Betriebsmodi der EL2521-xxxx
Die Klemmen arbeiten grundsätzlich wie folgt:
- Grundfunktion
- Frequenzvorgabe, auch: Frequenzmodulation (Vorgabe: Fahrfrequenz)
(die Anzahl der auszugebenden Pulse wird i.d.R. von der übergeordneten Steuerung überwacht) - oder Fahrwegsteuerung (Vorgabe: max. Fahrfrequenz, Zielposition)
(die Klemme fährt selbsttätig eine Zielposition an und berechnet dazu laufend die nötige Ausgabefrequenz) - Wahl Ausgabebetriebsart
- Frequenzmodulation oder
- Puls-Richtungsvorgabe oder
- Inkrementalencoder
EtherCAT-Geräte werden über PDO (Echtzeit Prozessdaten) und CoE (azyklische Parameter) parametriert.
- 1. Um die verschiedenen Applikationsanforderungen abbilden zu können, stehen im ersten Schritt drei EtherCAT Setups über die sog. „Predefined PDO“ zur Auswahl:
Für Neuprojekte ist der „erweiterte Betriebsmodus“ 16 oder 32 Bit die richtige PDO-Wahl.
Der erweiterte Betriebsmodus 16/32 Bit entstand durch die Weiterentwicklung der EL2521. Eine EL2521 in älterer Ausführung (siehe folgende Tabelle) unterstützt diesen erweiterten Betriebsmodus nicht! Eine Klemme mit Stand vor Firmware 03 / Hardware 02 unterstützt keine Konfiguration im erweiterten Betriebsmodus, da die entsprechenden Objekte nicht ansteuerbar sind.
Version | normaler Betriebsmodus | erweiterter Betriebsmodus | |
|---|---|---|---|
16 Bit (Default) | 32 Bit | ||
PDO settings | Legacy (MDP 252) | Standard 16 Bit (MDP 253/511) | Standard 32 Bit (MDP 253/511) |
Unterstützt in FW/HW | alle | ||
ESI Revision | ab EL2521-xxxx-0000 | EL2521-xxxx-1016 und höher | |
Distributed Clocks unterstützt | nein | ja | |
Prozessdaten | Eingangsprozessdaten (Counter value) in CoE-Objekt 0x6000 Ausgangsprozessdaten (Frequency value) in CoE-Objekt 0x7000 PDO-Zuordnung in 0x1A00, 0x1600 | Inputs / Outputs in CoE-Objekt 0x6010 / 0x7010 PDO-Zuordnung in | Inputs / Outputs in CoE-Objekt 0x6020 / 0x7020 PDO-Zuordnung in |
CoE-Parameter | Feature Bits und Settings in CoE-Objekten | Feature Bits und Settings in CoE-Objekt | |
Einsatzempfehlung | Im Ersatzteilfall, nicht für Neuprojekte empfohlen | Empfohlen, wenn 16 Bit Zähler ausreichend sind | Empfohlen, wenn 16 Bit Zähler nicht ausreichend sind |
- 2. Bei Bedarf kann dann die Fahrwegsteuerung aktiviert werden (s. Kapitel Fahrwegsteuerung).
- 3. Im letzten Schritt ist die Ausgabebetriebsart festzulegen (s. Kapitel Ausgabebetriebsart).
 | Kompatibilität im Servicefall Eine im erweiterten Betriebsmodus eingesetzte und projektierte EL2521 kann nicht durch eine EL2521 mit älterem Hardwarestand (< 03) ausgetauscht werden! |
| Überwachung der Prozessdaten Es wird empfohlen, über die Steuerung das ordnungsgemäße Verhalten der Klemme über die Diagnosewerte zu überwachen:
|
Auslieferungszustand: Frequenzmodulation
Der Auslieferungszustand der EL2521 ist die Betriebsart Frequenzmodulation mit einer Grundfrequenz von 50 KHz und einer Auflösung von 15 Bit.
Zum Test im Auslieferungszustand, PDO-Setting Standard 16 Bit kann einfach die Ausgangsfrequenz auf >0 gesetzt werden, dann beginnt die EL2521-xxxx Signale auszugeben.
Die Anzahl der ausgegebenen Pulse wird in einem 16-Bit Register zurück gelesen. Der Zähler läuft mit Meldung an die Steuerung über, dies wird durch Status-Wort SW.3 bzw. Index 0x6020:05, Überlauf bzw. SW.2 bzw. Index 0x6020:04 (Unterlauf) angezeigt. Parallel zu diesen beiden Bits wird SW.6 bzw. Index 0x6010:07 als allgemeines Fehlerbit gesetzt. Die Erweiterung auf mehr als 16 Bit in der Steuerungssoftware wird dadurch erleichtert. Der Überlauf kann außerdem aus dem Diagnose-Objekt 0xA000:01 ausgelesen werden (interne 32-Bit Erweiterung).
Der Zähler kann durch Bit 5 im Control-Wort (CW.5) gelöscht werden. Das Löschen des Zählers erfolgt im Auslieferungszustand bei steigender Flanke (Feature Bit in Index 0x8000:05 gesetzt), bei Feature Bit in Index 0x8000:05 = 0 ist diese Funktion pegelgesteuert. Ist das Feature Bit in Index 0x8000:0B = 1 wird durch Bit 5 im Control-Wort (CW.5) der Zähler auf einen in Index 0x8800:01 vorgegebenen Wert gesetzt.
Die PDO „Go counter“ im ControlWord und „Target counter value“ sind, wenn auch im Prozessabbild immer sichtbar, nur bei aktivierter Fahrwegssteuerung nutzbar.
Relative Daten
Die Ausgabefrequenz richtet sich nach der eingestellten Grundfrequenz in den Objekten 0x8001:02 bzw. 0x8010:12 bis 0x8001:03 bzw. 0x8010:13 und dem Prozessdatum (siehe Tabelle).
Beispiel:
Ausgabefrequenz = Grundfrequenz x Prozessdaten / 32767
größte Auflösung = 125 mHz
Grundfrequenz = 100.000 Hz (maximale gewählte Ausgabefrequenz)
Prozessdaten = 0x00FF (255dez)
Ausgabefrequenz = 778,22 Hz
Prozessdatum | Ausgabewert | |
|---|---|---|
| 0x0000 (0dez) | 0% DC |
0x3FFF (16383dez) | 50% der Grundfrequenz, Rechtslauf | |
0x7FFF (32767dez) | 100% der Grundfrequenz, Rechtslauf | |
2er Komplement | 0xC000 (-16384dez) | 50% der Grundfrequenz, Linkslauf |
0x8000 (-32768dez) | 100% der Grundfrequenz, Linkslauf | |
Betrag-Vorzeichendarstellung | 0xBFFF (-16383dez) | 50% der Grundfrequenz, Linkslauf |
0xFFFF (-32767dez) | 100% der Grundfrequenz, Linkslauf | |
Direkte Daten
Es besteht die Möglichkeit der direkten Eingabe der Frequenz (Objekt 0x8000:08 bzw. 0x8010:08). Hier werden die Prozessdaten mit dem Faktor aus Objekt 0x8001:06 bzw. 0x8010:16 multipliziert und direkt in den Synthese-Chip geschrieben.
Beispiel:
Ausgabefrequenz = Frequenz-Faktor x Prozessdaten x 10 mHz
größte Auflösung = 10 mHz
Frequenz-Faktor = 100
Prozessdaten = 0x00FF (255dez)
Ausgabefrequenz = 255 Hz
Rampenfunktion
Eine interne Rampenfunktion erhöht / erniedrigt die aktuelle Frequenz bis zur voreingestellten Maximalfrequenz mit den voreingestellten Parametern in Index 0x8800:02 „Maximum frequency“, sie wird durch den Index 0x8000:06 bzw. 0x8010:06 „Ramp function active“ aktiviert.
| CoE-Parameter Die Parameter sind je nach Betriebsart zu verwenden:
|
Durch Index 0x8000:07 bzw. 0x8010:07 „Ramp base frequency“ kann die Rampen-Basis-Frequenz gewählt werden. Bit 1 vom Status-Wort (SW.1) bzw. Index 0x6010:02 „Ramp active“ ist gesetzt, wenn eine Rampe durchfahren wird.
Die Deaktivierung dieser Funktion, welches im laufenden Betrieb auch über CW.1 bzw. Index 0x7010:02 „Disable ramp“ geschehen kann, bewirkt die Freischaltung von CW.0 bzw. Index 0x7010:01 „Frequency select“. Hiermit kann der Anwender im Betrieb schnell die Grundfrequenz ändern.
Bei CW.0 bzw. Index 0x7010:01 = 1 (Bestätigung durch SW.0 bzw. Index 0x6010:01) wird der Grundfrequenzwert 2 im Objekt 0x8001:03 bzw. 0x8010:13 verwendet anstatt des Grundfrequenzwertes 1 im Objekt 0x8001:02 bzw. 0x8010:12 (CW.0 bzw. Index 0x7010:01 = 0).
Die Eingangs-Signale T und Z werden von der Klemme im Status-Wort (SW.4 / SW.5) bzw. Index 0x6010:05 / 0x6010:06 direkt an die Steuerung übertragen. Es findet keine interne Vorverarbeitung der Signale statt.
Die Klemme bietet die Möglichkeit des sanften Hoch-/Herunterfahren. Durch Index 0x8001:04 bzw. 0x8010:14 „Ramp time constant rising“ kann die Rampensteilheit für das Hochfahren mit einer Genauigkeit von 10 bzw. 1000 Hz/s (Index 0x8000:07 bzw. 0x8010:07) eingestellt werden. Index 0x8001:05 bzw. 0x8010:15 „Ramp time constant falling“ hat die gleiche Funktion für das Herunterfahren. Das Prozessdatum kann während einer Rampenfahrt (CW.2 bzw. Index 0x7010:03 „Go counter“) geändert werden, die Klemme nimmt dann den neuen Wert als Zielfrequenz.
Auflösung
Die Grundfrequenzen werden mit einer Auflösung von 1 Hz pro Bit vorgegeben (Grundfrequenz 1: Index 0x8001:02 oder 0x8010:12 bzw. Grundfrequenz 2: Index 0x8001:03 bzw. 0x8010:13).
Die Klemme arbeitet intern bei 16 MHz mit einer Auflösung von 32 Bit. Das entspricht einer theoretischen minimalen Schrittweite von 0,0037 Hz/Schritt über den gesamten Frequenzbereich. Über die Ausgangsstufe kann eine Frequenz von maximal 500 kHz ausgegeben werden.