Beschreibung der Visualisierung
Die Visualisierung zum Bearbeiten von zwei EL3351 sieht standardmäßig folgendermaßen aus:
Von der Seite „Main“ gelangen Sie im Betrieb über einen Klick auf den Button „Go to CoE Settings“ auf die Seite, auf der die CoE-Einträge eingestellt werden können. Mit einem Klick auf den Button „Show RGB“ wird ein kleines Beispiel zur RGB Farbbearbeitung geöffnet.
System Time
In diesem Feld wird die aktuelle Windows-Systemzeit angezeigt.
Status Information
Das obere Textfeld zeigt den Status des EtherCAT Gerätes an. Für weitere Informationen siehe: EtherCAT Master Diagnostics
Das zweite Textfeld zeigt an, ob an den in Betrieb befindlichen Klemmen ein Fehler aufgetaucht ist. Ist dies der Fall, wird die Nummer der Klemme angezeigt, an der der Fehler aufgetreten ist.
Device Status Information
Hier wird der Status der Klemme angezeigt. Das Feld mit der Beschriftung „WcState“ zeigt den Status des Working Counters an.
Sobald WcState den Wert „1“ annimmt, nimmt die Klemme nicht am Prozessdatenverkehr teil. Findet gültige Echtzeitkommunikation statt, hat WcState den Wert „0“.
Das Feld „InfoData State“ zeigt den Status der Klemme an.
Wenn dieser Status ungleich 8 ist, dann ist die Klemme nicht im OP (Operational) Status. Eine Information darüber, welche verschiedenen Status der Wert annehmen kann, liefert die Infobox im System Manager (siehe Abb. State EL3351).
Bridge Status/ Supply Status
Dieser Bereich informiert über den Status der Kanäle zur Erfassung der Brückenspannung und der Referenzspannung. Die einzelnen Werte liegen als boolesche Variablen vor. Ein Fehler liegt vor, wenn der Wert „1“ angenommen wird.
Visualisierung - Main
Bridge Voltage/ Supply Voltage
In diesem Bereich werden die Höhe des Messsignals UDiff in mV und des Referenzsignals URef in V angezeigt.
Settings
Zu Beginn müssen der Nennkennwert und die Nennlast der angeschlossenen Wägezelle eingestellt werden. Ein Klick auf das jeweilige Feld ermöglicht die Eingabe eines Wertes. Die Eingabe eines Nullpunktfehlers (Zero Balance) ist optional.
Calibration
Mit einem Klick auf den Button „Calibration Mode“ wird der Kalibrierungsmodus aktiviert. Dieser Modus erlaubt eine automatische Feststellung der Höhe des Nullpunktfehlers und des Nennkennwertes einer angeschlossenen Wägezelle. Ist der Modus aktiviert, erscheinen Anweisungen in dem Textfeld der Visualisierung, die durch den gesamten Kalibrierungsprozess führen. Mit einem Klick auf den Button „Start Calibration“ beginnt die Kalibration.
Wenn noch nicht geschehen, muss zuerst die Nennlast der angeschlossenen Wägezelle eingegeben werden.
Ist dies geschehen, wird durch Betätigung des Buttons „Save“ der nächste Schritt eingeleitet.
Nun wird der Nullpunktfehler der Wägezelle festgestellt. Dafür muss sichergestellt sein, dass die Wägezelle unbelastet ist. Ist dies der Fall, kann mit „Save“ zum nächsten Schritt übergegangen werden.
Um den Nennkennwert festzustellen, muss die Wägezelle mit einem Referenzgewicht belastet werden, dessen Höhe bekannt ist. Je höher und genauer das Referenzgewicht, desto genauer wird der Nennkennwert bestimmt. Das Referenzgewicht muss in das zugehörige Feld eingegeben werden.
Mit einer Betätigung des Buttons „Save“ wird der Kalibrierungsprozess abgeschlossen.
Die Höhe des berechneten Nennkennwertes und Nullpunktfehlers können in den entsprechenden Feldern unter Settings entnommen werden.
Eine erneute Kalibrierung kann durch Betätigung des Buttons „Start Calibration“ begonnen werden. Wird der Kalibrierungsmodus durch einen Klick auf den Button „Calibration Mode“ beendet, bleiben die berechneten Settings erhalten.
Measuring Function
Auf Grundlage der im Beispielprogramm hinterlegten Funktionen wird aus den Werten der Nennlast, des Nennkennwertes, des Mess- und des Referenzsignals und - wenn gegeben - aus dem Nullpunktfehler das Gewicht berechnet, welches die Wägezelle belastet. Über den Button „Set Tare weight“ kann bei einer gegebenen Gewichtsbelastung der Wägezelle das Tara Gewicht gesetzt werden. Über den Button „Reset Tare weight“ wird das gesetzte Tara Gewicht gelöscht. Bei gesetzten Tara Gewicht wird nach der Formel Nettogewicht = Bruttogewicht – Tara Gewicht das Nettogewicht berechnet.
 | Versorgungspannung und Kennwert der Wägezelle Die Versorgungsspannung der Wägezelle sollte passend zu ihrem Kennwert gewählt werden. Der maximale Messbereich des Messsignals liegt bei +/- 20 mV. Hat die Wägezelle z. B. einen Kennwert von 2 mV/V, sollte als Versorgungsspannung 10 V gewählt werden, so dass als maximale Differenzspannung 20 mV/10 V zustande kommen. Hat die eingesetzte Wägezelle einen Nennkennwert von 4 mV/V, können, für eine optimale Ausnutzung des Messbereichs, 5 V als Versorgungsspannung direkt an der Klemme abgegriffen werden (wie in Abb. Anschluss einer Wägezelle mit 5 V Versorgung über die EL3351 beschrieben). |
Visualisierung - CoE
Auf Seite 2 der Visualisierung des Beispielprogrammes können die CoE-Einträge gelesen und geändert werden.
Abb. 31: CoE-Seite der Visualisierung
Von der Seite „CoE“ gelangen Sie im Betrieb über einen Klick auf den Button „Go to Main“ auf die Seite, auf der die Gewichtsberechnung erfolgt.
CoE Index 0x8000 / 0x8010
An dieser Stelle können die "Anwender Skalierung" aktiviert, sowie jeweils der Offset und Gain der "Anwender Skalierung" eingestellt werden. Werte können nur eingegeben werden, wenn die "Anwender Skalierung" aktiviert ist. Dies geschieht mit einem Klick auf den Button On/Off. Die Änderung wird durch Betätigung des Buttons „Write CoE“ übernommen.
Nach Aktivieren der "Anwender Skalierung" können der Offset sowie der Gain eingestellt werden. Alle Änderungen müssen durch Betätigung des Buttons „Write CoE“ bestätigt werden.
Button "Read CoE"
Durch die Betätigung dieses Buttons werden nacheinander die CoE-Einträge des Index 0x8000:0 und 0x8010:0 ausgelesen und deren Werte in der Visualisierung dargestellt.
Button "Write CoE"
Möchten Sie CoE-Einträge ändern, müssen Sie die Änderung über die Anzeigeelemente eingeben. Mit einen Klick auf den Button "Write CoE" werden die Änderungen übernommen.
Button "Set CoE to Default"
Durch die Betätigung dieses Buttons werden alle CoE-Einträge auf den Auslieferungszustand zurückgesetzt und direkt geschrieben.
Filter
Die Filter Einstellung bestimmt die Filterfrequenz und damit die Wandlungszeit für beide Kanäle der Klemme. Je höher die Filterfrequenz, desto schneller ist die Wandlungszeit. Des Weiteren wird über einen Zeitraum von 10 Sekunden das Toggle-Bit ausgewertet. Bei steigender sowie fallender Flanke liegt ein neuer Satz Prozessdaten vor. Ein Beispiel dazu ist im Abschnitt TwinCAT Scope View 2 Demonstration gegeben. Die Updatezeit wird direkt aus der Anzahl der steigenden und fallenden Flanken des Toggle-Bit berechnet.
Umgang mit realen Kennwerten
Die Nennkennwerte von Wägezellen unterliegen Toleranzen, die den dazugehörigen Zertifikaten entnommen werden können. So könnte es z. B. sein, dass der Nennkennwert einer Wägezelle mit 2 mV/V angegeben ist, er laut Zertifikat aber leicht davon abweicht. Hinzu kommt in den meisten Fällen noch ein Nullpunktfehler.
Im Folgenden soll beschrieben werden, wie das Beispielprogramm mit diesen Werten eingestellt werden kann. Die Daten der Wägezelle sollen in diesem Rechenbeispiel folgendermaßen lauten:
- Referenzspannung: 5 V
- Nennkennwert: 2.12 mV / V
- Nullpunktfehler: 0.046 mV / V
Zunächst einmal lassen sich der reale Nennkennwert im Feld „Rated Output (Cn)“ und der Nullpunktfehler im Feld „Zero Balance“ eingeben. Eine andere Möglichkeit, den Nullpunktfehler auszugleichen, ist die Anwender-Skalierung zu verwenden. Der dazugehörige Wert muss im Feld „User Scale Offset“ eingegeben werden. Um den Wert zu erhalten, der den Nullpunktfehler aus diesem Beispiel ausgleicht, sind folgende Rechnungen anzustellen:
Bei voller Belastung der Wägezelle kommt folgende maximale Differenzspannung zustande:
Der Rohwert des Messsignals beträgt bei 20 mV/V: 2147483647. Somit beträgt der maximale Rohwert, der bei einem Messsignal von 10,6 mV erreicht werden kann:
Der Rohwert des Nullpunktfehlers ergibt sich zu:
Um diesen Fehler auszugleichen, muss der Nullpunkt um genau diesen Wert „nach unten verschoben“ werden, somit muss in das Feld User Scale Offset "-24696063" eingetragen werden.
Visualisierung - RGB
Mit einem Klick auf den Button „Show RGB“ wird ein kleines Beispiel zur RGB-Farbbearbeitung geöffnet. Die Farbe, in der das Textfeld mit den Hinweisen erscheint, wird dynamisch aus den Grundfarben Rot, Grün und Blau zusammengesetzt. Die Werte dieser drei Farben werden in diesem Fenster angezeigt, ebenso der zusammengesetzte Wert aus allen drei Farben. Mit den Reglern kann der Rot- Grün- und Blauanteil angepasst werden, die zusammengesetzte Farbe erscheint im untersten Feld.
