine detaillierte Beschreibung des EtherCAT-Systems finden Sie in der System Basis-Dokumentation zu EtherCAT, die auf unserer Homepage ( unter Downloads zur Verfügung steht. XML-Dateien XML-Dateien (XML Device Description Files) zu EtherCAT P-Modulen von Beckhoff finden Sie unter auf unserer Homepage ( unter Downloads im Bereich Konfigurations-Dateien. EPPxxxx Version:

10 Produktübersicht 2.2 Modulübersicht EPP13xx EtherCAT-P-Box: System Modul Anzahl Kanäle Kommentar EPP [} 11] EPP [} 11] EPP [} 11] IN: 1 x EtherCAT, OUT: 3 x EtherCAT P EtherCAT-P-Sternverteiler mit Einspeisung IN: 1 x EtherCAT P, OUT: 3 x EtherCAT P IN: 1 x EtherCAT P, OUT: 3 x EtherCAT P EtherCAT-P-Sternverteiler mit Auffrischung EtherCAT-P-Sternverteiler ohne Auffrischung 10 Version: EPPxxxx

11 Produktübersicht 2.3 Einführung EPP13x Abb. 4: EPP , EtherCAT-P-Sternverteiler mit Einspeisung Abb. 5: EPP , EtherCAT-P-Sternverteiler mit Auffrischung EPPxxxx Version:

12 Produktübersicht Abb. 6: EPP , EtherCAT-P-Sternverteiler ohne Auffrischung EPP13x EtherCAT-P-Sternverteiler Für den flexiblen Topologieaufbau stehen die EtherCAT P Sternverteiler EPP13x in IP 67 zur Auswahl. Die Stromtragfähigkeit von 3 A je U S und U P je EtherCAT-P-Segment erlaubt bereits den Einsatz einer Vielzahl von Sensoren und Aktoren. Bei größeren oder weit verzweigten Maschinen/Anlagen ist ggfs. eine Neueinspeisung der Spannungen erforderlich. Mit dem EtherCAT P Sternverteiler EPP mit Auffrischung kann sowohl U S als auch U P an jeder Stelle beliebig neu eingespeist werden. Mit diesem Modul ist die Ankopplung an das EtherCAT Netzwerk möglich. Für topologische Verzweigungen mit Notwendigkeit der Spannungsauffrischung ist die EPP einzusetzen. Für topologische Verzweigungen ohne die Notwendigkeit der Spannungsauffrischung ist die EPP einzusetzen. Alle Infrastruktur-Box-Module verfügen über entsprechende Status-LEDs zur Anzeige von EtherCAT und U S und U P. Quick-Links Installation [} 15] UL-Anforderungen für UL-zugelassene Module [} 30] ATEX Besondere Bedingungen für ATEX-zugelassene Module [} 31] 12 Version: EPPxxxx

13 Produktübersicht 2.4 Technische Daten EPP13x Technische Daten EPP EPP EPP Aufgabe im EtherCAT-System Feldbus Businterface [} 24] Anzahl Kanäle Nennspannung Eingänge Ankopplung an das EtherCAT-Netzwerk, EtherCAT-P- Sternverteiler und Einspeisung von U S und U P EtherCAT 3-Port-EtherCAT-P- Sternverteiler und Auffrischung von U S und U P 3-Port-EtherCAT-P- Sternverteiler ohne Auffrischung M8 Buchse, geschirmt, schraubbar, 4-polig, EtherCAT-P-kodiert IN: 1 x EtherCAT, OUT: 3 x EtherCAT P 24 V DC (-15%/+20%) Summenstrom Einspeisung max. 3 A je U S und U P Anschluss Einspeisung: 1 x M8- Spannungsversorgun Stecker, 4-polig; g Weiterleitung: 1 x M8- Buchse, 4-polig Stromtragfähigkeit pro Port Stromaufnahme der Modulelektronik Zulässige Umgebungstemperat ur im Betrieb Zulässige Umgebungstemperat ur bei Lagerung Vibrations- / Schockfestigkeit EMV-Festigkeit /- Aussendung max. 3 A je U S und U P typisch 65 ma + Last -25 C C -40 C C IN: 1 x EtherCAT P, OUT: 3 x EtherCAT P Einspeisung max. 3 A je U S und U P Einspeisung: 1 x M8- Stecker, 4-polig; Weiterleitung: 1 x M8- Buchse, 4-polig IN: 1 x EtherCAT P, OUT: 3 x EtherCAT P keine Einspeisung nicht notwendig gemäß EN / EN , siehe auch Zusätzliche Prüfungen [} 17] gemäß EN / EN Schutzart IP65, IP66, IP67 (gemäß EN 60529) Einbaulage Zulassungen beliebig CE EPPxxxx Version:

14 Produktübersicht 2.5 Prozessabbild EPP13xx Als Beispiel wird hier das Prozessabbild der EPP gezeigt. Abb. 7: Prozessabbild EPP Version: EPPxxxx

15 Montage und Verkabelung 3 Montage und Verkabelung 3.1 Montage Abmessungen Abb. 8: Abmessungen der EtherCAT P-Box-Module Alle Maßangaben sind in Millimeter angegeben. EPPxxxx Version:

16 Montage und Verkabelung Achtung FE-Kontakt im Gehäuse der EtherCAT P-Box Im Gehäuse der EtherCAT-P-Box befindet sich oben rechts eine FE-Buchse (siehe nachfolgende Abbildung), um die EPP-Box mit dem Maschinenbett zu verbinden. Sollte die Maschine über keinen FE-Anschluss verfügen, ist die EtherCAT-P-Box niederimpedant mit einer alternativen Funktionserde zu verbinden. Abb. 9: FE-Buchse im Gehäuse der EtherCAT P-Box Gehäuseeigenschaften EtherCAT Box Gehäusematerial Vergussmasse Montage Metallteile Kontakte Einbaulage Schmales Gehäuse PA6 (Polyamid) Polyuhrethan zwei Befestigungslöcher Ø 3 mm für M3 Messing, vernickelt CuZn, vergoldet beliebig Schutzart im verschraubten Zustand IP65, IP66, IP67 (gemäß EN 60529) Abmessungen (H x B x T) Gewicht ca. 126 x 30 x 26,5 mm ca. 125 g, je nach Modultyp 16 Version: EPPxxxx

17 Montage und Verkabelung Befestigung Hinweis Anschlüsse vor Verschmutzung schützen! Schützen Sie während der Montage der Module alle Anschlüsse vor Verschmutzung! Die Schutzart IP65 ist nur gewährleistet, wenn alle Kabel und Stecker angeschlossen sind! Nicht benutzte Anschlüsse müssen mit den entsprechenden Steckern geschützt werden! Steckersets siehe Katalog. Module mit schmalem Gehäuse werden mit zwei M3-Schrauben montiert. Module mit breitem Gehäuse werden mit zwei M3-Schrauben an den in den Ecken angeordneten oder mit zwei M4-Schrauben an den zentriert angeordneten Befestigungslöchern montiert. Die Schrauben müssen länger als 15 mm sein. Die Befestigungslöcher der Module besitzen kein Gewinde. Beachten Sie bei der Montage, dass die Feldbusanschlüsse die Gesamthöhe noch vergrößert. Siehe Kapitel Zubehör. Montageschiene ZS Die Montageschiene ZS (500 mm x 129 mm) ermöglicht einen zeitsparenden Aufbau der Module. Die Schiene besteht aus rostfreiem Stahl (V2A), ist 1,5 mm stark mit passend vorgefertigten M3-Gewinden. Die Schiene hat 5,3 mm Langlöcher um sie mit M5-Schrauben an der Maschine zu befestigen. Abb. 10: Montageschiene ZS Die Montageschiene ist 500 mm lang und erlaubt bei einem Modulabstand von 2 mm die Montage von 15 schmalen Modulen. Sie kann applikationsspezifisch gekürzt werden. Montageschiene ZS Die Montageschiene ZS (500 mm x 129 mm) bietet neben den M3- auch vorgefertigte M4- Gewinde zur Befestigung der 60 mm breiten Module über deren mittlere Bohrungen. Bis zu 14 schmale oder 7 breite Module können gemischt montiert werden Zusätzliche Prüfungen Die Boxen sind folgenden zusätzlichen Prüfungen unterzogen worden: EPPxxxx Version:

18 Montage und Verkabelung Prüfung Vibration Schocken Erläuterung 10 Frequenzdurchläufe, in 3 Achsen 5 Hz < f < 60 Hz Auslenkung 0,35 mm, konstante Amplitude 60,1 Hz < f < 500 Hz Beschleunigung 5 g, konstante Amplitude 1000 Schocks je Richtung, in 3 Achsen 35 g, 11 ms 18 Version: EPPxxxx

19 Montage und Verkabelung Anzugsmomente für Steckverbinder M8-Steckverbinder Es wird empfohlen die M8-Steckverbinder mit einem Drehmoment von 0,4 Nm festzuziehen. Bei Verwendung des Drehmoment-Schraubendrehers ZB8800 ist auch ein max. Drehmoment von 0,5 Nm zulässig. Abb. 11: EtherCAT P-Box mit M8 Steckverbindern M12-Steckverbinder Es wird empfohlen die M12-Steckverbinder mit einem Drehmoment von 0,6 Nm festzuziehen. Abb. 12: EtherCAT P-Box mit M8- und M12 Steckverbindern EPPxxxx Version:

20 Montage und Verkabelung 7/8"-Steckverbinder Es wird empfohlen die 7/8"-Steckverbinder mit einem Drehmoment von 1,5 Nm festzuziehen. Abb. 13: 7/8"-Steckverbinder Drehmomentschlüssel Abb. 14: Drehmomentschlüssel ZB8801 Hinweis Korrektes Drehmoment sicherstellen Verwenden Sie die von Beckhoff lieferbaren Drehmomentschlüssel um die Steckverbinder festzuziehen (siehe ZB8800, ZB )! 20 Version: EPPxxxx

21 Montage und Verkabelung 3.2 EtherCAT-Anschluss an EPP Für den ankommenden EtherCAT-Anschluss verfügt die EPP über eine grün gekennzeichnete M8-Buchse. Abb. 15: EtherCAT Schnittstelle an EPP Belegung Es gibt verschiedene Standards für die Belegung und Farben bei Steckverbindern und Leitung für Ethernet/ EtherCAT. Ethernet/EtherCAT Steckverbinder Leitung Norm Signal Beschreibung M8 M12 RJ45 1 ZB9010, ZB9020, ZB9030, ZB9032, ZK , ZK1090-3xxx-xxxx ZB9031 und alte Versionen von ZB9030, ZB9032, ZK1090-3xxx-xxxx TIA-568B Tx + Transmit Data+ Pin 1 Pin 1 Pin 1 gelb 2 orange/weiß 3 weiß/orange Tx - Transmit Data- Pin 4 Pin 3 Pin 2 orange 2 orange 3 orange Rx + Receive Data+ Pin 2 Pin 2 Pin 3 weiß 2 blau/weiß 3 weiß/grün Rx - Receive Data- Pin 3 Pin 4 Pin 6 blau 2 blau 3 grün Shield Abschirmung Gehäuse Schirmblech Schirm Schirm Schirm 1 ) farbliche Markierungen nach EN im vierpoligen RJ45-Steckverbinder ZS ) Aderfarben nach EN ) Aderfarben Hinweis Anpassung der Farbkodierung für die Leitungen ZB9030, ZB9032 und ZK1090-3xxxx-xxxx (mit M8-Steckverbindern) Zur Vereinheitlichung wurden die gängigen Leitungen ZB9030, ZB9032 und ZK1090-3xxxxxxx, also die mit M8-Steckverbindern vorkonfektionierten Leitungen auf die Farben der EN61918 umgestellt (gelb, orange, weiß, blau). Es sind also verschiedene Farbkodierungen im Umlauf. Die elektrischen Eigenschaften sind aber absolut identisch! 3.3 EtherCAT P EtherCAT P - Spannungs- und Signalversorgung Für den ankommenden und weiterführenden EtherCAT-P-Anschluss verfügt die EtherCAT-P-Box (EPPxxxx) über zwei rot gekennzeichnete M8-Buchsen. EPPxxxx Version:

22 Montage und Verkabelung Abb. 16: EtherCAT-P-Box: M8, 30 mm Gehäuse Belegung Als Kabel wird ein Industrie-CAT5-Kabel verwendet, an das ein EtherCAT-P-kodierter M8-Steckverbinder angeschlossen wird. Nachfolgend die Belegung der Beckhoff-EtherCAT-P-Kabel. EtherCAT P Steckverbinder Aderfarben Kabel Signal Beschreibung Spannung Beschreibung M8 ZB7000, ZB7001 Tx + Transmit Data+ GND S GND für U S 1 gelb 1 Rx + Receive Data+ GND P GND für U P 2 weiß 1 Rx - Receive Data- U P Peripheriespannung für Aktoren Tx - Transmit Data- U S System- und Sensorversorgung 3 blau 1 4 orange 1 Shield Abschirmung Shield Abschirmung Schirm Schirm *1) Aderfarben nach EN Hier [} 27] finden Sie die EtherCAT-P-Kabel. 22 Version: EPPxxxx

23 Montage und Verkabelung EtherCAT P - Leitungslängen, Spannung und Strom berechnen In dem Kapitel EtherCAT P Tab [} 48] ist ein Planungstool beschrieben um die Leitungslängen, Spannungen und Ströme des EtherCAT-P-Systems zu berechnen EtherCAT-P-LEDs Abb. 17: EtherCAT-P-LEDs LED-Anzeigen LED Anzeige Bedeutung IN L/A aus keine Verbindung zum vorhergehenden EtherCAT-P-Modul leuchtet LINK: Verbindung zum vorhergehenden EtherCAT-P-Modul blinkt ACT: Kommunikation mit vorhergehenden EtherCAT-P-Modul OUT L/A aus keine Verbindung zum nachfolgendem EtherCAT-P-Modul leuchtet LINK: Verbindung zum nachfolgendem EtherCAT-P-Modul blinkt ACT: Kommunikation mit nachfolgendem EtherCAT-P-Modul Run aus EtherCAT-P-Modul ist im Status Init blinkt schnell EtherCAT-P-Modul ist im Status Pre-Operational blinkt langsam EtherCAT-P-Modul ist im Status Safe-Operational leuchtet EtherCAT-P-Modul ist im Status Operational Hinweis EtherCAT-Stati Die verschiedenen Stati, eines EtherCAT-P-Moduls sind in der System Basis-Dokumentation zu EtherCAT beschrieben, die auf unserer Homepage ( unter Downloads zur Verfügung steht. EPPxxxx Version:

24 Montage und Verkabelung 3.4 EtherCAT-P-Versorgung EtherCAT-P-Anschluss Achtung Beschädigung des Gerätes möglich! Setzen Sie das EtherCAT/EtherCAT-P-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie mit der Montage, Demontage oder Verdrahtung der Module beginnen! Die Einspeisung und Weiterleitung von EtherCAT P erfolgt über zwei EtherCAT-P-kodierte M8- Steckverbinder am oberen Ende der Module: IN: linker M8-Steckverbinder in EtherCAT-P-kodierung zur Einspeisung von EtherCAT P OUT: rechter M8-Steckverbinder in EtherCAT-P-kodierung zur Weiterleitung von EtherCAT P Abb. 18: EtherCAT-P-Box, Anschlüsse für EtherCAT P Abb. 19: Pinbelegung M8, EtherCAT P In und EtherCAT P Out Kontaktbelegung Kontakt Signal Spannung 1 Tx + GNDs 2 Rx + GNDp 3 Rx - Peripheriespannung U P, +24 V DC 4 Tx - Steuerspannung U S, +24 V DC Gehäuse Schirm Schirmung Die Kontakte der EtherCAT-P-kodierten M8-Steckverbinder tragen einen maximalen Strom von 3 A. Zwei LEDs zeigen den Status der Versorgungsspannungen an. Steuerspannung U S 24 V DC Aus der 24 V DC Steuerspannung U S werden der Feldbus, die Prozessor-Logik, die Eingänge und auch die Sensorik versorgt. 24 Version: EPPxxxx

25 Montage und Verkabelung Peripheriespannung U P 24 V DC Die Peripheriespannung U P versorgt die digitalen Ausgänge, sie kann separat zugeführt werden. Wird die Lastspannung abgeschaltet, bleiben die Feldbus-Funktion sowie Versorgung und Funktion der Eingänge erhalten. Achtung Maximalen Strom beachten! Beachten Sie auch bei der Weiterleitung von EtherCAT P, dass jeweils der für die M8- Steckverbinder maximal zulässige Strom von 3 A nicht überschritten wird! Galvanische Trennung Digitale Module Bei den digitalen Ein-/Ausgabemodulen sind die Massen von Steuerspannung (GND S ) und Peripheriespannung (GND P ) galvanisch voneinander getrennt! Analoge Module Bei den analogen Ein-/Ausgabemodulen sind die Massen von Steuerspannung (GND S ) und Peripheriespannung (GND P ) galvanisch voneinander getrennt, um die galvanische Trennung der Analogsignale von der Steuerspannung zu gewährleisten. Bei einigen Analogmodulen wird die Sensorik bzw. Aktorik aus U P versorgt - damit kann z.b. bei 0 bis 10 V Eingängen eine beliebige Referenzspannung (0 bis 30 V) an U P angeschlossen werden. Diese steht dann den Sensoren zur Verfügung (z.b. geglättete 10 V für Messpotentiometer). EPPxxxx Version:

26 Montage und Verkabelung Status-LEDs für die Spannungsversorgung Abb. 20: Status-LEDs für die Spannungsversorgung LED-Anzeigen LED Anzeige Bedeutung U S (Steuerspannung) aus Versorgungsspannung U S nicht vorhanden U P (Peripheriespannung) aus leuchtet grün leuchtet rot leuchtet grün Versorgungsspannung U S vorhanden Wegen Überlastung (Strom > 0,5 A) wurde die aus Versorgungsspannung U S erzeugte Sensorversorgung für alle daraus gespeisten Sensoren abgeschaltet. Versorgungsspannung U P nicht vorhanden Versorgungsspannung U P vorhanden 26 Version: EPPxxxx

27 Montage und Verkabelung 3.5 Verkabelung Eine Auflistung der EtherCAT-P-Kabel, EtherCAT-Kabel, Powerkabel, Sensorkabel, Ethernet-/EtherCAT- Steckverbinder sowie feldkonfektionierbare Steckverbinder finden Sie unter dem folgenden Link: beckhoff.de/default.asp?ethercat-box/ethercat_box_cables.htm?id= Die dazugehörigen Datenblätter finden Sie unter dem folgenden Link: downloadfinder/default.htm?id= &cat1= &cat2= EtherCAT-P-Kabel Für die Verbindung von EtherCAT P stehen konfektionierte M8-Kabel in verschiedenen Längen und den Varianten: Stecker offenes Ende, Stecker Stecker oder Stecker Buchse zur Verfügung. Abb. 21: EtherCAT-P-Kabel: ZK700x xxx, ZK700x xxx und ZK700x xxx Verwenden Sie zur Verbindung von EtherCAT-P-Geräten nur geschirmte Ethernet-Kabel, die mindestens der Kategorie 5 (CAT5) nach EN bzw. ISO/IEC entsprechen. Hinweis Empfehlungen zur Verkabelung Detailliert Empfehlungen zur Verkabelung von EtherCAT können Sie der Dokumentation "Auslegungsempfehlungen zur Infrastruktur für EtherCAT/Ethernet" entnehmen, die auf zum Download zur Verfügung steht. EPPxxxx Version:

28 Montage und Verkabelung Abb. 22: EtherCAT-P-Box-Zubehör Nummer Beschreibung Link 1 Leitung für EtherCAT-Signalein- und -ausgang RJ45 EtherCAT-/Ethernet-Leitung 2 Leitung für EtherCAT P: Ultraschnelle Kommunikation und Power auf einem Kabel M8 EtherCAT-P-Leitung 3 Leitung für EtherCAT-Signalein- und -ausgang M8 EtherCAT-Leitung 4 Leitung für M8-Stromversorgung M8 Powerleitung 5 Leitung für M8-Signalanschluss M8 Sensorleitung 6 Leitung für M12-Signalanschluss M12 Sensorleitung 7 Geschirmte Leitung für M12-Signalanschluss M12 Sensorleitung, geschirmt Feldkonfektionierbare Steckverbinder für EtherCAT P Für EtherCAT P stehen feldkonfektionierbare M8-Steckverbinder als Stecker und als Buchse zur Verfügung. Abb. 23: EtherCAT P: Feldkonfektionierbare Steckverbinder 28 Version: EPPxxxx

29 Montage und Verkabelung Sensorkabel Abb. 24: Auswahl verschiedener Sensorkabel von Beckhoff EPPxxxx Version:

30 Montage und Verkabelung 3.6 UL-Anforderungen Die Installation der nach UL zertifizierten EtherCAT Box Module / EtherCAT P Box Module muss den folgenden Anforderungen entsprechen. Versorgungsspannung VORSICHT VORSICHT VORSICHT! von einer isolierten, mit einer Sicherung (entsprechend UL248) von maximal 4 A geschützten Quelle, oder von einer Spannungsquelle die NEC class 2 entspricht stammt. Eine Spannungsquelle entsprechend NEC class 2 darf nicht seriell oder parallel mit einer anderen NEC class 2 entsprechenden Spannungsquelle verbunden werden! VORSICHT! Zur Einhaltung der UL-Anforderungen dürfen die EtherCAT Box Module / Ether- CAT P Box Module nicht mit unbegrenzten Spannungsquellen verbunden werden! Netzwerke VORSICHT VORSICHT! Zur Einhaltung der UL-Anforderungen dürfen die EtherCAT Box Module / Ether- CAT P Box Module nicht mit Telekommunikations-Netzen verbunden werden! Umgebungstemperatur VORSICHT VORSICHT! Zur Einhaltung der UL-Anforderungen dürfen die EtherCAT Box Module / Ether- CAT P Box Module nur in einem Umgebungstemperaturbereich von 0 bis 55 C betrieben werden! Kennzeichnung für UL Alle nach UL (Underwriters Laboratories) zertifizierten EtherCAT Box Module / EtherCAT P Box Module sind mit der folgenden Markierung gekennzeichnet. Abb. 25: UL-Markierung 30 Version: EPPxxxx

31 Montage und Verkabelung 3.7 ATEX-Hinweise ATEX - Besondere Bedingungen WARNUNG Beachten Sie die besonderen Bedingungen für die bestimmungsgemäße Verwendung von EtherCAT-Box-Modulen / EtherCAT P Box Modulen in explosionsgefährdeten Bereichen Richtlinie 94/9/EG! Die zertifizierten Komponenten sind mit dem Schutzgehäuse BG [} 32] zu errichten, das einen Schutz gegen mechanische Gefahr gewährleistet! Wenn die Temperaturen bei Nennbetrieb an den Einführungsstellen der Kabel, Leitungen oder Rohrleitungen höher als 70 C oder an den Aderverzweigungsstellen höher als 80 C ist, so müssen Kabel ausgewählt werden, deren Temperaturdaten den tatsächlich gemessenen Temperaturwerten entsprechen! Beachten Sie beim Einsatz von EtherCAT-Box-Modulen / EtherCAT P Box Modulen in explosionsgefährdeten Bereichen den zulässigen Umgebungstemperaturbereich von 0-55 C! Es müssen Maßnahmen zum Schutz gegen Überschreitung der Nennbetriebsspannung durch kurzzeitige Störspannungen um mehr als 40% getroffen werden! Die Anschlüsse der zertifizierten Komponenten dürfen nur verbunden oder unterbrochen werden, wenn die Versorgungsspannung abgeschaltet wurde bzw. bei Sicherstellung einer nicht-explosionsfähigen Atmosphäre! Normen Die grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen werden durch Übereinstimmung mit den folgenden Normen erfüllt: EN : 2006 EN : 2005 Kennzeichnung Die für den explosionsgefährdeten Bereich zertifizierten EtherCAT Box Module / EtherCAT P Box Module tragen folgende Kennzeichnung: II 3 G Ex na II T4 DEKRA 11ATEX0080 X Ta: 0-55 C oder II 3 G Ex na nc IIC T4 DEKRA 11ATEX0080 X Ta: 0-55 C EPPxxxx Version:

32 Montage und Verkabelung Batch-Nummer (D-Nummer) Die EtherCAT Box Module / EtherCAT P Box Module tragen eine Batch-Nummer (D-Nummer), die wie folgt aufgebaut ist: D: KW JJ FF HH WW - Produktionswoche (Kalenderwoche) YY - Produktionsjahr FF - Firmware-Stand HH - Hardware-Stand Beispiel mit Ser. Nr.: : 29 - Produktionswoche Produktionsjahr Firmware-Stand Hardware-Stand BG Schutzgehäuse für EtherCAT Box WARNUNG Verletzungsgefahr durch Stromschlag und Beschädigung des Gerätes möglich! Setzen Sie das EtherCAT-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie mit der Montage, Demontage oder Verdrahtung der Module beginnen! ATEX Das Schutzgehäuse BG wird über eine einzelne EtherCAT Box montiert, um die Einhaltung der besonderen Bedingungen gemäß ATEX [} 31] zu erfüllen. Installation Schieben Sie die Anschlussleitungen für EtherCAT, Spannungsversorgung und die Sensoren/Aktoren durch die Öffnung des Schutzgehäuses BG Abb. 26: BG , Anschlussleitungen durchschieben 32 Version: EPPxxxx

33 Montage und Verkabelung Schrauben Sie die Anschlussleitungen für die EtherCAT, Spannungsversorgung und die Sensoren/Aktoren an der EtherCAT Box fest. Abb. 27: BG , Anschlussleitungen festschrauben Montieren Sie das Schutzgehäuses BG über der EtherCAT Box. Abb. 28: BG , Schutzgehäuse montieren EPPxxxx Version:

34 Montage und Verkabelung ATEX-Dokumentation Hinweis Hinweise zum Einsatz von EtherCAT-Box-Modulen (EPxxxx-xxxx) oder Ether- CAT P Box Modulen (EPPxxxx-xxxx) in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX) Beachten Sie auch die weiterführende Dokumentation Hinweise zum Einsatz von Ether- CAT-Box-Modulen (EPxxxx-xxxx) und EtherCAT P Box Modulen (EPPxxxx-xxxx) in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX) die Ihnen auf der Beckhoff-Homepage im Bereich Download zur Verfügung steht! 34 Version: EPPxxxx

35 Inbetriebnahme/Konfiguration 4 Inbetriebnahme/Konfiguration 4.1 Konfigurationserstellung TwinCAT - Manuell In diesem Teil der Dokumentation wird die manuelle Konfiguration einer EtherCAT-Box/EtherCAT-P-Box in TwinCAT beschrieben. Unterscheidung Online/Offline Die Unterscheidung Online/Offline bezieht sich auf das Vorhandensein der tatsächlichen I/O-Umgebung (Antriebe, Klemmen, Box-Module). Wenn die Konfiguration im Vorfeld der Anlagenerstellung z.b. auf einem Laptop als Programmiersystem erstellt werden soll, ist nur die "Offline-Konfiguration" möglich. Dann müssen alle Komponenten händisch in der Konfiguration z.b. nach Elektro-Planung eingetragen werden (wie nachfolgend unter Konfigurationserstellung TwinCAT - Manuell beschrieben ist). Ist die vorgesehene Steuerung bereits an das EtherCAT-System angeschlossen, alle Komponenten mit Spannung versorgt und die Infrastruktur betriebsbereit, kann die TwinCAT Konfiguration auch vereinfacht durch das so genannte "Scannen" vom Runtime-System aus erzeugt werden. Dies ist der so genannte Online-Vorgang. In jedem Fall prüft der EtherCAT-/ EtherCAT-P-Master bei jedem realen Hochlauf, ob die vorgefundenen Geräte der Konfiguration entsprechen. Dieser Test kann in den erweiterten Device-Einstellungen parametriert werden. Damit die aktuellsten Features/Einstellungen des Masters genutzt werden können, sollte immer die aktuellste ESI-Datei heruntergeladen werden. Beachten Sie bitte deshalb den nachfolgenden Hinweis. EPPxxxx Version:

36 Inbetriebnahme/Konfiguration Hinweis Installation der neusten ESI-XML-Device-Description Der TwinCAT Systemmanager benötigt zur Konfigurationserstellung im Online- und Offline- Modus die Gerätebeschreibungsdateien der zu verwendeten Geräte. Die Gerätebeschreibungen sind die so genannten ESI (EtherCAT Slave Information) in Form von XML-Dateien. Diese Dateien können vom jeweiligen Hersteller angefordert werden bzw. werden zum Download bereitgestellt. Auf der Beckhoff Website werden die ESI für Beckhoff EtherCAT-/ EtherCAT-P-Geräte bereitgehalten ( Die ESI-Dateien sind im Installationsverzeichnis von Twin- CAT (Standardeinstellung: C:\TwinCAT\IO\EtherCAT) abzulegen. Beim Öffnen eines neuen Systemmanager-Fensters werden die Dateien einmalig eingelesen. TwinCAT bringt bei der Installation die Beckhoff-ESI-Dateien mit, die zum Erstellungszeitpunkt des TwinCAT builds aktuell waren. Ab TwinCAT 2.11 und in TwinCAT 3 kann aus dem Systemmanager heraus das ESI-Verzeichnis aktualisiert werden, wenn der Programmier-PC mit dem Internet verbunden ist (TwinCAT EtherCAT-Devices Update Device Description ) Manuelles Anfügen eines Moduls Das EtherCAT-System muss sich in einem sicheren, spannungslosen Zustand befinden bevor Sie die EtherCAT-/EtherCAT-P-Module an das EtherCAT-Netzwerk anschließen. Nach Einschalten der Betriebsspannung öffnen Sie den TwinCAT System Manager [} 46] (Config- Mode) Fügen Sie ein neues E/A-Gerät an. Im nachfolgenden Dialog wählen Sie das Gerät EtherCAT (Direct Mode), bestätigen Sie mit OK. 36 Version: EPPxxxx

37 Inbetriebnahme/Konfiguration Abb. 29: Anfügen eines neuen E/A-Gerätes (E/A-Geräte -> Rechte Maustaste -> Gerät anfügen...) Abb. 30: Auswahl des Gerätes (EtherCAT) Fügen Sie eine neue Box an. EPPxxxx Version:

38 Inbetriebnahme/Konfiguration Abb. 31: Anfügen einer neuen Box (Gerät -> Rechte Maustaste -> Box anfügen...) Im angezeigten Dialog wählen Sie die gewünschte Box (z.b. EPP ), bestätigen Sie mit OK. Abb. 32: Auswahl einer Box (z.b. EPP ) 38 Version: EPPxxxx

39 Inbetriebnahme/Konfiguration 4.2 Konfigurationserstellung TwinCAT - Online scan In diesem Teil der Dokumentation wird die Konfiguration einer physisch vorhandenen EtherCAT-/EtherCAT- P-Box in TwinCAT beschrieben. Online Konfigurationserstellung Scannen (TwinCAT 3.x) Unterscheidung Online/Offline Die Unterscheidung Online/Offline bezieht sich auf das Vorhandensein der tatsächlichen I/O-Umgebung (Antriebe, Klemmen, Box-Module). Wenn die Konfiguration im Vorfeld der Anlagenerstellung z.b. auf einem Laptop als Programmiersystem erstellt werden soll, ist nur die "Offline-Konfiguration" möglich. Dann müssen alle Komponenten händisch in der Konfiguration z.b. nach Elektro-Planung eingetragen werden (wie unter Konfigurationserstellung TwinCAT - Manuell beschrieben ist). Ist die vorgesehene Steuerung bereits an das EtherCAT System angeschlossen, alle Komponenten mit Spannung versorgt und die Infrastruktur betriebsbereit, kann die TwinCAT Konfiguration auch vereinfacht durch das so genannte "Scannen" vom Runtime-System aus erzeugt werden. Dies ist der so genannte Online-Vorgang. In jedem Fall prüft die EtherCAT /EtherCAT P Box bei jedem realen Hochlauf, ob die vorgefundenen Geräte der Konfiguration entsprechen. Damit die aktuellsten Features/Einstellungen der EtherCAT EtherCAT P Box genutzt werden können, sollte immer die aktuellste ESI-Datei heruntergeladen werden. Beachten Sie bitte deshalb den nachfolgenden Hinweis. Hinweis Installation der neusten ESI-XML-Device-Description Der TwinCAT Systemmanager benötigt zur Konfigurationserstellung im Online- und Offline- Modus die Gerätebeschreibungsdateien der zu verwendeten Geräte. Die Gerätebeschreibungen sind die so genannten ESI (EtherCAT Slave Information) in Form von XML-Dateien. Diese Dateien können vom jeweiligen Hersteller angefordert werden bzw. werden zum Download bereitgestellt. Auf der Beckhoff Website werden die ESI für Beckhoff EtherCAT / EtherCAT P Geräte bereitgehalten ( Die ESI-Dateien sind im Installationsverzeichnis von Twin- CAT (Standardeinstellung: C:\TwinCAT\IO\EtherCAT) abzulegen. Beim Öffnen eines neuen Systemmanager-Fensters werden die Dateien einmalig eingelesen. TwinCAT bringt bei der Installation die Beckhoff-ESI-Dateien mit, die zum Erstellungszeitpunkt des TwinCAT builds aktuell waren. Ab TwinCAT 2.11 und in TwinCAT 3 kann aus dem Systemmanager heraus das ESI-Verzeichnis aktualisiert werden, wenn der Programmier-PC mit dem Internet verbunden ist (TwinCAT EtherCAT-Devices Update Device Description ) Zur Konfigurationserstellung EPPxxxx Version:

40 Inbetriebnahme/Konfiguration muss die reale EtherCAT /EtherCAT P und IO-Link-Hardware (Geräte, Koppler, Antriebe) vorliegen und installiert sein. die Geräte/Module müssen über EtherCAT /EtherCAT P Kabel oder IO-Link-Kabel so verbunden sein wie sie später eingesetzt werden sollen. die Geräte/Module müssen mit Energie versorgt werden und kommunikationsbereit sein. TwinCAT muss auf dem Zielsystem im CONFIG-Modus sein. Der Online-Scan-Vorgang setzt sich zusammen aus: Erkennen des EtherCAT /EtherCAT P Gerätes (Ethernet-Port am IPC) Erkennen der angeschlossenen EtherCAT /EtherCAT P Teilnehmer. Dieser Schritt kann auch unabhängig vom vorherigen Schritt durchgeführt werden. Problembehandlung Auch kann der Scan bei bestehender Konfiguration zum Vergleich durchgeführt werden. Erkennen/Scan des EtherCAT /EtherCAT P Geräts Befindet sich das TwinCAT-System im Config-Modus (TwinCAT Icon blau bzw. blaue Anzeige im Systemmanager) kann online nach Geräten gesucht werden. Abb. 33: TwinCAT Anzeige Config-Modus Hinweis Online Scannen im Config Mode Die Online-Suche im RUN-Modus (produktiver Betrieb) ist nicht möglich. Es ist die Unterscheidung zwischen TwinCAT-Programmiersystem und TwinCAT-Zielsystem zu beachten. Das TwinCAT-Icon neben der Windows-Uhr stellt immer den TwinCAT- Modus des lokalen IPC dar. Im Systemmanager-Fenster wird dagegen der TwinCAT-Zustand des Zielsystems gezeigt. Im Konfigurationsbaum bringt Sie ein Rechtsklick auf den Punkt I/O Devices zum Such-Dialog. 40 Version: EPPxxxx

41 Inbetriebnahme/Konfiguration Abb. 34: Scan Devices Dieser Scan-Modus versucht nicht nur EtherCAT /EtherCAT P Geräte (bzw. die als solche nutzbaren Ethernet-Ports) zu finden, sondern auch NOVRAM, Feldbuskarten, SMB etc. Nicht alle Geräte können jedoch automatisch gefunden werden. Abb. 35: Hinweis automatischer Gerätescan Ethernet Ports mit installierten TwinCAT Realtime-Treiber werden als "RT-Ethernet" Geräte angezeigt. Testweise wird an diesen Ports ein EtherCAT-Frame verschickt. Erkennt der Scan-Agent an der Antwort, dass ein EtherCAT /EtherCAT P Gerät angeschlossen ist, wird der Port allerdings gleich als "EtherCAT Device" angezeigt. Abb. 36: erkannte Ethernet-Geräte Für alle angewählten Geräte wird nach Bestätigung "OK" im nachfolgenden ein Teilnehmer-Scan vorgeschlagen (siehe nachfolgende Abbildung). EPPxxxx Version:

42 Inbetriebnahme/Konfiguration Erkennen/Scan der EtherCAT Teilnehmer Hinweis Funktionsweise Online Scan Beim Scan fragt der Master die Identity Information des EtherCAT /EtherCAT P Devices aus dem Device-EEPROM ab. Es werden Name und Revision zur Typbestimmung herangezogen. Die entsprechenden Geräte werden dann in den hinterlegten ESI-Daten gesucht und in dem dort definierten Default-Zustand in den Konfigurationsbaum eingebaut. Wurde ein EtherCAT-Device in der Konfiguration angelegt (manuell oder durch Scan), kann das I/O-Feld nach Teilnehmern/Slaves gescannt werden. Abb. 37: Scan-Abfrage nach dem automatischen Anlegen eines EtherCAT-/EtherCAT-P-Gerätes Die Konfiguration wurde aufgebaut und direkt in den Online-Zustand (OPERATIONAL) versetzt. Das EtherCAT System sollte sich in einem funktionsfähigen zyklischen Betrieb, wie in der nachfolgenden Abbildung dargestellt, befinden. Abb. 38: beispielhafte Online-Anzeige Zu beachten sind: Alle Boxen sollten im OP-State sein "Frames/sec" soll der Zykluszeit unter Berücksichtigung der versendeten Frameanzahl sein es sollen weder übermäßig "LostFrames"- noch CRC-Fehler auftreten 42 Version: EPPxxxx

43 Inbetriebnahme/Konfiguration Die Konfiguration ist nun fertig gestellt. Sie kann auch wie im manuellen Vorgang beschrieben verändert werden. Wie in der nachfolgenden Abbildung sichtbar, wird die angeschlossene EtherCAT /EtherCAT P Box (hier: EPP und EPP ) im TwinCAT Baum angezeigt. Abb. 39: Box-Anzeige nach Scan for boxes Problembehandlung Beim Scannen können verschiedene Effekte auftreten. es wird ein unbekanntes Gerät entdeckt, d.h. ein EtherCAT /EtherCAT P Device für den keine ESI- XML-Beschreibung vorliegt. In diesem Fall bietet der Systemmanager an, die im Gerät eventuell vorliegende ESI auszulesen. Teilnehmer werden nicht richtig erkannt Ursachen können sein - fehlerhafte Datenverbindungen, es treten Datenverluste während des Scans auf - Device hat ungültige Gerätebeschreibung Es sind die Verbindungen und Teilnehmer gezielt zu überprüfen, z.b. durch den Emergency Scan. Der Scan ist dann erneut vorzunehmen. Scan über bestehender Konfiguration Wird der Scan bei bestehender Konfiguration angestoßen, kann die reale I/O-Umgebung genau der Konfiguration entsprechen oder differieren. So kann die Konfiguration verglichen werden. Abb. 40: Identische Konfiguration Sind Unterschiede feststellbar, werden diese im Korrekturdialog angezeigt, die Konfiguration kann umgehend angepasst werden. EPPxxxx Version:

44 Inbetriebnahme/Konfiguration Abb. 41: Beispiel-Korrekturdialog Es wird empfohlen das Häkchen Extended Information zu setzen, weil dadurch Unterschiede in der Revision sichtbar werden. Farbe grün blau hellblau rot Erläuterung dieses EtherCAT-/EtherCAT-P-Device findet seine Entsprechung auf der Gegenseite. Typ und Revision stimmen überein. dieses EtherCAT-/EtherCAT-P-Device ist auf der Gegenseite vorhanden, aber in einer anderen Revision. Ist die gefundene Revision > als die konfigurierte Revision, ist der Einsatz unter Berücksichtung der Kompatibilität möglich. Ist die gefundene Revision < als die konfigurierte Revision, ist der Einsatz vermutlich nicht möglich. Eventuell unterstützt das vorgefundene Gerät nicht alle Funktionen, die der Master von ihm aufgrund der höheren Revision erwartet. dieses EtherCAT-/EtherCAT-P-Device wird ignoriert (Button "Ignore") dieses EtherCAT-/EtherCAT-P-Device ist auf der Gegenseite nicht vorhanden. 44 Version: EPPxxxx

45 Inbetriebnahme/Konfiguration Hinweis Geräte-Auswahl nach Revision, Kompatibilität Mit der ESI-Beschreibung wird auch das Prozessabbild, die Art der Kommunikation zwischen Master und Device/Gerät und ggf. Geräte-Funktionen definiert. Damit muss das reale Gerät (Firmware wenn vorhanden) die Kommunikationsanfragen/-einstellungen des Masters unterstützen. Dies ist abwärtskompatibel der Fall, d.h. neuere Geräte (höhere Revision) sollen es auch unterstützen wenn der EtherCAT-EtherCAT P Master sie als eine ältere Revision anspricht. Als Beckhoff-Kompatibilitätsregel für EtherCAT-Klemmen oder Ether- CAT-/EtherCAT P Boxen ist anzunehmen: Geräte-Revision in der Anlage >= Geräte Revision in der Konfiguration Dies erlaubt auch den späteren Austausch von Geräten ohne Veränderung der Konfiguration (abweichende Vorgaben bei Antrieben möglich). Beispiel: In der Konfiguration wird eine EL vorgesehen, dann kann real eine EL oder höher (-1020, -1021) eingesetzt werden. Wenn im TwinCAT-System aktuelle ESI-Beschreibungen vorliegen, entspricht der im Auswahldialog als letzte Revision angebotene Stand dem Produktionsstand von Beckhoff. Es wird empfohlen, bei Erstellung einer neuen Konfiguration jeweils diesen letzten Revisionsstand eines Gerätes zu verwenden, wenn aktuell produzierte Beckhoff-Geräte in der realen Applikation verwendet werden. Nur wenn ältere Geräte aus Lagerbeständen in der Applikation verbaut werden sollen, ist es sinnvoll eine ältere Revision einzubinden. Abb. 42: Beispiel-Korrekturdialog mit Änderungen Sind alle Änderungen übernommen oder akzeptiert, können sie durch OK in die reale *.tsm-konfiguration übernommen werden. EPPxxxx Version:

46 Inbetriebnahme/Konfiguration 4.3 Konfiguration mit TwinCAT Klicken Sie im linken Fenster des TwinCAT System Managers auf den Baumzweig der EtherCAT-P-Box die Sie konfigurieren möchten (in diesem Beispiel EPP ). Abb. 43: Baumzweig der zu konfigurierenden EtherCAT-P-Box Im rechten Fenster des TwinCAT System Managers stehen Ihnen nun verschiedene Karteireiter zur Konfiguration der EtherCAT-P-Box zur Verfügung. Karteireiter Allgemein Abb. 44: Karteireiter Allgemein Name Id Typ Kommentar Disabled Symbole erzeugen Name des EtherCAT-P-Geräts Laufende Nr. des EtherCAT-P-Geräts Typ des EtherCAT-P-Geräts Hier können Sie einen Kommentar (z.b. zum Anlagenteil) hinzufügen. Hier können Sie das EtherCAT-P-Gerät deaktivieren. Nur wenn dieses Kontrollkästchen aktiviert ist, können Sie per ADS auf diesen EtherCAT-P-Slave zugreifen. 46 Version: EPPxxxx

47 Inbetriebnahme/Konfiguration Karteireiter EtherCAT Abb. 45: Karteireiter EtherCAT Typ Product/Revision Auto Inc Adr. EtherCAT Adr. Vorgänger Port Weitere Einstellungen Typ des EtherCAT-P-Geräts Produkt- und Revisions-Nummer des EtherCAT-P-Geräts Auto-Inkrement-Adresse des EtherCAT-P-Geräts. Die Auto-Inkrement-Adresse kann benutzt werden, um jedes EtherCAT-P-Gerät anhand seiner physikalischen Position im Kommunikationsring zu adressieren. Die Auto- Inkrement-Adressierung wird während der Start-Up-Phase benutzt, wenn der EtherCAT-P-master die Adressen an die EtherCAT-P-Geräte vergibt. Bei der Auto-Inkrement-Adressierung hat der erste EtherCAT-P-Slave im Ring die Adresse 0000 hex und für jeden weiteren Folgenden wird die Adresse um 1 verringert (FFFF hex, FFFE hex usw.). Feste Adresse eines EtherCAT-P-Slaves. Diese Adresse wird vom EtherCAT-P- Master während der Start-Up-Phase vergeben. Um den Default-Wert zu ändern, müssen Sie zuvor das Kontrollkästchen links von dem Eingabefeld markieren. Name und Port des EtherCAT-P-Geräts, an den dieses Gerät angeschlossen ist. Falls es möglich ist, dieses Gerät mit einem anderen zu verbinden, ohne die Reihenfolge der EtherCAT-P-Geräte im Kommunikationsring zu ändern, dann ist dieses Kombinationsfeld aktiviert und Sie können das EtherCAT-P-Gerät auswählen, mit dem dieses Gerät verbunden werden soll. Diese Schaltfläche öffnet die Dialoge für die erweiterten Einstellungen. Der Link am unteren Rand des Karteireiters führt Sie im Internet auf die Produktseite dieses EtherCAT-P- Geräts. EPPxxxx Version:

48 Inbetriebnahme/Konfiguration Karteireiter EtherCAT P Ab TwinCAT 3 Build 4020 verfügt TwinCAT über das Tab EtherCAT P. Dieses Tab bietet ein Planungstool, um Spannungen, Ströme und Kabellängen des EtherCAT-P-Systems zu berechnen. Die nachfolgende Abbildung zeigt das Tab EtherCAT P wenn kein Device an dem Verteiler-Device angeschlossen ist (A). Abb. 46: Karteireiter EtherCAT P: Kein Device an Verteiler-Device angeschlossen Sobald ein Device an dem Verteiler-Device angeschlossen ist (A), wird auch die Nummer/Buchstabe des Ports angezeigt (siehe nachfolgende Abbildung, B). Abb. 47: Karteireiter EtherCAT P: Ein Device an Verteiler-Device angeschlossen Sind drei Devices an den drei Ports des Verteiler-Devices angeschlossen (A), werden diese wie in der nachfolgenden Abbildung dargestellt, angezeigt (B). 48 Version: EPPxxxx

49 Inbetriebnahme/Konfiguration Abb. 48: Karteireiter EtherCAT P: Drei Devices am Verteiler-Device angeschlossen Wie Sie sich die Topologie Ihres EtherCAT-P-Systems in TwinCAT anzeigen lassen können, wird hier [} 51] beschrieben. EPPxxxx Version:

50 Inbetriebnahme/Konfiguration Port Wire Gauge Kennzeichnung der Ports mit Nummern/Buchstaben wie zuvor beschrieben Auswahl der Aderquerschnittsfläche des Kabels welches verwendet werden soll AWG 22 = 0,34 mm² AWG 24 = 0,22 mm² AWG 26 = 0,14 mm² Length (m) Check EtherCAT P System Type Actual Voltage (V) Min Voltage (V) Internal Load (A) Load (A) Load Type Angabe der Kabellänge die verwendet werden soll Ist mindestens ein Device an der Steuerung angeschlossen, kann das angeschlossene EtherCAT-P-System geprüft werden. Auflistung der beiden Spannungen: Steuerspannung U S, Lastspannung U P Die jeweilige Spannung mit der das System versorgt wird, kann manuell eingetragen werden. Die Default-Einstellung ist 24,00 V. Die minimale Spannung wird durch das Device vorgegeben und in der ESI-Datei beschrieben. Nach dieser ist das EtherCAT-P-System auszulegen. Diese Spannung gilt es nicht zu unterschreiten. Der Strom den das Device verbraucht, wird aus der ESI-Datei der jeweiligen Box gelesen Der Gesamtverbrauch der an den Schnittstellen angeschlossenen Sensoren/ Aktoren kann hier angegeben werden, z.b. 100 ma. An dieser Stelle kann die Charakteristik der Last, welche an die Devices angeschlossen wird, ausgewählt werden. Welche der drei Auswahlmöglichkeiten (Sw Regulator, LDO, Resistor) auf Ihre Last zutrifft, müssen Sie dem zugehörigen Datenblatt entnehmen. Im Zweifelsfall wählen Sie bitte den Default- Wert Sw Regulator aus. Sw Regulator: Schaltregler, verbrauchen mehr Energie und benötigen deshalb ein effizientes Netzteil LDO: Low-Drop-Spannungsregler, häufig ist der Energiebedarf klein und die Wärmeabfuhr stellt kein Problem dar Beispiel: Näherungssensor Resistor: elektronische, passive Bauteile Beispiel: Relais, Spule Wenn Sie auf den Button Check EtherCAT P System klicken, werden alle Devices die an Ihrem TwinCAT- Baum angefügt sind wie nachfolgend dargestellt aufgelistet. Abb. 49: Check EtherCAT P System 50 Version: EPPxxxx

51 Inbetriebnahme/Konfiguration Check US, Check UP Name Supply Voltage (V) Min Voltage (V) Input Resistance (Ω) Current (A) Load (A) Cable Length (m) Wire Gauge Auswahl, welche der beiden Spannungen überprüft werden soll. Bezeichnungen des im TwinCAT Baum angefügten Devices Spannung mit der die Boxen versorgt werden. Für Device 1 kann die Spannung manuell eingetragen werden. Siehe Beschreibung oben Eingangswiderstand, der über die Kabellänge und den Kabelquerschnitt berechnet wird. Anzeige für den Strom Siehe Beschreibung oben Die verwendete Kabellänge muss manuell eingegeben werden. Siehe Beschreibung oben Anwendungsbeispiel mit Problemfall und Problembehebung In der nachfolgenden Abbildung weist die Planung des EtherCAT-P-Systems kein Problem auf. Alle Spannungen in der Spalte Supply Voltage (V) sind grün hinterlegt. Abb. 50: Check EtherCAT P System ohne Fehler In der nachfolgenden Abbildung weist die Planung einen Fehler auf. Die Supply Voltage (V) der Box 5 unterschreitet die Min. Voltage (V). Das entsprechende Feld ist rot hinterlegt. Der Fehler tritt auf, da längere Kabel verwendet (einstellbar in Cable Length (m)) und zudem AWG 24 anstatt AWG 22 Kabel (einstellbar in Wire Gauge) verwendet werden. Abb. 51: Check EtherCAT P System Fehlerfall Es bieten sich die folgenden drei Möglichkeiten das System anzupassen, damit kein Fehler auftritt: Eine höhere Spannung einspeisen: Es sind max V möglich Ein EtherCAT-P-Kabel mit einer größeren Aderquerschnittsfläche verwenden (AWG 22 anstatt AWG 24) Spannung neu einspeisen Topologie des EtherCAT-P-Systems Sie können sich die Topologie Ihres EtherCAT-P-Systems, wie in der nachfolgenden Abbildung beschrieben, anschauen: EPPxxxx Version:

52 Inbetriebnahme/Konfiguration A: Im TwinCAT-Baum Device1 (EtherCAT) anklicken B: Karteireiter EtherCAT anklicken C: Button Topology anklicken D: Die Topologie Ihres EtherCAT-P-Systems wird angezeigt. Hier als Beispiel: Drei Devices sind an den drei Ports des Verteiler-Devices angeschlossen. Abb. 52: Topologie die EtherCAT-P-Systems Karteireiter Prozessdaten Zeigt die Konfiguration der Prozessdaten an. Die Eingangs- und Ausgangsdaten des EtherCAT-P-Slaves werden als CANopen Prozess-Daten-Objekte (PDO) dargestellt. Falls der EtherCAT-P-Slave es unterstützt, ermöglicht dieser Dialog dem Anwender ein PDO über PDO-Zuordnung auszuwählen und den Inhalt des individuellen PDOs zu variieren. 52 Version: EPPxxxx

53 Inbetriebnahme/Konfiguration Abb. 53: Karteireiter Prozessdaten Sync-Manager Listet die Konfiguration der Sync-Manager (SM) auf. Wenn das EtherCAT-P-Gerät eine Mailbox hat, wird der SM0 für den Mailbox-Output (MbxOut) und der SM1 für den Mailbox-Intput (MbxIn) benutzt. Der SM2 wird für die Ausgangsprozessdaten (Outputs) und der SM3 (Inputs) für die Eingangsprozessdaten benutzt. Wenn ein Eintrag ausgewählt ist, wird die korrespondierende PDO-Zuordnung in der darunter stehenden Liste PDO-Zuordnung angezeigt. PDO-Zuordnung PDO-Zuordnung des ausgewählten Sync-Managers. Hier werden alle für diesen Sync-Manager-Type definierten PDOs aufgelistet: Wenn in der Sync-Manager-Liste der Ausgangs-Sync-Manager (Outputs) ausgewählt ist, werden alle RxPDOs angezeigt. Wenn in der Sync-Manager-Liste der Eingangs-Sync-Manager (Inputs) ausgewählt ist, werden alle TxPDOs angezeigt. Die markierten Einträge sind die PDOs, die an der Prozessdatenübertragung teilnehmen. Diese PDOs werden in der Baumdarstellung des System-Managers als Variablen des EtherCAT-P-Geräts angezeigt. Der Name der Variable ist identisch mit dem Parameter Name des PDO, wie er in der PDO-Liste angezeigt wird. Falls ein Eintrag in der PDO-Zuordnungsliste deaktiviert ist (nicht markiert und ausgegraut), zeigt dies an, dass dieser Eintrag von der PDO-Zuordnung ausgenommen ist. Um ein ausgegrautes PDO auswählen zu können, müssen Sie zuerst das aktuell angewählte PDO abwählen. EPPxxxx Version:

54 Inbetriebnahme/Konfiguration Hinweis Aktivierung der PDO-Zuordnung der EtherCAT-P-Slave einmal den Statusübergang PS (von Pre-Operational zu Safe- Operational) durchlaufen (siehe Karteireiter Online [} 58]) der System-Manager die EtherCAT-P-Slaves neu laden (Schaltfläche ) PDO-Liste Liste aller von diesem EtherCAT-P-Gerät unterstützten PDOs. Der Inhalt des ausgewählten PDOs wird der Liste PDO-Content angezeigt. Durch Doppelklick auf einen Eintrag können Sie die Konfiguration des PDO ändern. Spalte Index Size Name Beschreibung Index des PDO. Größe des PDO in Byte. Name des PDO. Wenn dieses PDO einem Sync-Manager zugeordnet ist, erscheint es als Variable des Slaves mit diesem Parameter als Namen. Flags F Fester Inhalt: Der Inhalt dieses PDO ist fest und kann nicht vom System-Manager geändert werden. SM SU M Obligatorisches PDO (Mandatory). Dieses PDO ist zwingend Erforderlich und muss deshalb einem Sync-Manager Zugeordnet werden! Als Konsequenz können Sie dieses PDO nicht aus der Liste PDO-Zuordnungen streichen Sync-Manager, dem dieses PDO zugeordnet ist. Falls dieser Eintrag leer ist, nimmt dieses PDO nicht am Prozessdatenverkehr teil. Sync-Unit, der dieses PDO zugeordnet ist. PDO-Inhalt Zeigt den Inhalt des PDOs an. Falls das Flag F (fester Inhalt) des PDOs nicht gesetzt ist, können Sie den Inhalt ändern. Download Falls das Gerät intelligent ist und über eine Mailbox verfügt, können die Konfiguration des PDOs und die PDO-Zuordnungen zum Gerät herunter geladen werden. Dies ist ein optionales Feature, das nicht von allen EtherCAT-P-Slaves unterstützt wird. PDO-Zuordnung Falls dieses Kontrollkästchen angewählt ist, wird die PDO-Zuordnung die in der PDO-Zuordnungsliste konfiguriert ist beim Startup zum Gerät herunter geladen. Die notwendigen, zum Gerät zu sendenden Kommandos können in auf dem Karteireiter Startup [} 54] betrachtet werden. PDO-Konfiguration Falls dieses Kontrollkästchen angewählt ist, wird die Konfiguration des jeweiligen PDOs (wie sie in der PDO- Liste und der Anzeige PDO-Inhalt angezeigt wird) zum EtherCAT-P-Slave herunter geladen. Karteireiter Startup Der Karteireiter Startup wird angezeigt, wenn der EtherCAT-P-Slave eine Mailbox hat und das Protokoll CANopen over EtherCAT (CoE) oder das Protokoll Servo drive over EtherCAT unterstützt. Mit Hilfe dieses Karteireiters können Sie betrachten, welche Download-Requests während des Startups zur Mailbox gesendet werden. Es ist auch möglich neue Mailbox-Requests zur Listenanzeige hinzuzufügen. Die Download-Requests werden in derselben Reihenfolge zum Slave gesendet, wie sie in der Liste angezeigt werden. 54 Version: EPPxxxx

55 Inbetriebnahme/Konfiguration Abb. 54: Karteireiter Startup Spalte Transition Protokoll Index Data Kommentar Move Up Move Down New Delete Edit Beschreibung Übergang, in den der Request gesendet wird. Dies kann entweder der Übergang von Pre-Operational to Safe-Operational (PS) oder der Übergang von Safe-Operational to Operational (SO) sein. Wenn der Übergang in "<>" eingeschlossen ist (z.b. <PS>), dann ist der Mailbox Request fest und kann vom Anwender nicht geändert oder gelöscht werden. Art des Mailbox-Protokolls Index des Objekts Datum, das zu diesem Objekt heruntergeladen werden soll. Beschreibung des zu der Mailbox zu sendenden Requests Diese Schaltfläche bewegt den markierten Request in der Liste um eine Position nach oben. Diese Schaltfläche bewegt den markierten Request in der Liste um eine Position nach unten. Diese Schaltfläche fügt einen neuen Mailbox-Download-Request, der während des Startups gesendet werden soll hinzu. Diese Schaltfläche löscht den markierten Eintrag. Diese Schaltfläche editiert einen existierenden Request. Karteireiter CoE - Online Wenn der EtherCAT-P-Slave das Protokoll CANopen over EtherCAT (CoE) unterstützt, wird der zusätzliche Karteireiter CoE - Online angezeigt. Dieser Dialog listet den Inhalt des Objektverzeichnisses des Slaves auf (SDO-Upload) und erlaubt dem Anwender den Inhalt eines Objekts dieses Verzeichnisses zu ändern. Details zu den Objekten der einzelnen EtherCAT-P-Geräte finden Sie in den gerätespezifischen Objektbeschreibungen. EPPxxxx Version:

56 Inbetriebnahme/Konfiguration Abb. 55: Karteireiter CoE - Online 56 Version: EPPxxxx

57 Inbetriebnahme/Konfiguration Darstellung der Objekt-Liste Spalte Index Name Beschreibung Index und Subindex des Objekts Name des Objekts Flags RW Das Objekt kann ausgelesen und Daten können in das Objekt geschrieben werden (Read/Write) Wert RO P Das Objekt kann ausgelesen werden, es ist aber nicht möglich Daten in das Objekt zu schreiben (Read only) Ein zusätzliches P kennzeichnet das Objekt als Prozessdatenobjekt. Wert des Objekts Update List Auto Update Advanced Die Schaltfläche Update List aktualisiert alle Objekte in der Listenanzeige Wenn dieses Kontrollkästchen angewählt ist, wird der Inhalt der Objekte automatisch aktualisiert. Die Schaltfläche Advanced öffnet den Dialog Advanced Settings. Hier können Sie festlegen, welche Objekte in der Liste angezeigt werden. Abb. 56: Erweiterte Einstellungen Online - über SDO-Information Offline - über EDS-Datei Wenn dieses Optionsfeld angewählt ist, wird die Liste der im Objektverzeichnis des Slaves enthaltenen Objekte über SDO-Information aus dem Slave hochgeladen. In der untenstehenden Liste können Sie festlegen welche Objekt- Typen hochgeladen werden sollen. Wenn dieses Optionsfeld angewählt ist, wird die Liste der im Objektverzeichnis enthaltenen Objekte aus einer EDS-Datei gelesen, die der Anwender bereitstellt. EPPxxxx Version: