Turmschwingungssensor GEL 00 CANopen Kommunikationsprofil CiA 0 Geräteprofil CiA 40 Referenz Feldbusanbindung X POWER DIAG X IN X4 OUT X RELAY Y X STATUS D-0R-00CO (.) Irrtum und technische Änderungen vorbehalten. 0-08
Herausgeber: Lenord, Bauer & Co. GmbH Dohlenstraße 4645 Oberhausen Deutschland Telefon: +49 08 996 0 Telefax: +49 08 6769 Internet: www.lenord.de E-Mail: info@lenord.de Dok.-Nr. D-0R-00CO (.) GEL 00 CANopen
Lenord+Bauer Inhalt Inhalt Allgemeines... 5. Zu dieser Anleitung... 5. Beschreibung... 5. Bootloader... 5.4 Firmware-Update... 6 Anschluss- und Anzeigeelemente... 7. Anschluss-Stecker M... 7. LED-Anzeigen... 7 Objektverzeichnis... 9. Kommunikationsparameter nach CiA 0 (xxxh)... 9. Geräteparameter nach CiA 40 (6xxxh)... 4. Herstellerspezifische Objekte (xxxh)... 4 4 SDO-Kommunikation... 6 GEL 00 CANopen
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Lenord+Bauer Zu dieser Anleitung Allgemeines Allgemeines. Zu dieser Anleitung Die folgende Beschreibung behandelt die CANopen-Anbindung des Turmschwingungssensors GEL 00 CO x x x x x x x Sie richtet sich an Personen, die bereits mit der Arbeitsweise eines Schwingungssensors vertraut sind und Grundkenntnisse in der Feldbusanbindung von CANopen besitzen. Für weiter gehende Information wird auf die entsprechenden Standards der Organisation CAN in Automation (CiA) verwiesen (www.canopen.org). Angaben zur Funktion und Handhabung sowie zu den technischen Daten des Turmschwingungssensors finden Sie in der Begleitinformation und Technischen Information (im Downloadbereich unter www.lenord.de). Zahlenangaben: Falls nicht explizit angegeben, werden dezimale Werte als Ziffern ohne Zusatz dargestellt (z. B. 408). Binäre Werte werden mit einem b (z. B. 0b) und hexadezimale Werte mit einem h (z.b. 680h) hinter den Ziffern gekennzeichnet. Abkürzungen und Begriffe: Die Bezeichnung CO x ist Bestandteil des Typenschlüssels (Bestellcode) für das Produkt und wird nachfolgend nicht weiter angegeben. Die Begriffe Sensor und Schwingungssensor werden synonym verwendet für Turmschwingungssensor.. Beschreibung Der Turmschwingungssensor ist konzipiert als CANopen-Slave entsprechend dem Kommunikationsprofil CiA 0 und unterstützt eine Vielzahl der im Geräteprofil CiA 40 festgelegten Objekte. Eine komplette Spezifikation der einzelnen Profile können bei der CAN in Automation e.v. eingesehen werden: Protokollschicht: CiA 0 V4..0 CANopen application layer and communication profile, February 0 (EN 505-4) Geräteprofil: CiA 40 V.0.0 CANopen device profile for generic I/O modules, June 008 Die unterstützten Kommunikations- und Geräteeigenschaften sowie Funktionen des Sensors sind in der zugehörigen EDS-Datei definiert. Der Sensor wird über zwei M-Steckeranschlüsse in eine bestehende Buslinie eingebunden.. Bootloader Der GEL 00 verfügt über einen sogenannten Bootloader, der im Normalbetrieb nach den Einschalten die gerätespezifische Anwendung lädt und startet. GEL 00 CANopen 5
Allgemeines Firmware-Update Lenord + Bauer Das Gerät kann aber auch gezielt in den Bootloader-Zustand versetzt werden, um z.b. ein Firmware-Update durchzuführen. Dies erfolgt entweder über die Buskommunikation oder durch eine bestimmte Einschaltprozedur: Spannungsversorgung 5 Mal kurzzeitig ( 6 Sekunden) einschalten und wieder ausschalten. Beim nächsten Einschalten verbleibt das Gerät im Bootloader-Zustand. Nach einem weiteren Aus- und Einschalten erfolgt wieder der Normalbetrieb, vorausgesetzt die Firmware arbeitet einwandfrei. Dieser Zustand kann auch ungewollt auftreten, wenn die Spannungsversorgung nicht prellfrei zugeführt wird. Deshalb: Steckverbindungen nicht unter Spannung trennen oder herstellen. Spannungsversorgung prellfrei zuführen..4 Firmware-Update Wenn sich das Gerät im Bootloader-Zustand befindet, kann eine neue Anwendersoftware aufgespielt werden. Aber: Ein Firmware-Update darf nur in Absprache mit Lenord+Bauer erfolgen. Die Garantie erlischt, wenn ein Update nicht von einem Lenord+Bauer-Servicemitarbeiter vorgenommen wird. Bootloader starten Über CANopen NMT-Kommando (COB-ID 00h) mit Datenbytes ausführen: Byte = Knotennummer des Gerätes Byte = 70h Firmware aktualisieren Über das SDO-Kommando F50h, Subindex kann die eingesetzte Firmware ausgelesen oder eine neue Version geschrieben werden. Dies ist in CiA Draft Standard Proposal 0, Part, April 00: Configuration and program download näher beschrieben. Bootloader beenden Über CANopen Reset-Kommando 8h (NMT Reset Node) ausführen. 6 GEL 00 CANopen
Lenord+Bauer Anschluss-Stecker M Anschluss- und Anzeigeelemente Anschluss- und Anzeigeelemente. Anschluss-Stecker M Spannungsversorgung (X) Relais (X) 4 (Stfte) 4 +U B GND 4 (Stfte) 4 Bus (X/X4) 5 4 X IN (Stfte) 5 4 X4 OUT (Buchsen) 4 5 Schirm +U B GND CAN_H CAN_L. LED-Anzeigen () Gerät X RELAY Betriebsbereit Fehler Ausgelöst (Sicherheitskette geöffnet) X POWER Interne Gerätespannungsversorgung in Ordnung (orange) 4 V Spannungsversorgung in Ordnung, aber keine interne Versorgung () Darstellung im Schwarzweiß-Druck: grün, rot; der dargestellte Bereich umfasst eine Zeitdauer von ca. Sekunden GEL 00 CANopen 7
Anschluss- und Anzeigeelemente LED-Anzeigen Lenord + Bauer 4 5 6 7 DIAG 4 5 6 7 Betriebsbereit (Sicherheitskette geschlossen) Busfehler (Sicherheitskette geöffnet) Relais-Sperrzeit abgelaufen Relais-Fehler Sensor-Fehler Relais hat ausgelöst, Wiedereinschalten noch nicht erlaubt (Sicherheitskette geöffnet) Bootloader-Modus aktiv, Anwendung nicht gestartet Bus 4 5 6 7 8 9 0 X IN und X4 OUT 4 5 6 7 8 9 0 Init Stopped Pre-operational Operational Pre-operational, Bus-Warnung Operational, Bus-Warnung Pre-operational, Bus passiv Operational, Bus passiv Init, Bus passiv Bus off STATUS Bus ok Ungültige Baudrate Ungültige Knotenadresse 8 GEL 00 CANopen
Lenord+Bauer Kommunikationsparameter nach CiA 0 (xxxh) Objektverzeichnis Objektverzeichnis Im Objektverzeichnis sind alle unterstützten CANopen-Eigenschaften des Sensors hinterlegt. Die Daten befinden sich spannungsausfallsicher im Flash-Speicher des Geräts und werden bei Power-On oder Reset in den Arbeitsspeicher (RAM) kopiert. Werden Daten im Objektverzeichnis geändert, so wird die Änderung nur im Arbeitsspeicher durchgeführt. Sollen die Daten dauerhaft gesichert werden, so müssen diese über das Objekt 00h in den Flash-Speicher übernommen werden. Die ursprünglich enthaltenden Daten werden dadurch überschrieben. Der Zugriff auf das Objektverzeichnis erfolgt mit Hilfe von SDO-Diensten. Das Objektverzeichnis ist in drei Bereiche gegliedert: Kommunikationsparameter gemäß CiA 0 Geräteparameter gemäß CiA 40 Herstellerspezifische Parameter Die Einträge im Objektverzeichnis werden durch einen 6-Bit-Index adressiert. Jeder Index-Eintrag kann durch einen Subindex weiter untergliedert werden. Erläuterungen zum nachfolgend dargestellten Objektverzeichnis: Zugr. (Zugriffsart): ro = nur lesen, rw = lesen und schreiben (Daten-)Typ: Uxx = Unsigned xx (xx = 8/6/ //4 vorzeichenlose Bytes), Sxx = Signed xx (xx = 6/ /4 vorzeichenbehaftete Bytes), STR = ASCII-Zeichenkette Sub = Subindex (Typ: U8). Kommunikationsparameter nach CiA 0 (xxxh) Index Name Zugr. Typ Bedeutung 000h Device type Gerätetyp 00h Error register Fehlerregister ro U 8709h Profil 40 (9h), digitale Ein-/Ausgänge + analoge Eingänge + herstellerspezifische PDOs (87h) ro U8 Bit 0: = allgemeiner Fehler (Sensor-Alarmmeldung) Bit 6: nicht verwendet Bit 7: = herstellerspezifischer Fehler GEL 00 CANopen 9
Objektverzeichnis Kommunikationsparameter nach CiA 0 (xxxh) Lenord + Bauer Index Name Zugr. Typ Bedeutung 00h Pre-defined error field Vordefiniertes Fehlerfeld 008h Manufacturer device name Hersteller-Gerätebezeichnung ro U Sub Inhalt 00h Anzahl 0 (Typ: rw) 0h letzter Fehler 009h Hardware Version ro STR z.b..0 00Ah Software Version ro STR z.b..05 00Ch Guard time Knotenüberwachungszeit 00Dh Life time factor Lebensdauer-Faktor 0h vorletzter Fehler 4h erster der letzten 0 Fehler Fehlerspeicher löschen: 00h Subindex 0 Mögliche Fehler: 700h = Sensorfehler 70h = Relaisfehler 8400h = Beschleunigung über Alarmschwelle ro STR Produktbezeichnung im ASCII-Code rw rw U6 U6 Die Node-Guarding-Funktion ist veraltet; CiA empfiehlt die Verwendung der Heartbeat-Funktion (Consumer / Producer), Objekt 06h / 07h. 0 GEL 00 CANopen
Lenord+Bauer Kommunikationsparameter nach CiA 0 (xxxh) Objektverzeichnis Index Name Zugr. Typ Bedeutung 00h Store parameters Parameter speichern (netzausfallsicher) rw U Übertragung der Parameterwerte aus dem RAM in das Flash Sub 00h Schreiben Codewort save in umgekehrter Schreibweise (657667h) in den jeweiligen Subindex schreiben Lesen Es wird immer der Wert ausgegeben Inhalt Anzahl der Speichermöglichkeiten = 4 (Typ: ro) 0h Alle Parameter 0h Nur Kommunikationsparameter (CiA 0) 0h Nur Geräteparameter (CiA 40) 04h Nur herstellerspezifische Parameter 0h Restore default parameters Parameter zurücksetzen rw U Geräteparameter werden auf ihre Werkseinstellung zurückgesetzt, nicht auf die mit Objekt 00h gespeicherten Werte Schreiben Codewort load in umgekehrter Schreibweise (6466F6Ch) in den jeweiligen Subindex schreiben Lesen Es wird immer der Wert ausgegeben Sub 00h Inhalt Anzahl der Rücksetzmöglichkeiten = 4 (Typ: ro) 0h Alle Parameter 0h Nur Kommunikationsparameter (CiA 0) 0h Nur Geräteparameter (CiA 40) 04h Nur herstellerspezifische Parameter GEL 00 CANopen
Objektverzeichnis Kommunikationsparameter nach CiA 0 (xxxh) Lenord + Bauer Index Name Zugr. Typ Bedeutung 06h Consumer Heartbeat time Wiederholzeit des Masters in ms rw U Die Heartbeat-Funktion (06h/07h) sollte laut Empfehlung der CiA an Stelle von Node-Guarding (00Ch/00Dh) verwendet werden. Sub Inhalt 00h Anzahl der Werte = 7 (Typ: ro) 0h 7Fh Master-Knotennummer (Bits 6) und Wiederholzeit (Bits 5 0) 07h Producer Heartbeat time Wiederholzeit des Geräts in ms 08h Identity object Objekt-Identifikation 400h st receive PDO parameter RxPDO Konfiguration 600h st receive PDO mapping RxPDO Mapping Empfohlene Zeitvorgabe: Heartbeat Consumer = Heartbeat Producer (07h) rw U6 Wert 0 deaktiviert Node-Guarding ro U Sub Inhalt 00h Anzahl IDs = 4 0h Hersteller-ID: C5h 0h Produktcode: 00C0h 0h Revisions-Nr.: z.b. 0000000h 04h Serien-Nr.: xxxxxxxxh rw U Sub Inhalt 00h Anzahl IDs = (Typ: ro) 0h 0h Vom PDO verwendete COB-ID (Standard: 00h + Node-ID) Übertragungsart für das PDO (Standard: 0h, zyklisch) rw U Sub Inhalt 00h Anzahl Einträge = 0h. Anwendungsobjekt: Steuerwort (Betriebsfreigabe, 000008h) GEL 00 CANopen
Lenord+Bauer Kommunikationsparameter nach CiA 0 (xxxh) Objektverzeichnis Index Name Zugr. Typ Bedeutung 800h st transmit PDO parameter TxPDO Konfiguration rw U Sub Inhalt 00h Anzahl IDs = 5 (Typ: ro) 0h 0h Vom PDO verwendete COB-ID (Standard: 80h + Node-ID) Übertragungsart für das PDO (Standard: 0h, zyklisch) 0h Mindestwartezeit für das PDO (in ms) 04h nicht verwendet 05h Event-Timer für das PDO (in ms), nach Ablauf der Zeit wird das PDO automatisch gesendet A00h st transmit PDO mapping TxPDO Mapping rw U Sub Inhalt 00h Anzahl Einträge = 5 0h 0h 0h 04h 05h. Anwendungsobjekt: Beschleunigung X-Achse (64000h). Anwendungsobjekt: Beschleunigung Y-Achse (64000h). Anwendungsobjekt: Beschleunigung Z-Achse (64000h) () 4. Anwendungsobjekt: Relais-Status (6000008h) 5. Anwendungsobjekt: Lebenszeichen-Zähler (6400008h) RxPDO-Struktur Steuerwort Byte Bit 7 : reserviert Bit 0: Betriebsfreigabe () TxPDO-Struktur Bytes Bytes Bytes Byte Byte X-Beschleunigung Y-Beschleunigung Z-Beschleunigung Status Lz-Zähler Lz = Lebenszeichen () Dieser Eintrag ist für eine zukünftige Erweiterung vorgesehen er liefert immer den Wert 0. GEL 00 CANopen
Objektverzeichnis Geräteparameter nach CiA 40 (6xxxh) Lenord + Bauer. Geräteparameter nach CiA 40 (6xxxh) Index Name Zugr. Typ Bedeutung 6000h Relais-Status ro U8 Sub Inhalt 00h Anzahl Einträge = 0h Schaltzustand des Relais Bit 0: Aus/Ein (0/) Bit : Busstatus ( = Bus unsicher) Bit : Sensorfehler () Bit : Relaisfehler () Bit 4: Sperrzeit aktiv () 6400h Lebenszeichen- Zähler 640h Aktuelle Beschleunigung ro S8 Sub Inhalt 00h Anzahl Einträge = 0h Lebenszeichen-Zähler (0 55) ro S6 Sub Inhalt 00h Anzahl Einträge = 0h in X-Richtung 0h in Y-Richtung 0h in Z-Richtung () Werte in /00 m/s. Herstellerspezifische Objekte (xxxh) Index Name Zugr. Typ Bedeutung 00h Betriebsfreigabe rw U8 = Betriebsfreigabe (Operation release) 06h Alarmgrenzwerte ro S6 Sub Inhalt 00h Anzahl Einträge = 6 0h Beschleunigung in -X-Richtung 0h Beschleunigung in +X-Richtung 0h Beschleunigung in -Y-Richtung 04h Beschleunigung in +Y-Richtung 05h Beschleunigung in -Z-Richtung () 06h Beschleunigung in +Z-Richtung () 07h Relais-Sperrzeit ro U6 0 s (Eh) () Dieser Eintrag ist für eine zukünftige Erweiterung vorgesehen er liefert immer den Wert 0. 4 GEL 00 CANopen
Lenord+Bauer Herstellerspezifische Objekte (xxxh) Objektverzeichnis Index Name Zugr. Typ Bedeutung 00h Selbsttest-Ergebnis ro U6 Sub Inhalt 00h Anzahl Einträge = 0h Beschleunigung in X-Richtung 0h Beschleunigung in Y-Richtung 0h Beschleunigung in Z-Richtung () 0h Selbsttest rw U8 Schreiben: = Start Lesen: Anzahl der ausgeführten Selbsttests nach Einschalten () Dieser Eintrag ist für eine zukünftige Erweiterung vorgesehen er liefert immer den Wert 0. GEL 00 CANopen 5
4 SDO-Kommunikation Lenord + Bauer 4 SDO-Kommunikation Die Servicedatenobjekte (SDO) bilden den Kommunikationskanal für die Übertragung von Geräteparametern. Da diese Parameter azyklisch übertragen werden (z.b. nur einmal beim Hochfahren des Netzes), haben die SDO-Objekte eine niedrige Priorität (hoher COB-Identifier). Aufbau des SDO-Telegramms COB-ID DLC Byte Byte Byte Byte 4 Byte 5 Byte 6 Byte 7 Byte 8 SDO- Identifier Datenlänge Kommando Der SDO-Identifier ist wie folgt festgelegt: Client (Steuerung) Server (Absolutwertgeber): 600h + Node-ID Server (Absolutwertgeber) Client (Steuerung): 580h + Node-ID Data 0 Data Data Data Die Datenlänge (DLC) ist immer 8: Kommando-Byte + Index-Bytes (Objekt) + Subindex-Byte + 4 Datenbytes Das Kommando legt fest, ob Daten geschrieben (Download) oder gelesen (Upload) werden sollen und wieviel Nutzdatenbytes enthalten sind: Index L Index H Subindex Kommando h h Bh Fh 60h Beschreibung Nutzdaten Funktion SDO(rx), Download Request (Anforderung) SDO(tx), Download Response (Antwort) unbestimmt 4 Bytes Bytes Byte Parameter an den Sensor senden Bestätigung der Parameterübernahme an den Client 40h SDO(rx), Upload Request Parameter vom Sensor anfordern 4h unbestimmt 4h 4Bh 4Fh 80h SDO(tx), Upload Response SDO(tx), Abort Domain Transfer (Abbruch wegen Fehler) 4 Bytes Bytes Byte 4 Bytes Parameter an den Client senden Sensor meldet Fehlercode an den Client Im Fehlerfall ersetzt eine Fehlermeldung mit dem Kommando 80h (SDO Abort Message) die normale Bestätigung (Response). Index und Subindex gehören zum vorher angegebenen Objekt. In den Bytes 5 bis 8 steht der ausgegebene Fehlercode (Abort code): 6 GEL 00 CANopen
Lenord+Bauer 4 SDO-Kommunikation Abort codes Fehler 0504000h Command-Byte wird nicht unterstützt 0600000h Falscher Zugriff auf ein Objekt 060000h Lesezugriff auf ein Write-Only-Objekt 060000h Schreibzugriff auf ein Read-Only-Objekt 0600000h Objekt wird nicht unterstützt 060900h Subindex wird nicht unterstützt 0609000h Parameterwert außerhalb der Grenzen 060900h Parameterwert zu groß 060900h Parameterwert zu klein 08000000h Genereller Fehler 0800000h Falsche Speichersignatur ( save ) 080000h Parameter können nicht gespeichert werden GEL 00 CANopen 7