Weitere Eigenschaften

Eigenschaft

Erläuterung

Ein/Ausschalttrigger

Das Ein/Ausschalten der Last kann auf gemeinsamer Zeitbasis mit Distributed Clocks durch Zeitstempel oder durch den EtherCAT-Frame "frame-getriggert" erfolgen.

Schaltverhalten

Die Ausgangsschaltung der EL2212 ist auf schnelle Signalausgabe auch bei höheren Strömen optimiert. Dazu verfügt die EL2212 je Kanal über eine Vollbrücke, die aktiv nach 24..72 V (positive Betriebsspannung), 0 V oder umpolend nach -24..-72 V schaltet. Die Klemme ist überstrom- und kurzschlussgesichert. Je nach Strombedarf der angeschlossenen Aktoren ist die Stromversorgung der EL2212 entsprechend zu dimensionieren - Power-Zuleitungen, Netzteil und Aktorleitungen sind entsprechend großzügig bzw. kurz zu wählen.

Tristate

Im Tristate-Betrieb kann jeder Kanal einzeln hochohmig geschaltet werden. Dieser Zustand sorgt dafür, dass sich der jeweilige Ausgang verhält als wäre er nicht verbunden und beeinflusst nicht die Ausgaben anderer Ausgänge/Geräte, die mit diesen parallel geschaltet sind. Der entsprechende Ausgang  nimmt vielmehr dieselbe Ausgangspannung der aktiven anderen Geräte an.

Interne-PWM

Die Frequenz der Stromregelung bzw. die PWM-Grundfrequenz ist als „interne-PWM“ nicht veränderbar und von der externen PWM, die anwenderseitig steuerbar ist, getrennt implementiert.

Die Frequenz beträgt typ. 32 kHz.

Externe-PWM

Es besteht die Möglichkeit die geschalteten Ausgänge Pulsweitenmoduliert ausgeben zu lassen. Aktivierung, Periodendauer und Tastverhältnis dieser „externen PWM“ kann mittels CoE Objekt bzw. PDO gesteuert werden (Siehe „Aktivierung der externen PWM“).

Dabei schaltet die Klemme den Ausgang unabhängig von dem vorgegeben An/Aus-Zeitstempel selbsttätig ein und aus. Es sind also zeitlich 3 Ebenen zu betrachten:
- On/Off-Befehl inkl. Zeitstempel aus der PLC, üblicherweise im ms-Bereich
- wenn aktiviert: automatisches An/Abschalten des Ausgangs durch die Klemme im ms-Bereich = Externe PWM. Dies kann als Langsamfahrschutz des Aktors verwendet werden, damit der Aktor z.B. nicht überlange angeschaltet bleibt und ggf. beschädigt wird
- schnelles PWM im kHz Bereich zur Stromregelung → „Interne-PWM“

Kurzschlussschutz

Der Kurzschlussstrom je Kanal wird auf typ. 12 A begrenzt.

Die EL2212 meldet über die Prozessdaten Error und deaktiviert beide Kanäle.  Ein Reset über das Control-Word setzt die Klemme zurück.

OpenLoad Detektion

Die OpenLoad Detektion ist nur bei gesetzten Ausgang und bei aktivierten Boost On/-Off nur zwischen den Boost-On und Boost-Off-Phasen aktiv. Wird nach dem Boost-On von der Klemme am jeweiligen Ausgang ein Strom kleiner 100 mA gemessen, wird dies als „OpenLoad“ erkannt. Bei permanent eingeschalteten Ausgang kann es zu einer Verzögerung der OpenLoad Detektion von ca. 500 ms kommen. Das entsprechende Bit (DOX Diag Data) 0xApp0:07 wird bei derart erkannter fehlender Last gesetzt.

Bei aktivierter PWM ist diese Detektion nicht aktiv.

Eigenschaft

Erläuterung

Übertemperaturschutz

Die EL2212 ist gegen Übertemperatur geschützt. Es findet eine Innentemperaturmessung statt.

  • Ab der Warnschwelle (einstellbar im CoE, default 80°C) wird das Warning-Bit im Status-Word gesetzt. Dies ist vom Anwender zu beachten.
    Die Warnschwelle soll im normalen Betrieb nicht erreicht werden, das Erreichen ist durch entsprechende Diagnose in der PLC/Task zu detektieren!
  • Wird diese Warnung nicht beachtet schaltet sich die Klemme bei >95 °C vollständig ab.
  • Sobald sie unter die Abschaltschwelle abgekühlt ist, schaltet sie sich wieder ein.

Die aktuelle Klemmen-Innentemperatur und die Grenztemperatur kann über die Diagnoseelemente im CoE-Objekt 0xF900 ausgelesen werden.

Multi-Timestamping

Es können bis zu 10 unabhängige Schaltaufträge auf einen Kanal oder je zwei Kanäle in einem PLC-Taskzyklus der Klemme übergeben werden, die entsprechend den übergebenen Zeitstempeln ausgeführt werden. Aufgrund der 32 Bit breite der Zeitstempel können von der momentanen DC-Zeit innerhalb der PLC-Steuerung ausgehend die zukünftigen Auftragszeiten höchsten ca. 4,29 s betragen.

Phasen-Zeiten

Sowohl Boost-On- wie auch die Boost-Off-Phase können je auf maximal 100 ms eingestellt werden.

Induktive Last

Die Spannungsspitzen beim Schalten der induktiven Last werden von der Endstufe der EL2212 wirkungsvoll kontrolliert.
Für den Fall des unkontrollierten Ausschaltens (z.B. durch Verlust der Betriebsspannung) verfügen die Ausgangskanäle über eine Überspannungsdiode von typ. 90 V zum Abbau der in der Induktivität gespeicherten und durch die Selbstinduktion abgegebenen Energie. Es kann also im Störungsfall an der Last zu entsprechend hohen Spannungen kommen. Die Last-Induktivität sollte >= 1 mH betragen.

Watchdog

Der SM-Watchdog kann deaktiviert bzw. verändert werden. Standardmäßig ist er auf 100 ms eingestellt.

Spulenwiderstand

Auf Grund der internen Berechnungen ist der max. zulässige Spulenwiderstand nach CoE-Objekt 0x80n0:05 auf 244 Ω begrenzt

Eigenschaft

Erläuterung

Aktor, empfohlener Leistungsbereich

Die Strommessung erfolgt mit einer Genauigkeit von typ. ±100 mA. Es wird deshalb empfohlen, mit Boost- und Halteströmen > 200 mA zu arbeiten. Damit ergibt sich folgender maximal zulässiger Aktor-Innenwiderstand in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung der EL2212:

Weitere Eigenschaften 1:

 

Ein/Ausschaltverzögerung, Leistungstreiber

Die Verzögerungszeit bis der Schaltauftrag über die PWM-Stufe ausgegeben wird, beträgt für Ein- und Ausschaltvorgang typ. 20 µs ohne Distributed Clocks.
Bei Distributed Clocks-Betrieb wird dies intern kompensiert.

Angesichts der Trägheit der Last (ms-Bereich) ist dies meist relativ vernachlässigbar. Um zeitlich höchste exakte Ansteuerung zu erreichen, kann dieser konstante Offset bei Betrieb mit Distributed Clocks berücksichtigt werden.

Weitere Eigenschaften 2:

Anschaltvorgang eines Relais, im Detail und gesamter Schaltvorgang

Minimale Zykluszeit

Die minimal zulässige Zykluszeit mit und ohne Distributed-Clocks-Betrieb beträgt 100 µs.

Firmware Update

Der Firmware Update kann nur mit angelegter Versorgungsspannung durchgeführt werden.

BoostOn Stromverlauf

Der Stromverlauf im Boost-On ist in der Inbetriebnahme von hohem Interesse. Idealerweise wird Strom/Spannung von extern mit einem Oszilloskop beobachtet. Steht dieses nicht zur Verfügung, kann folgendes Feature der EL2212 benutzt werden um den Strom in der Boost-On Phase abzuschätzen. Der Anwender kann im CoE 0x80n0:0C..9E 3 Stromgrenzen (Boost Current Treshold, BCT) eingeben:Weitere Eigenschaften 3:

Überschreitet der Strom in der Boost-On Phase die jeweilige Grenze, zählt die Firmware entsprechend in CoE x90n0:0A..0D den BCC (Boost current counter region) hoch:

Weitere Eigenschaften 4:

Dabei gilt:

BCC 1 für Current < BCT 1

BCC 2 für Current < BCT 2

BCC 3 für Current < BCT 3

BCC 4 für Current > BCT 3

Ein Rücksetzen der Zähler erfolgt durch einen EtherCAT Neustart der Klemme INIT->OP

Boost Zeiten

Die Boost-On- (0x80n0:06) und die Boost-Off-Time (0x80n0:07) können maximal 100 ms betragen.