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TWK-ELEKTRONIK GmbH
Drehgeber TBN37 Handbuch

Drehgeber TBN37 Handbuch

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Drehgeber TBN37 Handbuch

Zusammenfassung des Produktkatalogs

Sicherheitshinweise:
Dieses Handbuch behandelt Drehgeber mit CANopen Safety SIL2-Schnittstelle, die für die Erfassung von Winkel- und Wegpositionen vorgesehen sind. Eine Elektrofachkraft muss die Inbetriebnahme durchführen, und eine fehlersichere SPS ist erforderlich, um Gefahren zu vermeiden.

Allgemeines:
Die Drehgeber sind für sicherheitsrelevante Anwendungen wie Kräne und Aufzüge konzipiert und erfüllen den Sicherheitslevel SIL 2 nach EN 61508. Sie nutzen ein angepasstes CANopen Safety Protokoll zur Datenausgabe.

Elektrische Spezifikation:
Der Codierer hat zwei Messsysteme mit je einem CAN Busknoten, eine Versorgungsspannung von 9 bis 36 VDC und eine Leistungsaufnahme unter 1 W. Die Auflösung beträgt 4096 Schritte pro Umdrehung.

Installationshinweise:
Der elektrische Anschluss erfolgt gemäß CiA Draft Recommendation Proposal 303-1. Die maximale Leitungslänge beträgt 200 m, und die Baudrate sowie Basic-ID können über den LSS eingestellt werden.

CANopen Funktionalität:
Die Geräte verfügen über ein redundantes System mit zwei unabhängigen Knoten. Der primäre Knoten sendet unverschlüsselte Daten, während der sekundäre Knoten bitinvertierte Daten sendet.

Knotenadressen und SRDO:
Die Knotenadressen werden durch eine Basisadresse festgelegt und sind unabhängig einstellbar. Der SRDO wird von zwei Knoten gesendet und muss von der Anwendersoftware synchronisiert werden.

Datenformat:
Der Geber liefert 12 signifikante Daten-Bits im Intel Format. Der Winkelmesswert ist im Objektverzeichnis unter dem Index 6004h abrufbar.

Emergency-Nachrichten und Fehlerverhalten:
Bei Fehlern sendet der Codierer eine Emergency Nachricht mit spezifischen Fehlercodes. Das Objekt 1029h Error behaviour ist nicht implementiert.

Programmierung und Diagnose (Objektverzeichnis):
Alle Parameter und Diagnoseinformationen befinden sich im Objektverzeichnis und können mit dem SDO-Telegramm verändert oder gelesen werden.

Kommunikationsparameter:
Das Objekt 1000h definiert den Gerätetyp, während das Objekt 1001h das Error Register beschreibt. Weitere Objekte definieren spezifische Kommunikationsparameter.

Transmit SRDO Communication Parameter:
Die Prozessdaten werden über ein Safety Relevant Data Object (SRDO) ausgegeben, das nur aktiv ist, wenn das Objekt Configuration valid gesetzt ist.

Standardisierte Geräteparameter:
Das Objekt 6000h beschreibt die Betriebsparameter, während 6001h die Anzahl der Schritte pro Umdrehung festlegt.

Hauptabschnitte:

SRDO Kommunikationsparameter: Nur im PREOPERATIONAL-Zustand beschreibbar.
Objekt 6004h - Positionswert: Vom Sensor bereitgestellt und bei Anforderung aktualisiert.
Objekt 6500h - Betriebsstatus: Stellt den Betriebszustand des Drehgebers dar.
Objekt 6503h - Alarme: Enthält verschiedene Fehlerarten und sendet bei Alarm eine Notfallnachricht.
Objekt 2001h - Bit-Timing: Ermöglicht die Einstellung der Baudrate des Gebers.

Wichtige Tabellen:

Baudrate Tabelle: Zeigt die Zuordnung von Bit-Timing-Werten zu Baudraten.
Fehlertabelle: Listet die verschiedenen Fehlerarten auf.

Literatur:

IEC 61508 Funktionale Sicherheit
CiA Draft Standards und Empfehlungen für CANopen

Katalogauszüge

Anwenderhandbuch CANopen Safety, SIL2 nach IEC 61508 TWK-ELEKTRONIK GmbH Heinrichstrasse 85 [email protected] www.twk.de

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COPYRIGHT: The Operating Instructions TBN 13461 is owned by TWK-ELEKTRONIK GMBH and is protected by copyright laws and international treaty provisions. © 2015 by TWK-ELEKTRONIK GMBH POB 10 50 63 ■ 40041 Düsseldorf ■ Germany Tel. +49/211/63 20 67 ■ Fax +49/211/63 77 05 [email protected] ■ www.twk.de Datum: 24.06.2015 Seite 2 von 29 Dokumenten Nr. TBN 13461 AD

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1. Sicherheitshinweise 1. Sicherheitshinweise Geltungsbereich Dieses Anwenderhandbuch gilt ausschließlich für folgende Drehgeber mit CANopen Safety SIL2-Schnittstelle: Dokumentation Folgende Dokumente sind zu beachten: - Anlagenspezifische Betriebsanleitungen und Sicherheitshinweise des Betreibers - Dem jeweiligen Gerät beiliegende Anschlussbelegung: Bestimmungsgemässe Verwendung Die Winkelaufnehmer der Firma TWK-ELEKTRONIK GmbH dienen zur Erfassung von Winkel- bzw. Wegpositionen und stellen Ihren Messwert als sicheren Positionswert zur Verfügung. Sie sind als Teil einer Anlage an eine Folgeelektronik...

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2. Allgemeines 2. Allgemeines Die Codierer TBN mit CANopen Safety sind für den Einsatz in sicherheitsrelevanten Anlagen, wie Kräne, Aufzüge ect. vorgesehen.Der Codierer besitzt für die Erfassung des Winkels zwei redundante Systeme gleichen Aufbaus, welche durch eine SPS bzw. Steuerung oder PC ausgewertet werden. Mit diesem Aufbau wird der Sicherheitslevel SIL 2 nach EN 61508 realisiert /1/. Die Datenausgabe erfolgt über ein spezifisch angepaßtes CANopen Safety Protokoll /5/. Das Winkelerfassungssystem ist mit einem auf dem Hall - Effekt basierenden Sensor mit nachgeschalteten Interpolator ausgestattet....

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Der Codierer ist mit zwei Meßsystemen mit je einem CAN Busknoten ausgestattet. Beide Systeme messen die Position eines Magneten. Eine galvanische Bustrennung erfolgt nicht. 9 ... 36 VDC < 1 W siehe TY Blatt - 40 °C bis + 85 °C T89C51CC02 SO 28 Fa.: ATMEL 4096 Schritte (12 Bit) / Umdrehung ± 0,70 Schritte ± 0,5 % ± 1 % ± 0,05 % Full CAN Part A (11 Bit) CANopen 301 V 4.1, CANopen Safety DS 304 Nach ISO 15765-3: 2004, Implementation of unified diagnostic services (UDS on CAN) Programmierung muss für primäres und redundantes System erfolgen Blockgröße: 128 Bytes 13. Mechanische Ausführungen: nach...

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Platine Redundanter Knoten Platine Master Knoten Hall Sensor CAN_L CAN_H CAN_GND

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4.4 EDS-Datei Zur Einbindung des Gebers in ein Projektierungstool wird eine EDS-Datei mitgeliefert. Sie beschreibt die Merkmale des CANopen-Teilnehmers eindeutig und vollständig in einem festgelegten Format. Datum: 24.06.2015 Seite 9 von 29 Dokumenten Nr. TBN 13461 AD

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5. CANopen Funktionalität 5. CANopen Funktionalität Die Geräteausführung entspricht der Standardversion TBN mit den Zusatzfunktionen zur Realisierung eines redundanten Systems und den Zusatzfunktionen für Safety relevant communication. Für die Sicherstellung der Redundanz muss eine Programmierung der Daten Auflösung (nur Werksprogrammierung) und Preset abgeschaltet werden. 5.1 Ausführung redundantes System Das Prozessdatenprotokoll ist auf Kundenwunsch in Anlehnung an CAN DS 304 ausgeführt. Es gibt zwei unabhängige Knoten. Der Knoten 1 ist das primäre System und der Knoten 2 ist das redundante...

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5.2 Datenformat Der Geber liefert 12 signifikante Daten-Bits. Diese werden auf Byte 0 und Byte 1 im Intel Format ausgegeben. Der Winkelmesswert in diesem Objekt ist auch im Objektverzeichnis unter dem Index 6004h Position Value über den SDO Zugriff abrufbar. Allerdings wird im Objekt 6004h beim Knoten 2 (redundanter Knoten) keine Invertierung vorgenommen. Bei Aufruf des Objektes 6004h werden die Werte aktualisiert. Datum: 24.06.2015 Seite 11 von 29 Dokumenten Nr. TBN 13461 AD

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6. Emergency-Nachrichten / Fehlerverhalten Hat der Codierer einen Fehler festgestellt, wird eine Emergency Nachricht gesendet. Der Fehlercode wird in das Error Register und in das Objekt 6503 eingetragen. Das Objekt 1029h Error behaviour ist nicht implementiert. Im Fehlerfall bleibt der NMT Zustand erhalten, es wird keine Zustandsänderung vorgenommen. Verschwindet ein Fehler (Fehler des CAN-Kanals), wird wieder eine EMC Nachricht gesendet mit gelöschten Fehlerbit. Der zeitliche Abstand der Emergency Nachrichten wird durch das Objekt 1015 Inhibit Time EMCY bestimmt. Die Fehlerzustände des Codierers...

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Unterschieden werden zwei Arten von Fehlern: 1. Fehler im Sensorsystem Alle Fehler, die ein ordnungsgemäßes Arbeiten des Encoders unmöglich machen. Alle Sensorfehler werden als kritisch eingestuft. 2. Kommunikationsfehler Durch das Bussystem bedingte Fehler, die in der Regel nicht vom Encoder verursacht werden, sondern auf eine Störung im Bussystem hinweisen. CRC-Fehler EEPROM Datum: 24.06.2015 Seite 13 von 29 Dokumenten Nr. TBN 13461 AD

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7. Programmierung und Diagnose (Objektverzeichnis) Bei CANopen befinden sich alle Parameter und Diagnoseinformationen im sogenannten Objektverzeichnis. Dort können sie, unter Angabe ihres Indexes und Subindexes, mit dem SDO-(Service Data Object) Telegramm verändert bzw. gelesen werden. Das Objektverzeichnis gliedert sich in die Bereiche: Kommunikationsparameter Index 1000h - 1FFFh herstellerspezifische Parameter Index 2000h - 5FFFh standardisierte Geräteparameter Index 6000h - 9FFFh Die Beschreibung der einzelnen Parameter und Diagnoseinformationen ist den nachfolgenden Tabellen zu entnehmen....

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Enthält den Herstellernamen des Gerätes: „Encoder TBN“. Wird als String gespeichert und über den SDO Segment Transfer ausgegeben. Datum: 24.06.2015 Seite 15 von 29 Dokumenten Nr. TBN 13461 AD

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7.2.5 Objekt 1009h - Manufacturer hardware version Enthält die Hersteller Softwareversion "CANopen Safety Standard" und wird über den SDO Segment Transfer ausgegeben. Datum: 24.06.2015 Seite 16 von 29 Dokumenten Nr. TBN 13461 AD

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* Die Preise verstehen sich ohne MwSt., Versandkosten und Zollgebühren. Eventuelle Zusatzkosten für Installation oder Inbetriebnahme sind nicht enthalten. Es handelt sich um unverbindliche Preisangaben, die je nach Land, Kurs der Rohstoffe und Wechselkurs schwanken können.

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