Betriebsmodi

Die EL30xx bzw. EL31xx unterstützt drei verschiedene Betriebsmodi: Freerun (Filter ein, Timer-Interrupt), Synchron (Filter aus, SyncManager-Interrupt) und DC (DC-Sync-Interrupt)

Betriebsmodi 1:
Abhängigkeit der Betriebsmodi

Durch Aktivieren/Deaktivieren der Filter über den Index wechselt die Klemme zwischen den Betriebsarten Freerun (Filter an) und Synchron. Dies geschieht während die Klemme im OP-Betrieb bleibt. Durch die Umstellung können verlängerte Abtastzeiten sowie Sprünge in den Prozessdaten auftreten, bis die Filter eingeschwungen sind.

Der DC-Betrieb kann nur bei abgeschalteten Filtern verwendet werden. Ebenso ist es nicht möglich, die Filter im DC-Betrieb einzuschalten. Der DC-Betrieb wird über den Reiter "DC" im TwinCAT System Manager parametriert.

Die für die EL30xx empfohlenen Betriebsmodi definieren sich über die Klemmeneinstellungen. Einstellparameter sind:

Parameter

Erklärung

Analogwert Filter (Index:0x8000:06 )

Über das CoE-Verzeichnis können Filter für alle Kanäle gleichzeitig eingeschaltet und parametriert werden.

FastOp-Mode "CoE" (Index: 0x1C33:01, Bit 15)

Deaktivierung der Bearbeitung des CoE-Verzeichnis bewirkt eine höhere mögliche Updatefrequenz.

Synchronisierungs Mode (Index:0x1C33:01, Bit 0)

Auswahl der Grundbetriebsart: freilaufend oder Frame-getriggert.

Die EL30xx verfügen über keinen Distributed Clocks-Modus

Bestimmte analoge Ein- und Ausgangsklemmen von Beckhoff verfügen im Filter-Off-Betrieb über den sog. Fast Mode - durch eine Reduzierung der übertragenen Kanaldaten über die PDO-Auswahl konnte eine schnellere Analogwertverarbeitung erreicht werden, da eine geringere Verarbeitungszeit für Analogwertgewinnung und -verarbeitung benötigt wurde. Dies ist z. B. bei den EL31xx und EL41xx der Fall. Die EL30xx verfügen über diesen Modus nicht.

Die Betriebsmodi der EL30xx/EL31xx lauten:

Modus

1 (default)

2

3

4

5

6

Filter (Index: 0x8000:06)

On (default.: 50 Hz FIR)

Off

Distributed Clocks-Betrieb

Off

On

Möglich in EL30xx

x

x

x

x

x

 

Möglich in EL31xx

x

x

x

x

x

x

Defaulteinstellung für

EL30xx

 

 

EL31xx

 

 

Synchronisation Mode (Index: 0x1C33:01, Bit 0+1)

0: FreeRun (default)

0: FreeRun (default)

1: Frame Triggered (SM3 inputs)

3: DC-mode

FastOp-Mode "CoE" (Index: 0x1C33:01, Bit 15)

Off (default)

Off (default)

On

Off (default)

On

Off (default)

(FastOp Mode im DC nicht möglich)

StartUp Eintrag Index 0x1C33:01

0x0000

0x0000

0x8000

0x0001

0x8001

 

Aktualisierungsrate

abhängig von Filtereinstellung, klemmenintern automatisch eingestellt

siehe nachfolgende Werte

EtherCAT Zykluszeit, wenn untere einstellungsabhängige Grenze nicht unterschritten wird. Typ. Grenze siehe nachfolgende Werte.

Ein Betrieb mit schnellerem EtherCAT Zyklus ist möglich, allerdings liefert die EL30xx dann nicht mehr in jedem Zyklus neue Daten.

EtherCAT Zykluszeit, wenn untere einstellungsabhängige Grenze nicht unterschritten wird.

typ. data update time (EL30x1)

50 Hz FIR: typ. 625 µs

60 Hz FIR: typ. 520 µs

IIR: typ. 1 ms

< 600 µs

< 500 µs

typ. data update time (EL30x2)

typ. data update time (EL30x4)

typ. data update time (EL30x8)

50 Hz FIR: typ. 1.25 ms

60 Hz FIR: typ. 1 ms

IIR: typ. 1 ms

< 1,1 ms

< 1 ms

Hinweis

Sobald Filtern aktiviert wird, wird unabhängig von anderen Einstellungen
"FreeRun" = An
und
"FastOp-Mode" = Aus
in der EL30xx eingestellt.

 

 

 

 

Die Hinweise zur min. EtherCAT Zykluszeit im DC-mode sind zu beachten

Betriebsmodi 2:

Kombinationen Filter, FastOp-Mode und Synchronisation Mode

Andere Kombinationsmöglichkeiten aus Filter, FastOp-Mode und Synchronisation Mode werden ausdrücklich nicht empfohlen.

Filter

Die Filter der EL30xx/EL31xx werden über den CoE Index 0x8000:15 ein- bzw. abgestellt.

Betriebsmodi 3:

Einstellung der Filtereigenschaften über Index 0x8000:15

Die Filterfrequenzen werden für alle Kanäle der Klemmen EL30xx zentral über den Index 0x8000:15 (Kanal 1) eingestellt. Alle anderen entsprechenden Indizes 0x80n0:15 haben keine Parametrierungsfunktion! Bei der aktuellsten Firmware (siehe Status-Tabelle) wird eine  EtherCAT-konforme Fehlermeldung zurückgegeben, wenn die Filter-Eigenschaften der weiteren Kanäle (Index 0x80n0:06, 0x80n0:15) gesetzt werden.

Synchronisation & FastOp-Mode

Der Synchronisierungs- und der Standard/FastMode werden über einen 16 Bit StartUp-Eintrag auf den CoE Index 0x1C33:01  im Übergang PREOP --> SAFEOP eingestellt. Sie können somit nur durch Aktivierung und einen EtherCAT-Neustart umgestellt werden.

Der Erfolg von Parameterveränderungen auf die IO-Updatezeit kann durch Kontrolle von "TxPDO Toggle" überwacht werden.

Synchronisierungsmodus

FreeRun (Default)

FrameTriggered SM2: Synchron with SM2 Event

Einstellung

LSB (niedrigstes Bit) im 16 Bit Eintrag Index 0x1C33:01 löschen

Index 0x1C33:01, Bit 0 = 0

z. B. 0x1C33:01 = 0000hex

 

LSB (niedrigstes Bit) im 16 Bit Eintrag Index 0x1C33:01 setzen

Index 0x1C33:01, Bit 0 = 1

z. B. 0x1C33:01 = 0001hex

Eintrag StartUp-Liste nicht vergessen!

Auswirkung

Der Ablauf der klemmeninternen Berechnungen und CoE-Bearbeitungen wird nach einem Durchlauf automatisch neu gestartet - der Betrieb ist freilaufend.
Die IO-Updaterate ist unabhängig von der EtherCAT Zykluszeit.

Diese Betriebsart ist in Verbindung mit Filtern nötig, die filterabhängige Rechenzeiten benötigen.

Der Ablauf der klemmeninternen Berechnungen und CoE-Bearbeitungen wird nach einem Durchlauf durch das nächste Kommunikationsevent des SyncManager2 (Eingänge/Inputs) gestartet, also durch den nächsten EtherCAT Zyklus.
Die EL30xx arbeitet im Fast-Mode mit der Zykluszeit der Anwendung und liefert in jedem Zyklus einen aktuellen Messwert, solange die typische data update time nicht unterschritten wird.

Wird die EL30xx schneller betrieben

  • zählt im CoE das Objekt 0x1C33:0C hoch.
  • toggelt das Prozessdatum "TxPDO Toggle"  nicht mehr in jedem IO-Zyklus

Filter sind in dieser Betriebsart nicht möglich.

FastOp-Mode

Aus (Default)

An

Einstellung

15. Bit im 16 Bit Eintrag Index 0x1C33:01 löschen
Index 0x1C33:01, Bit 15 = 0

z. B. 0x1C33:01 = 0000hex

15. Bit im 16 Bit Eintrag Index 0x1C33:01 setzen

Index 0x1C33:01, Bit 15 = 1

z. B. 0x1C33:01 = 8000hex

Auswirkung

Normaler Betrieb der EL30xx

Die Unterstützung für das online CoE-Verzeichnis wird abgeschaltet. Dadurch kann die Berechnungs- und Updatezeit für neue Analogwerte verkürzt werden.

Beispiel:

Der SM2-Modus wird durch folgenden Eintrag im Übergang P-->S in die StartUp-Liste aktiviert:

Betriebsmodi 4:
modifizierte StartUp-List

Hinweis

FastOp-Mode und CoE

Wenn der FastOp-Mode angeschaltet ist, ist das CoE-Interface ab dem Slave-State SAFEOP deaktiviert. Es ist zur Betriebszeit/online keine CoE-Parametrierung der EL30xx mehr möglich, weder über die Steuerung noch den System Manager. Die EL30xx arbeitet dann mit den CoE-Einstellungen, die sie zuletzt gespeichert hat. Sollen noch weitere CoE-Einstellungen (z. B. Filter oder Limits) vorgenommen werden, müssen diese deshalb ebenfalls im Übergang P-->S in der StartUpliste eingetragen werden. Der FastOp-Mode muss durch einen Eintrag "00" auf den Index 0x1C33:01 in der Startup-Liste deaktiviert werden - diese Änderung ist erst nach dem nächsten EtherCAT-Neustart (wobei die StartUp-Liste ausgeführt wird) aktiv.

Betriebsmodi 5:

CoE StartUp-Liste

Einträge in der StartUpListe werden erst zum angegebenen EtherCAT-Statuswechsel ausgeführt, wenn die Konfiguration *.tsm z. B. mit dem Button Aktiviert Konfiguration (Abb. Button “Aktiviert Konfiguration“) aktiviert wurde!

Betriebsmodi 6:
Button “Aktiviert Konfiguration“