Prozessdaten
Datenfluss
Die Amplitudenwerte werden mit 16 Bit Auflösung erfasst und als Oversampling-Pakete im Prozessabbild zur zyklischen Übertragung bereitgestellt.
Datenverarbeitung
Die Datenverarbeitung wird bei der EL3783 mit 16 Bit Wandlung im ADC für alle Kanäle simultan durchgeführt.
Skalierung bezogen auf den jeweiligen (unveränderlichen) Messbereich:
Ausgabewertdarstellung
Spannung
EL3783 MBE: 737,2575 V (entspricht ungefähr 130% * 400V * Wurzel(2) ) --> 22,5 mV / digit
EL3783-0100 MBE: 188,416 V (entspricht ungefähr 130% * 100V * Wurzel(2) ) --> 5,75 mV / digit
Strom
5 A Bereich: MBE = 9,207527 (entspricht ungefähr 130% * 5A * Wurzel(2)) --> 281µA / digit
1 A Bereich: MBE = 1,8415054 (entspricht ungefähr 130% * 1A * Wurzel(2)) --> 56,2µA / digit
1. Herstellerkalibrierung (0x80p0:0B)
Aktivierung: CoE 0x80p0:0B
X1 = (XADC - OffsetVendor) * GainVendor
3. Grenzwertauswertung (0x80p0:13, 0x80p0:14)
Anzeige im Status-Wort des Kanals
Beim Über- bzw. Unterschreiten der Werte, die in den Indizes 0x80p0:13 und 0x80p0:13 eingegeben werden können, werden die Bits in den Indizes 0x60p0:03 und 0x60p0:05 entsprechen gesetzt (siehe unteres Beispiel).
Zur Aktivierung der Grenzwertüberwachung dient der Eintrag 0x80p0:07.
Ausgabe Limit n (2 Bit):
- 0: nicht aktiv
- 1: Ein oder mehrere Werte <= Limit n
- 2: Ein oder mehrere Werte >= Limit n
- 3: Fall 1 und 2 zugleich
 | Verlinkung in der PLC mit 2-Bit-Werten Die Limit-Information besteht aus 2 Bit. Im System Manager kann Limitn mit der PLC oder einer Task verknüpft werden:
|
Beispiel für EL3783, Spannungsmessung:
Kanal 1; Limit 1 und Limit 2 enabled, Limit 1 = 100 V, Limit 2 = 200 V, Darstellung: signed integer
Eingabe in Index (Limit 1): 0x8000:13
100 V / (0,0225 V / digit) = 4444dez
Eingabe in Index (Limit 2): 0x8000:14
200 V / (0,0225 V / digit) = 8889dez
Ausgabe:
Eingang Kanal 1 | Index 0x6000:03 | Index 0x6000:05 |
|---|---|---|
50 V | 0x01hex, (Limit 1, Grenzbereich unterschritten) | 0x01hex, (Limit 2, Grenzbereich unterschritten) |
100 V | 0x03hex, (Limit 1, Grenzbereich erreicht) | 0x01hex, (Limit 2, Grenzbereich unterschritten) |
150 V | 0x02hex, (Limit 1, Grenzbereich überschritten) | 0x01hex, (Limit 2, Grenzbereich unterschritten) |
210 V | 0x02hex, (Limit 1, Grenzbereich überschritten) | 0x02hex, (Limit 2, Grenzbereich überschritten) |
4. Bereitstellung in den Prozessdaten
Die beeinflussenden Parameter können im CoE des jeweiligen Kanals verändert werden.
| Veränderungen im CoE-Verzeichnis Bei Veränderungen der CoE-default-Parameter sollten unbedingt korrespondierende Werte in die StartUp-Liste eingetragen werden, damit im Austauschfall die EL3783 wieder wie in der Applikation vorgesehen arbeitet. |
Predefined PDO Assignment
Eine vereinfachte Auswahl der Prozessdaten ermöglicht das "Predefined PDO Assignment".
Am unteren Teil des Prozessdatenreiters wählen Sie die gewünschte Funktion aus. Es werden dadurch alle benötigten PDOs automatisch aktiviert, bzw. die nicht benötigten deaktiviert.
8 PDO-Zuordnungen stehen zur Auswahl:
Name | SM3, PDO-Zuordnung, Bedeutung |
|---|---|
Synchron | 0x1A00, 0x1A01, 0x1A10, 0x1A11, 0x1A20, 0x1A21, 0x1A30, 0x1A31, 0x1A40, 0x1A41, 0x1A50, 0x1A51 |
Synchron Oversampling 2 | 0x1A00, 0x1A02, 0x1A10, 0x1A12, 0x1A20, 0x1A22, 0x1A30, 0x1A32, 0x1A40, 0x1A42, 0x1A50, 0x1A52 |
Synchron Oversampling 4 | 0x1A00, 0x1A03, 0x1A10, 0x1A13, 0x1A20, 0x1A23, 0x1A30, 0x1A33, 0x1A40, 0x1A43, 0x1A50, 0x1A53 |
Synchron Oversampling 8 | 0x1A00, 0x1A05, 0x1A10, 0x1A15, 0x1A20, 0x1A25, 0x1A30, 0x1A35, 0x1A40, 0x1A45, 0x1A50, 0x1A55 |
Synchron Oversampling 16 | 0x1A00, 0x1A07, 0x1A10, 0x1A17, 0x1A20, 0x1A27, 0x1A30, 0x1A37, 0x1A40, 0x1A47, 0x1A50, 0x1A57 |
Synchron Oversampling 32 | 0x1A00, 0x1A0A, 0x1A10, 0x1A1A, 0x1A20, 0x1A2A, 0x1A30, 0x1A3A, 0x1A40, 0x1A4A, 0x1A50, 0x1A5A |
Synchron Oversampling 64 | 0x1A00, 0x1A0D, 0x1A10, 0x1A1D, 0x1A20, 0x1A2D, 0x1A30, 0x1A3D, 0x1A40, 0x1A4D, 0x1A50, 0x1A5D |
DC (activate Mode on DC tab) | 0x1A00, 0x1A05, 0x1A10, 0x1A15, 0x1A20, 0x1A25, 0x1A30, 0x1A35, 0x1A40, 0x1A45, 0x1A50, 0x1A55 |
Prozessabbild
Die EL3783 wird standardmäßig mit dem 10fach Oversampling Prozessabbild und DC Timestamp in die Konfiguration eingefügt:
Insbesondere bietet die EL3783 folgende zyklischen Informationen an:
Variable | Bedeutung |
|---|---|
Status Word | |
Overrange | Wert nach Abgleich > 0x7FFF |
Underrange | Wert nach Abgleich < 0x8000 |
SyncError | - Im DC Mode: zeigt an, ob in dem abgelaufenen Zyklus ein Synchronisierungsfehler aufgetreten ist. |
StartTimeNextLatch (LO / HI) | Im 64 Bit breiten Prozessdatum StartTimeNextLatch wird in jedem Prozessdatenzyklus der Zeitpunkt angegeben, wann der nächste SYNC1-Puls und damit der nächste Block an Sample-Werten beginnt, bezogen auf den aktuell übertragenen Block. StartTimeNextLatch verändert sich also in jedem Zyklus um den Betrag derjenigen Taskzykluszeit, mit der diese Klemme betrieben wird. Diese Zeitangabe basiert auf der klemmenlokalen Distributed Clocks Zeit. Beispiel: |
Sample Counter | Der SampleCounter wird mit jedem Prozessdatenzyklus um eine Einheit hoch gezählt. Durch den CycleCounter kann die übergeordnete Steuerung eine Kontrolle vornehmen, ob evtl. ein Datensatz ausfiel oder doppelt übertragen wurde. Dann ist i.d.R. die DC-ShiftZeit der Klemme anzupassen. |
Current range | High Current Range 1-4 geben Auskunft über den Strombereich jedes einzelnen Samples. High Current Range Active beschreibt zyklusweise, ob der 5A Bereich eingeschaltet war oder nicht. |
DcOutputShift, DcInputShift | In diesen statischen Variablen gibt der System Manager bekannt, auf welche ShiftZeit diese Klemme eingestellt worden ist. Der Wert wird einmalig beim Aktivieren/Berechnen der Konfiguration festgelegt und ist auch von den kundenspezifischen Einstellungen in den erweiterten Slave-Einstellungen abhängig. |
| Auswertung der Diagnose-Werte Es wird dringend empfohlen, die angebotenen Diagnose-Werte in der Steuerung auszuwerten, siehe z. B. die Hinweis-Seite. |
Zusammenhang zwischen Zeitstempel und Prozessdaten
Die Abb. „Zeitlicher Zusammenhang SYNC-Signale und SyncManager-Interrupt“ verdeutlicht die Funktionsweise bzw. den zeitlichen Zusammenhang von Zeitstempel und Messwerten.
Zur Erläuterung:
- dargestellt ist ein Beispiel für Oversamplingfaktor = 5
- das SYNC0-Signal in der Klemme triggert die AD-Wandlung und füllt den internen Puffer mit 5 Messwerten (A)
- Synchron mit der Zykluszeit läuft SYNC1, der die Bereitstellung des gefüllten Puffer als Prozessdatum auslöst und gleichzeitig den StartTimeNextLatch aus der lokalen DistributedClock holt (B)
- dabei wird der data-Block zusammen mit der nächsten LatchTime zusammengestellt
- der nächste EtherCAT-Zyklus holt diese Daten ab (C)
Control/Status-Wort
Status-Wort
Das Status-Wort (SW) befindet sich im Eingangsprozessabbild und wird von der Klemme zur Steuerung übertragen.
Bit | SW.15 | SW.14 | SW.13 | SW.12 | SW.11 | SW.10 | SW.9 | SW.8 |
Name | TxPDO Toggle | TxPDO State | Sync error | - | - | - | - | - |
Bit | SW.7 | SW.6 | SW.5 | SW.4 | SW.3 | SW.2 | SW.1 | SW.0 |
Name | - | ERROR | - | - | Limit | Overrange | Underrange | |
Bit | Name | Beschreibung | |
|---|---|---|---|
SW.15 | TxPDO Toggle | 1bin | Toggelt mit jedem neuen analogen Prozesswert |
SW.14 | TxPDO State | 1bin | TRUE bei internem Fehler |
SW.13* | Sync error | 1bin | TRUE (DC mode): im abgelaufenen Zyklus ist ein Synchronisierungsfehler aufgetreten. |
SW.6 | ERROR | 1bin | Allgemeines Fehlerbit, wird auch zusammen mit Overrange und Underrange gesetzt |
SW.3 | Limit | 1bin | Siehe Limit |
SW.2 | 1bin | ||
SW.1 | Overrange | 1bin | Analoges Eingangssignal liegt über der oberen zul. Schwelle für diese Klemme |
SW.0 | Underrange | 1bin | Analoges Eingangssignal liegt unter der oberen zul. Schwelle für diese Klemme |
Control-Wort
Die EL3783 hat kein Control-Wort
Synchronisierung, Trigger und Wandlungszeit
Die EL3783 arbeitet generell im Oversampling-Modus. Dabei kann sie mit und ohne aktivierten DistributedClocks betrieben werden.
Distributed Clocks aktiviert
- die EtherCAT-systemweit synchronisierten Distributed Clocks erfassen auch diese EL3783
- die Klemme arbeitet dann synchron mit allen anderen DC-Teilnehmern
- der Sampling-Takt wird aus der lokalen DC im EtherCAT Slave Controller abgeleitet (SYNC0: Oversampling, SYNC1: Bereitstellung der Daten)
Vorteile
- mehrere EL3783 erfassen ihre Messwerte aller Kanäle synchron
- exakter Zeitstempel der einzelnen Samples
Zykluszeiten
Die minimale EtherCAT-Zykluszeit für die EL3783 ist 50 µs (siehe Tabelle in Quickstart). Zur Aktivierung der Distributed Clocks ist in der Predefined PDO-Liste "DC" auszuwählen, damit u.a. das Time-Stamp PDO ausgewählt wird
Die zulässigen Oversampling-Raten werden über den System Manager, Reiter DC eingestellt:
Distributed Clocks nicht aktiviert
- die EL3783 arbeitet nach einem internen Takt, der auf die EtherCAT-Zykluszeit synchronisiert wird. Triggerpunkt ist hier der Zugriff auf den Input-Sync-Manager SM3.
- die EL3783 kann dadurch Schwankungen der Zykluszeit weitgehend ausgleichen
- die EL3783 kann so in Systemen eingesetzt werden, die nicht über Distributed Clocks-Funktionalität verfügen. Die Zeitgenauigkeit der Messwerte ist allerdings reduziert.
Die EtherCAT-Zykluszeit muss so gewählt sein,
- dass 200 µs nicht unterschritten werden (siehe Tabelle in Quickstart)
- dass der Oversampling-Abstand einen nicht-periodischen Zeitwert ergibt - nicht zulässig ist z. B. 33,3 µs für den Oversampling-Zyklus
Die Distributed Clock ist im Reiter DC zu deaktivieren
Die zulässigen Oversampling-Raten werden dann über den Systemmanager eingestellt:
