Prozessdaten und Konfiguration

Die Grundlagen zur Oversampling-Funktion und die Funktionsweise der EL5101-0011 mit dem Einsatz des SYNC0- und SYNC1-Pulses wird im Abschnitt „Grundlagen zur Oversampling Funktion“ erläutert.
Im folgenden Kapitel werden die Einstellung der verschiedenen Parameter mit dem Beckhoff TwinCAT System Manager beschrieben. Die EL5101-0011 bietet folgende Prozessdaten:

Oversampling-Einstellungen, Distributed Clocks (DC)

Im Reiter „DC“ (siehe folgende Abbildung) kann der Oversampling-Faktor eingestellt werden. Im Auslieferungszustand ist der Oversampling-Faktor n = 1 eingestellt. Durch die Anwahl eines Eintrages im Auswahldialog wird automatisch sowohl das richtige Erfassungsverhältnis auf Distributed-Clocks-Ebene, als auch die korrekte Anzahl der zu übertragenden Prozessdaten eingestellt.

	Sampling-Frequenz Wird ein Oversampling-Faktor benötigt, der nicht in der Liste aufgeführt ist, obliegt es dem Anwender, mit den Informationen aus „Grundlagen zur Oversampling-Funktion“ den SYNC0‑Puls in die gewünschte Relation zum SYNC1-Puls innerhalb der zulässigen Grenzen zu setzen. Beachten Sie dazu den Hinweis „Maximale Sampling-Frequenz / Minimale Zykluszeit“.

Für EL5101-0011 geltende Sampling-Zeiten T_SYNC0

Oversampling- Faktor	Zykluszeit T_SYNC1
Oversampling- Faktor	500 µs	1.000 µs	2.000 µs	5.000 µs	10.000 µs
1	500,00 µs	1.000,00 µs	2.000,00 µs	5.000,00 µs	10.000,00 µs
2	250,00 µs	500,00 µs	1.000,00 µs	2.500,00 µs	5.000,00 µs
4	125,00 µs	250,00 µs	500,00 µs	1.250,00 µs	2.500,00 µs
5	100,00 µs	200,00 µs	400,00 µs	1.000,00 µs	2.000,00 µs
8	62,50 µs	125,00 µs	250,00 µs	625,00 µs	1.250,00 µs
10	50,00 µs	100,00 µs	200,00 µs	500,00 µs	1.000,00 µs
16	31,25 µs	62,50 µs	125,00 µs	312,50 µs	625,00 µs
20	25,00 µs	50,00 µs	100,00 µs	250,00 µs	500,00 µs
25	20,00 µs	40,00 µs	80,00 µs	200,00 µs	400,00 µs
32	15,63 µs	31,25 µs	62,50 µs	156,25 µs	312,50 µs
40	12,50 µs	25,00 µs	50,00 µs	125,00 µs	250,00 µs
50	10,00 µs	20,00 µs	40,00 µs	100,00 µs	200,00 µs
64	Nicht zulässig, da T_SYNC0 < 10 µs	15,63 µs	31,25 µs	78,125 µs	156,25 µs
80	Nicht zulässig, da T_SYNC0 < 10 µs	12,50 µs	25,00 µs	62,50 µs	125,00 µs
100	Nicht zulässig, da T_SYNC0 < 10 µs	10,00 µs	20,00 µs	50,00 µs	100,00 µs

Für EL5101-0011 geltende Sampling-Frequenzen F_SYNC0

Oversampling- Faktor	Zykluszeit T_SYNC1
Oversampling- Faktor	500 µs	1.000 µs	2.000 µs	5.000 µs	10.000 µs
1	2,0 kSps	1,0 kSps	0,5 kSps	0,2 kSps	0,1 kSps
2	4,0 kSps	2,0 kSps	1,0 kSps	0,4 kSps	0,2 kSps
4	8,0 kSps	4,0 kSps	2,0 kSps	0,8 kSps	0,4 kSps
5	10,0 kSps	5,0 kSps	2,5 kSps	1,0 kSps	0,5 kSps
8	16,0 kSps	8,0 kSps	4,0 kSps	1,6 kSps	0,8 kSps
10	20,0 kSps	10,0 kSps	5,0 kSps	2,0 kSps	1,0 kSps
16	32,0 kSps	16,0 kSps	8,0 kSps	3,2 kSps	1,6 kSps
20	40,0 kSps	20,0 kSps	10,0 kSps	4,0 kSps	2,0 kSps
25	50,0 kSps	25,0 kSps	12,5 kSps	5,0 kSps	2,5 kSps
32	64,0 kSps	32,0 kSps	16,0 kSps	6,4 kSps	3,2 kSps
40	80,0 kSps	40,0 kSps	20,0 kSps	8,0 kSps	4,0 kSps
50	100,0 kSps	50,0 kSps	25,0 kSps	10,0 kSps	5,0 kSps
64	Nicht zulässig, da F_SYNC0 > 100 kSps	64,0 kSps	32,0 kSps	12,8 kSps	6,4 kSps
80	Nicht zulässig, da F_SYNC0 > 100 kSps	80,0 kSps	40,0 kSps	16,0 kSps	8,0 kSps
100	Nicht zulässig, da F_SYNC0 > 100 kSps	100,0 kSps	50,0 kSps	20,0 kSps	10,0 kSps

„StartTimeNextLatch“

Das Prozessdatum „StartTimeNextLatch“ (Index 0x1A01) ist per default aktiviert.
Im 32 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. „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. Die Klemme bildet nur die 64 Bit große Distributed-Clocks-Zeit ab.
Durch diese Zeitangabe können mit dem bekannten Oversampling-Faktor alle Samples zeitlich mit anderen Zeitangaben im EtherCAT-Bus in Zusammenhang gebracht werden.

Beispiel:

Die Klemme liefert im betrachteten Zyklus bei
Zykluszeit = 1 ms (= 1.000.000 ns) und
Oversampling-Faktor n = 20
als Prozessdaten ein StartTimeNextLatch = 503.330.625.067.077.000_dez und
20 Messwerte (Counter Value) zu je 32 Bit.

Es soll nun der Messzeitpunkt des 5. gelieferten Positionswertes ermittelt werden, d. h. um welche Distributed-Clocks-Zeit der 5. Positionswert ermittelt wurde.
Der aktuell gelieferte Satz von 20 Counter Values wurde zum Zeitpunkt:

503.330.625.067.077.000 - 1.000.000 (Zykluszeit) = 503.330.625.066.077.000 ns gestartet.
Der Zeitabstand zwischen den Samples beträgt 1.000.000 / 20 = 50.000 ns.
Der 5. Positionswert wurde also zum Zeitpunkt:
503.330.625.066.077.000 + ((5 - 1) * 50.000) = 503.330.625.066.027.000 ns ermittelt.

Spezieller Oversampling-Faktor und „Shift-Time“ für den SYNC0-Puls

Hinweis

VORSICHT! Beschädigung der Geräte möglich!

Bei der Manipulation dieser Einstellungen im System Manager wird softwareseitig keine Plausibilitätskontrolle durchgeführt!
Eine korrekte Funktion der Klemme in allen denkbaren Einstellungsvarianten kann nicht gewährleistet werden!

Zählerstand setzen - Referenzieren:

Da Inkrementalgeber nach dem Einschalten keine eindeutige Positionsangabe liefern, sollte eine Referenzfahrt durchgeführt werden.
Referenzpunkt kann manuell über das Ausgangsprozessdatum „Set counter“ (Index 0x7000:03) gesetzt werden.

„Set counter“ (Index 0x7000:03)

Im Prozessdatum „Set counter value“ (Index 0x7000:11) wird der Wert geschrieben, der als Referenzwert gesetzt werden soll (Default: 0).
Die Funktion wird aktiviert, durch Setzen des Bits im Ausgangsprozessdatum „Set counter“ (Index 0x7000:03) = TRUE.
Der Wert aus dem Prozessdatum „Set counter value“ (Index 0x7000:11) wird in das Prozessdatum „Counter value“ (Index 0x6000:11) geschrieben.
Der Wert des Bits im Prozessdatum „Set counter done“ (Index 0x6000:03) wird auf TRUE gesetzt.
Erst wenn der Wert des „Set counter done“-Bits (Index 0x6000:03) = FALSE ist, kann nach erneuter Aktivierung des Prozessdatums „Set counter“ (Index 0x7000:03) der nächste Referenzwert in das Prozessdatum „Counter value“ (Index 0x6000:11) geschrieben werden.

Drahtbrucherkennung / Open circuit detection

Für die Kanäle A, B und C kann jeweils separat eine Drahtbrucherkennung aktiviert werden (Index 0x8000:0B, 0x8000:0C, 0x8000:0D).
In der Werkseinstellung ist die Drahtbrucherkennung für die Kanäle A und B aktiviert.
Eine differentielle Spannung -0,475 V > Vid >+0,475 V (typ., Änderungen vorbehalten) wird als Drahtbruch detektiert.
Ein erkannter Drahtbruch wird im Prozessdatum „Open circuit“ (Index 0x6000:07) = TRUE angezeigt. Die separate Anzeige eines Drahtbruchs wird in den Indizes 0xA000:01 (Spur A), 0xA000:02 (Spur B) und 0xA000:03 (Spur C) angezeigt.
Das Eingangsprozessdatum „TxPDO State“ wird bei einem erkannten Drahtbruch ebenfalls TRUE, da von ungültigen Daten ausgegangen werden muss.

Weitere zyklische Informationen

Weiterhin stehen folgende zyklische Informationen zur Verfügung:

Variable	Bedeutung
Sync error	Im DC‑Mode: zeigt an, ob in dem abgelaufenen Zyklus ein Synchronisierungsfehler aufgetreten ist. Das bedeutet, ein SYNC-Signal wurde in der Klemme ausgelöst, es lagen aber keine neuen Prozessdaten vor (0 = OK, 1 = NOK).
TxPDO State	Zeigt an, ob ein Fehler aufgetreten ist (=TRUE). Wird ein interner Fehler detektiert oder ein „Open Circuit“ gemeldet, so wird „TxPDO State“ auf TRUE gesetzt, da von ungültigen Daten ausgegangen werden muss.
DcOutputShift, DcInputShift	In diesen statischen Variablen gibt der System Manager bekannt, auf welche Shift-Zeit 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. Er kann zu Offsetberechnungen in der SPS verlinkt werden.
StartTimeNextLatch	Siehe Kapitel „StartTimeNextLatch“