Netzteil als EtherCAT-Gerät

Parametrierung

Je nach Anwendungserfordernis ist das grundlegende PDO-Setup der Predefined PDO auszuwählen:

Abb.152: Predefined PDO

• CoE only: Betrieb ohne Prozessdaten (siehe Kapitel „Netzteil stand-alone“), die Klemme wird per CoE Settings gesteuert
• Output only: Betrieb nur mit Ausgangs PDO, entsprechende CoE Settings werden vom PDO überfahren
• Output with Feedback: Realtime Ausgangs-PDO und Rückmessungen, entsprechende CoE Settings werden vom PDO überfahren

Diese Netzteilklemme wird grundsätzlich per CoE-Parameter gesteuert, es sei denn, sie wird per aktiviertem/gemapptem PDO überfahren (nicht überschrieben, d. h. der CoE-Wert bleibt wertmäßig unangetastet). Den Zusammenhang zwischen PDO und CoE stellt folgende Tabelle dar (dies als Hintergrund für die folgenden Inbetriebnahmeschritte):

Die 5 (EL9501) bzw. 4 (EL9561) Kanäle der Klemme sind wie folgt nacheinander zu parametrieren:

Parametrierung der Ausgangsspannung AO Output

• Es stehen folgende Prozessdaten (PDO) zur Verfügung
• Standard (Real32) (default): Status + Ausgabewert in FloatingPoint/Real32
• Compact (Real32): nur Ausgabewert in FloatingPoint/Real32
• Standard (INT16): Status + Ausgabewert in Ganzzahl (INT16)
• Compact (INT16): nur Ausgabewert in Ganzzahl (INT16)

Abb.153: AO Output PDOs

Der Kanal verhält sich in PDO und CoE grundsätzlich wie ein unter Kapitel „Inbetriebnahme Analogausgang“ beschriebener Analogausgang mit den dort beschriebenen Funktionen

Parameter dazu in CoE x8000..x800F, insbesondere können bedarfsweise geändert werden:

• Ausgabebereich x800D:11

Abb.154: Ausgabebereich x800D:11

• Die Level von „Warning“ bei x800D:15/16 und „Limiter“ x800D:1C/1D
  Der Limiter wirkt als Ausgabebegrenzung.
• Die „SlewRate“ in x800D:1E: die SlewRate Einstellung deckelt die maximale elektrische Änderungsgeschwindigkeit, um z.B. eine angeschlossene Last nicht mit zu steilen Flanken zu belasten. “0 sek” entspricht “keine Begrenzung”
• Prozessdatendarstellung x800D:12: es steht nur LegacyRange zur Verfügung, für Betrieb mit INT16 PDO
• Informativ: Infodaten in CoE x9000..x900F

Zwei Eigenschaften, die eigentlich per CoE gesteuert werden, können auch per PDO angesteuert werden, beispielsweise in einer sehr dynamischen Anwendung mit schnell wechselnden Betriebszuständen. In solchen Fällen würde eine Attributsänderung per ADS-CoE-Kommando zu lange dauern.

• x800D:11 Output Interface:
• None = 0 _dec (Deaktivieren des Ausgangs mit Löschen der Settings)
• 5 V = 13_dec (Warning und Limiter werden auf entspr. default gestellt)
• 20 V = 15_dec (Warning und Limiter werden auf entspr. default gestellt)
• x800D:23 PowerOnOperation:
• Line On = 0 _dec
• Line Off = 1 _dec

Hinweis: Die elektrische Auswirkung von „Line Off” ist dieselbe wie bei einem Ausgabesollwert von 0 V und „Line On”. Line Off ist nützlich, wenn der Klemmenausgang abgeschaltet werden soll, obwohl der Ausgabesollwert aus der Steuerung kontinuierlich per PDO/EtherCAT geliefert wird und > 0 ist.

Dazu ist x1600 oder x1602 aus der PDO-Liste zu mappen/aktivieren:

Abb.155: PDOx1600 und x1602 aktivieren

Es erscheinen das verlinkbare Control als PDO z.B.:

Abb.156: Control PDO

Diese sind jeweils als WORD/INT16 mit den o.a. Werten zu befüllen.

Hinweis im Einführungstext beachten! Der entspr. CoE Wert verändert sich nicht! Zum Beispiel wird das Interface per PDO auf 5 V umgestellt, bleibt im CoE x800D:11 weiterhin „20 V“ sichtbar.

WatchdogVerhalten (Ausgabeverhalten im Falle einer Kommunikationsunterbrechung)

Der Watchdog arbeitet, wie im Grundlagenkapitel „Inbetriebnahme Analogausgang“ beschrieben, mit Parametern in 0x8000:05 und :13/14 (bei INT16 PDO) und x800D:1A/1B (bei Real32 PDO)

Folgende Einstellung ist für die meisten Netzteile sinnvoll:

Abb.157: Watchdog Einstellung

PowerOn Output Operation

Gerade bei einem Netzteil kann es sinnvoll sein, dass es bereits eine Ausgabe liefert, bevor die Steuerung bzw. EtherCAT hochgefahren ist. Dies wird in CoE x800D:23/24 parametriert.

Abb.158: Power Output Operation PDO

Beispiel: Ausgabe von 4,2 V sofort bei PowerOn der Klemme

Sobald die Klemme unter EtherCAT hochgefahren ist (OP-State), übernimmt sie den PDO-Sollwert.

Der Watchdog muss dazu auf „Last output Value“ gestellt werden

Abb.157: Watchdog Einstellung

Beispiel: Die Ausgangsspannung beträgt 4,2 V, sobald an der Klemme Power anliegt und EtherCAT die Klemme in OP gesetzt hat (WcState = 0), werden von der PLC 3,0 V vorgegeben (grün: Rückmessung mit ELM3102-0100).

Abb.160: Diagramm Ausgangsspannung

Parametrierung des Ausgangsstroms
(AO Complementary, i.e. Strombegrenzung des Ausgangs)

• Erläuterung Begriff „komplementär“ siehe Einleitung
• Die Strombegrenzung ist technisch immer aktiv, es gibt eine Warning und eine Limit-Funktion
• Der Kanal verhält sich in PDO und CoE grundsätzlich wie ein im Kapitel „Inbetriebnahme Analogausgang“ beschriebener Analogausgang mit den dort beschriebenen Funktionen

Parameter dazu in CoE x8010..x801F, insbesondere können bedarfsweise geändert werden:

• “Warning Level High” x801D:16 (default 2 A)
• “Limiter High Value” x801D:1D (default 2 A)

Abb.161: 801D PDO

• Informativ: Infodaten in CoE x9010..x901F

Das Verhalten im Überstromfall wird im CoE x800D:29 eingestellt:

Abb.162: Verhalten Überstromfall

• Current Limit (default): die Ausgabespannung wird selbsttätig gesenkt soweit erforderlich.
• Switch Off: bei Überlast geht die Klemme in „Error“. Die Ausgangsspannung bleibt 0 V bis der Ausgangssollwert einmalig auf 0 V zurückgenommen wurde. Der Error-Zustand wird beendet, im Weiteren ist ein Normalbetrieb möglich.

Output Overload Acceptance Time in x800D:26

• Zeitangabe, wie lange die Klemme eine Überlastmeldung per PDO AO Output Status unterdrückt
• Dies soll verhindern, dass die Fehlermeldung bei einem kurzzeitigen Überstrom, beispielsweise bei hohen Anlaufströmen, ausgegeben wird.
• Elektrisch findet immer eine Strombegrenzung statt
• Default: 50 ms

Beispiel: OverloadAcceptanceTime = 500 ms, die Ausgabespannung (grün) bricht bei Kurzschluss ein, erst 500 ms später wird dies per Bit PDO AO Output Status.Output Overload gemeldet.

Abb.163: Beispiel OverloadAcceptanceTime

Es sind zwei Verwendungen des AO Complementary denkbar:

• Die Strombegrenzung wird im CoE wie o.a. fix eingestellt und ggf. per ADS CoE zur Betriebszeit verändert.
  Der Strombegrenzungswert steht in PowerOn Output Value (0x801D:24).
• Es kann ein PDO aktiviert und zur Steuerung verlinkt werden, dass eine sehr dynamische Führung der Strombegrenzung erlaubt. Faktisch kann die Klemme so im CC (Constant Current) Stromvorgabemodus betrieben werden (unter Beachtung der Unsicherheiten siehe Technische Daten) wenn zugleich eine (zu) hohe Ausgabespannung vorgegeben wird und die Klemme ständig im Strombegrenzungsmodus läuft.
  Der Stromvorgabewert wird dann bzgl. Warning und Limiter ausgewertet, siehe Kapitel „Inbetriebnahme Analogausgang
  Dazu stehen die folgenden optionalen Prozessdaten (PDO) zur Verfügung:

Abb.164: x1A10 AO Complementary Limit High Status

• x1A10 AO Complementary Limit High Status zur Diagnose

Abb.165: x1612 bzw. x1610 AO Complementary Limit High Standard

• x1612 bzw. x1610 AO Complementary Limit High Standard zur Sollwertvorgabe, welcher lt. Tabelle den PowerOn Output Value (0x801D:24) überfährt.

Beispiel für eine anwendungsspezifische Strombegrenzung:

Abb.166: Beispieldiagramm für eine anwendungsspezifische Strombegrenzung

Blau: Ausgaberampe 2…5,2 V an 57 Ω, Strombegrenzung in x801D:1D auf 0,1 A (Messunsicherheit Stromrückmessung, siehe Technische Daten beachten!)

Schwarz: Stromverlauf entsprechend

Orange: rückgemessene Ausgabespannung, die bei ca. 3,3 V gedeckelt wird.

Parametrierung der Rückmessung der Ausgangsspannung, AI Output Voltage

Es stehen folgende Prozessdaten (PDO) zur Verfügung:

• Standard (Real32) (default): Status + Messwert in FloatingPoint/Real32
• Compact (Real32): nur Messwert in FloatingPoint/Real32
• Standard (INT16): Status + Messwert in Ganzzahl (INT16, MBE beachten!)
• Compact (INT16): nur Messwert in Ganzzahl (INT16, MBE beachten!)

Abb.167: 1A50 PDO

Der Kanal verhält sich in PDO und CoE grundsätzlich wie ein in Kapitel „Inbetriebnahme Analogeingang“ beschriebener Analogeingang mit den dort beschriebenen Funktionen.

• Parameter dazu in CoE x8050..x805F
• Insbesondere ist der Messbereich 0…5/20 V wechselbar (x805D:11)
• Informativ: Infodaten in CoE x9050..x905F

Parametrierung der Rückmessung des Ausgangsstroms, AI Output Current

Nur als Messbereich 0…2 A

Es stehen folgende Prozessdaten (PDO) zur Verfügung:

• Standard (Real32) (default): Status + Messwert in FloatingPoint/Real32
• Compact (Real32): nur Messwert in FloatingPoint/Real32
• Standard (INT16): Status + Messwert in Ganzzahl (INT16, MBE beachten!)
• Compact (INT16): nur Messwert in Ganzzahl (INT16, MBE beachten!)

Abb.168: 1A60 PDO

Der Kanal verhält sich in PDO und CoE grundsätzlich wie ein in Kapitel „Inbetriebnahme Analogeingang“ beschriebener Analogeingang mit den dort beschriebenen Funktionen.

• Parameter dazu in CoE x8060..x806F
• -Informativ: Infodaten in CoE x9060..x906F

Parametrierung der Messung der Eingangsspannung, AI Input Voltage

Nur bei EL9501 anwählbar, nur als Messbereich 0…30 V

Es stehen folgende Prozessdaten (PDO) zur Verfügung:

• Standard (Real32): Status + Messwert in FloatingPoint/Real32
• Compact (Real32): nur Messwert in FloatingPoint/Real32
• Standard (INT16): Status + Messwert in Ganzzahl (INT16, MBE beachten!)
• Compact (INT16): nur Messwert in Ganzzahl (INT16, MBE beachten!)

Abb.169: 1A30 PDO

Der Kanal verhält sich in PDO und CoE grundsätzlich wie ein in Kapitel „Inbetriebnahme Analogeingang“ beschriebener Analogeingang mit den dort beschriebenen Funktionen.

• Parameter dazu in CoE x8030..x803F
• Informativ: Infodaten in CoE x9030..x903F

Die Geräteinformationen sind im CoE auszulesen

• CoE Bereich F900 (siehe Kapitel „Geräteinformationen“)
• LED Status (siehe Kapitel „LED Status“)

Die Klemme ist nun betriebsbereit.