IFM Electronic Ecomat 100 CR2102 Application guide

Geräte-Handbuch

Device manual

Neigungssensor

2-achsig

Inclination sensor

2 axes

CR2102

X-

-Y

DEUTSCHENGLISH

Sachnr. 7390398 / 01 12 / 2013

Inhalt

Bestimmungsgemäße Verwendung / Funktion Seite 3

Technische Daten Seite 4

Maße Seite 4

Montage Seite 5

Elektrischer Anschluß Seite 5

Parameter- und EMCY-Objekt-Übersicht Seite 6

Betriebsanzeige (Status-LED) Seite 7

Objektverzeichnis

Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF Seite 8

Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 2FFF Seite 12

Geräteprofile; Index 6000 bis 6FFF Seite 13

Sensorparametrierung und -abgleich Seite 16

Programmierung Seite 16

Wartung, Instandsetzung und Entsorgung Seite 21

Komformitätserklärung Seite 21

Prüfnormen und Bestimmungen Seite 21

Begriffe und Abkürzungen Seite 22

Anschlussbelegung mit 8-poligen ifm-Kabeldosen Seite 46

NEIGUNGSSENSOR CR2102

SEITE 2

Sicherheitshinweise

Diese Beschreibung ist Bestandteil des Gerätes. Sie enthält Texte

und Abbildungen zum korrekten Umgang mit dem Modul und

muß vor einer Installation oder dem Einsatz gelesen werden.

Befolgen Sie die Angaben der Dokumentation. Nichtbeachten der Hinweise,

Verwendung außerhalb der nachstehend genannten bestimmungsgemäßen

Verwendung, falsche Installation oder Handhabung können Beeinträchtigun-

gen der Sicherheit von Menschen und Anlagen zur Folge haben.

Das Gerät darf nur von einer Elektrofachkraft eingebaut, angeschlossen und

in Betrieb gesetzt werden.

Schalten Sie das Gerät extern spannungsfrei bevor Sie irgendwelche Arbeiten

an ihm vornehmen. Schalten Sie ggf. auch unabhängig versorgte Ausgangs-

lastkreise ab.

Bei Fehlfunktion des Geräts oder bei Unklarheiten setzen Sie sich bitte mit

dem Hersteller in Verbindung. Eingriffe in das Gerät können schwerwiegende

Beeinträchtigungen der Sicherheit von Menschen und Anlagen zur Folge

haben. Sie sind nicht zulässig und führen zu Haftungs- und Gewährleistungs-

auschluß.

Bestimmungsgemäße Verwendung / Funktion

Der 2-achsige Neigungssensor mit CANopen-Schnittstelle ermöglicht die Winkel-

nivellierung und Lageerfassung von mobilen Arbeitsmaschinen.

Typische Applikationen sind z.B. die Lageerkennung von Arbeitsbühnen, die

Mobilkrannivellierung oder die Einrichtung von mobilen Arbeitsmaschinen.

Funktionsprinzip

Zwei Messzellen, die nach dem konduktometrischen Prinzip arbeiten, werten die

Leitfähigkeitsänderung einer Flüssigkeit aus.

In der Flüssigkeit befindliche Elektroden werden je nach Sensorneigung unter-

schiedlich benetzt. Daraus resultiert ein Verhalten vergleichbar mit einem Poten-

tiometer. Durch das kreuzweise Anordnen der Elektroden erhält man die vorzei-

chenbehafteten Werte für die beiden Achsen.

Eigenschaften im Überblick

• Beim Einsatz des Sensors am CAN-Bus, kann die Auflösung parametriert und

der 2-achsige Nullpunkt frei gesetzt werden.

• Es sind 1 Server SDO und 3 Transmit PDOs gemäß CiA DS 401 eingerichtet.

Das PDO-Mapping kann nicht geändert werden (statisches PDO-Mapping).

Default-Identifier sind ensprechend des „Predefined connection set“ vergeben.

• Die COB-IDs der PDOs sowie die Übertragungsart (synch/asynch) der einzelnen

PDOs sind konfigurierbar. Die Übertragungsart wird spannungsausfallsicher

gespeichert. Geänderte PDOs (PDO-linking) werden nicht spannungsausfallsi-

cher gespeichert.

• Der Neigungssensor erwartet ein Synch-Objekt. Der CAN Identifier des Synch-

Objektes ist konfigurierbar. Nach einer Änderung wird der ID automatisch

spannungausfallsicher gespeichert.

• Der Neigungssensor unterstützt „Node guarding“und „Heartbeat“.

Die „Guard time“, der „Life time factor“ und die "Heartbeat time“ sind konfi-

gurierbar und werden spannungsausfallsicher gespeichert.

• Der Neigungssensor generiert ein Emergency Objekt. Der COB-ID des EMCY-

Objektes ist konfigurierbar.

• Der Neigungssensor speichert die 4 zuletzt aufgetretenen Fehler. Abgelegt wird

der Fehlercode des jeweiligen Emergency Objektes.

• Der Neigungssensor unterstützt eine Reset-Funktion, d.h. die Belegung der

Parameter mit den werkseitigen Default-Werten* nach Aufforderung.

• Der Neigungssensor verfügt zusätzlich über zwei Analogausgänge.

Die Messwerte -45°...+45° werden als Stromwerte 4...20 mA ausgegeben.

*) Werkseitige Default-Einstellungen siehe „Parameterliste“, Seite 6

DEUTSCH

NEIGUNGSSENSOR CR2102

SEITE 3

Technische Daten

Gehäuse Aluminium, schwarz eloxiert

Trägerplatte Aluminium, natur

Montage Befestigungsbohrungen für M5 Schrauben

Schutzart IP 67

Anschluss M12-Steckverbinder für Betriebsspannung, CAN-Bus

und Analogausgänge, 8-polig (Typ Lumberg)

Betriebsspannung 10...30 V DC SELV

Leistungsaufnahme ≤1,9 W

Betriebstemperatur -30...+80°C

Lagertemperatur - 40...+85°C (keine Schockbelastung unter -25°C)

Messbereich (pro Achse) ±45°

Auflösung parametrierbar 0,1° / 0,5° / 1,0° (bei Auswertung über CAN-Bus)

Genauigkeit 0,5°

Temperaturdrift 0,2%/ K

Querempfindlichkeit 3 %

Analogausgänge 2 Stromschnittstellen 4...20 mA für X- und Y-Achse

Bürde 250 Ω(10 V Versorgung), 500 Ω(24 V Versorgung)

Schnittstelle CAN Interface 2.0 B, ISO 11898

Baudrate 20 kBit/s...1 MBit/s (Defaulteinstellung 125 kBit/s)

Kommunikationsprofil CANopen, CiA DS 301 Version 4.01, Profil WDP 410

Node-ID (Default) hex 20 (= 32)

Betriebsanzeige Zweifarben-LED (Rot/Grün)

Maße

NEIGUNGSSENSOR CR2102

SEITE 4

Status-

LED

Ø 5,3

60 41

M12x1

X-

-Y

DEUTSCH

NEIGUNGSSENSOR CR2102

SEITE 5

Montage

Der Neigungssensor wird gemäß Darstellung mit Schrauben M5x L (nach DIN

7500 bzw. DIN 7984) auf die zu nivellierenden bzw. zu erfassenden Vorrichtung

befestigt. Um exakte Meßwerte zu erhalten, vermeiden Sie die Montage auf stark

vibrierenden Vorrichtungen und sorgen Sie ggf. für eine ausreichende Schwin-

gungsentkopplung.

Beachten Sie bei der Montage die korrekte Ausrichtung der Neigungsach-

sen (siehe Gehäuseaufdruck) und die Hinweise zur Sensorparametrierung

bzw. zum Sensorabgleich (s. Seite 15).

Längsneigung = X-Achse (Trans PDO 1/2)

Querneigung = Y-Achse (Trans PDO 1/3)

Die angegeben Neigungswinkel-Vorzeichen zeigen die werkseitige Default-Einstellung

Elektrischer Anschluß

Zum Schutz des gesamten Systems (Verkabelung und Sensor) ist die Versor-

gungsspannung mit max. 8 A abzusichern.

Anschlussbelegung mit 8-poligen ifm-Kabeldosen siehe Seite 46.

+45° -45°

QuerneigungLängsneigung

Montage-

fläche

Bezeichnung Pin Potential

Betriebsspannung 1 10...30 V DC

2 GND

CAN-Interface 3 CAN_H

4 CAN_L

5 CAN_GND

Analogausgänge 6 I_OUT X

(X-/Y-Achse) 7 I_OUT Y

8 GND_A

Ansicht

auf die Stiftseite

Parameter- und EMCY-Objekt-Übersicht

Über die Funktion „Restore“ (s. Objektverzeichnis, Index 1011) können die Para-

meter mit den werkseitig hinterlegten Default-Werten belegt werden (Ausnahme

Baudrate und Node-ID). Diese sind dann nach dem nächsten Einschalten der Ver-

sorgungsspannung gültig.

Parameterliste

NEIGUNGSSENSOR CR2102

SEITE 6

Index Defaultwert Änderung Änderung

Parameter im Objekt- (werkseitig automatisch wirksam

verzeichnis eingestellt) gesichert

Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF

COB-ID Synch Objekt 1005 0x80 ja sofort

Communication Cycle 1006 0x00 (Off) ja nach Pre-Op

Guard Time 100C 0x00 (Off) ja sofort

Life Time Factor 1) 100D 0x00 ja sofort

COB-ID EMCY 1014 0x80 + Node-ID ja nach Reset

Consumer heartbeat time 1016 0x00 (Off) ja sofort

Producer heartbeat time 1017 0x00 (Off) ja sofort

COB-ID Trans PDO 1 1800 01 0x180 + Node-ID ja nach Reset

Trans Type Trans PDO 1 1800 02 0x01 (synchron) ja sofort

Event Time Trans PDO 1 1800 05 0x00 (Off) ja sofort

COB-ID Trans PDO 2 1801 01 0x280 + Node-ID ja nach Reset

Trans Type Trans PDO 2 1801 02 0x01 (synchron) ja sofort

Event Time Trans PDO 2 1801 05 0x00 (Off) ja sofort

COB-ID Trans PDO 3 1802 01 0x380 + Node-ID ja nach Reset

Trans Type Trans PDO 3 1802 02 0x01 (synchron) ja sofort

Event Time Trans PDO 3 1802 05 0x00 (Off) Ja sofort

Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 5FFF

Node-ID 20F0, 20F1 0x20 (= 0d32) ja nach Reset

Baudrate 20F2, 20F3 0x04 (= 125 kBit/s) ja nach Reset

Geräteprofile; Index 6000 bis 6FFF

Resolution 2) 6000 0d100 (= 0,1°) ja nach Reset

Slope Long 16 6011 0x00 ja sofort

Operating Parameter

Slope Long 16 Preset Value 6012 0x00 ja sofort

Differential 6014 0x00 ja sofort

Slope Long 16 Offset

Slope Lateral 16 6021 0x00 ja sofort

Operating Parameter

Slope Lateral 16 6022 0x00 ja sofort

Preset Value

Differential 6024 0x00 ja sofort

Slope Lateral 16 Offset

1) Life Time Factor 0 wird als 1 interpretiert.

2) Bei einer Änderung der Anzeigeauflösung werden alle eventuell eingegebenen

Offsetwerte bzw. Nullpunktwerte gelöscht.

EMCY Objekte

Folgende Fehlercodes gemäß DS-301 werden unterstützt:

Betriebsanzeige (Status-LED)

DEUTSCH

NEIGUNGSSENSOR CR2102

SEITE 7

LED grün

AUS keine Versorgungsspannung

EIN Sensor im Stand by-Modus

CANopen-Status: PREOPERATIONAL / PREPARED

Winkelwerte werden nicht übertragen

LED rot

AUS Kommunikation ok

EIN

Kommunikation gestört

Winkelwerte werden nicht übertragen

- NodeGuard-Fehler (wenn NodeGuarding aktiviert ist)

- keine Synch-Objekte (wenn Synch-Überwachung aktiviert ist)

blinkend

2 Hz

Sensor aktiv

CANopen-Status: OPERATIONAL

Winkelwerte werden übertragen

EMCY Error Zusatz Beschreibung

Code Reg Code

0x5010 0x21 0xxx Bereichsüber- oder unterschreitung des Neigungssensors.

01 long (X-Achse) Bereichsüberschreitung

FF long (X-Achse) Bereichsunterschreitung

Achtung! Bei einer Bereichsüber- oder unterschreitung,

ist der übertragene Neigungswert nicht gültig!

0x5020 0x21 0xxx Bereichsüber- oder unterschreitung des Neigungssensors.

01 lateral (Y-Achse) Bereichsüberschreitung

FF lateral (Y-Achse) Bereichsunterschreitung

Achtung! Bei einer Bereichsüber- oder unterschreitung,

ist der übertragene Neigungswert nicht gültig!

0x6100 0x11 0x00 „Internal Software“ Überlauf einer Rx-Queue;

z.B. Frequenz der Rx PDOs zu groß.

Reset nur extern, über Eintrag in Idx 1003 00

0x6101 0x11 0x00 „Internal Software“ Überlauf einer Tx-Queue;

z.B. Gerät kommt nicht auf den Bus.

Reset nur extern, über Eintrag in Idx 1003 00

0x8130 0x11 0x00 „Monitoring“ (Guarding Error/Heartbeat Error)

Für „guard time“ x „life time factor“

wird kein Guard-Objekt empfangen oder

Heartbeat Objekt außerhalb der Zeiterwartung.

Reset bei erneuter Kommunikation

0x8200 0x11 0x00 „Monitoring“ (Synch Error)

Für „communication cycle“ wird kein Synch-Objekt

empfangen; (nur in OPERATIONAL)

Reset bei Synch-OBJ bzw. PREOP

Objektverzeichnis

Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF

NEIGUNGSSENSOR CR2102

SEITE 8

Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung

1000 0 Device type u32, ro 0x8019A Profil 410; Inclinometer

1001 0 Error register u8, ro 0x00 Bitcodiert gemäß Profil 301;

unterstützt wird:

0b 0000 0000 kein Fehler

0b 0000 0001generic error

0b 00010000 communication error

0b 0010 0000 profile error

0b 1000 0000 manufacturer specific

1003 0 Pre-defined u8, ro 0x02 Es wird eine Fehlerliste mit 4 Einträgen

errorfield unterstützt

1 - 4 Error history u32, ro 0x00 Aufgetretener Fehler;

codiert entsprechend EMCY Liste;

der zuletzt aufgetretene Fehler steht

jeweils in Sub-Index 1

1005 0 COB-ID u32, rw 0x80000080 - Sensor generiert keine Synch Meldung

synch objekt (Bit 30 = 0)

- 11 Bit Identifier System

(Bit 29 = 0)

- Identifier der Synch Meldung

1006 0 Communic. u32, rw 0x00000000 max. Zeit zwischen 2 Synch. Objekten in

Cycle µSek.; Nutzauflösung = 1 mSek.

1007 0 Synch windows - - nicht implementiert

1008 0 Device name str, ro CR2102 Gerätebezeichnung

1009 0 HW Version str, ro x.x Hardware Version

100A 0 SW Version str, ro x.x Software Version

100C 0 Guard time u16, rw 0x0000 Zeit in mSek.

Der Sensor erwartet innerhalb dieser Zeit

ein „node guarding“ des Netz-Masters

Wird hier der Wert 0 eingetragen, wird

diese Funktion nicht unterstützt.

Hinweis:

Die Überwachung des Knotens mit

„node guarding“ oder „heartbeat“ soll

nur alternativ verwendet werden.

Sind beide Funktionen aktiviert, wird

heartbeat ausgeführt.

Erläuterung der Abkürzungen:

0d... = dezimaler Zahlenwert

0x... = hexadezimaler Zahlenwert

rw = read-write

ro = read only

s... = signed ...Bit

str = string (Zeichenkette)

u... = unsigned ...Bit

wo = write only

(siehe auch „Begriffe und Abkürzungen“, Seite 22)

Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF

DEUTSCH

NEIGUNGSSENSOR CR2102

SEITE 9

Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung

100D 0 Life time factor u8, rw 0x00 Wenn für "guard time" * "life time"

kein "node guarding" empfangen wird,

generiert der Sensor ein EMCY und die

rote LED leuchtet.

Das Produkt aus "guard time" * "life

time" muß in dem Bereich zwischen

0 ... 65535 liegen.

1010 0 Number of u8, ro 0x01 Anzahl der Optionen "sichern"

save-options

1 "Alle Parameter u32, rw 0x02 Alle Parameter werden bei einer

sichern" Änderung automatisch gesichert.

1011 0 Number of u8, ro 0x01 Anzahl der Optionen "Restore"

restore-options

1 "Alle Parameter u32, rw 0x01 Wird hier der String "load" eingetragen,

reset" werden die Parameter mit den werkseiti-

gen Voreinstellungen belegt und sind

nach dem nächsten Reset gültig.

1014 0 COB-ID u32, rw 0x40000080 - Sensor reagiert nicht auf

Emergency +Node-ID fremde EMCY Mess. (Bit 31 = 0)

- Sensor generiert EMCY Message

(Bit 30 = 1)

- 11 Bit ID (Bit 29 = 0)

- ID = 0x80 + Node-ID

CAN-Identifier kann vom Benutzer

geändert werden.

1016 0 Number of u8, ro 0x01 Anzahl der überwachten Geräte

options

Consumer

heartbeat time

1 Consumer u32, rw 0x00 Heartbeat Überwachungszeit für

heartbeat time Knoten n.

Es wird nur die Überwachung eines

Knotens unterstützt.

0x0nntttt = Überwachungszeit [ms]

0x0nntttt = Knotennummer

(wenn nn oder tttt gleich 0, findet keine

Überwachung statt)

Hinweis:

Die Überwachung des Knotens mit

„node guarding“ oder „heartbeat“ soll

nur alternativ verwendet werden.

1017 0 Producer u16, rw 0x00 Zeitintervall [ms], in dem der Neigungs-

heartbeat time sensor ein Producer heartbeat erzeugt.

1200 0 Server SDOs u8, ro 0x02 Anzahl der Einträge

1 COB-ID u32, ro 0x600 + - SDO ist gültig (Bit 31 = 0)

Rec SDO Node-ID - CAN ID des Receive SDOs

2 COB-ID u32, ro 0x580 + - SDO ist gültig (Bit 31 = 0)

Trans SDO Node-ID - CAN ID des Transmit SDOs

Objektverzeichnis

Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF

NEIGUNGSSENSOR CR2102

SEITE 10

Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung

1800 0 Trans PDO 1 u8, ro 0x05 Anzahl der Einträge Trans PDO 1;

Neigung Längs- und Querachse

(X-/Y-Achse)

1 COB-ID u32, rw 0x180 + - Bit 31 = 0 = PDO ist aktiviert

Trans PDO 1 Node-ID - Bit 31 = 1 = PDO ist deaktiviert

(wird nicht übertragen)

- CAN ID des 1. Trans PDOs

2 Trans Type u8, rw 0x01 0x00 = synch acyclic

Trans PDO 1 0x01...0xF0 = synch cyclic;

Ausgänge werden erst nach „n“

Synch Objekten aktualisiert

n = 0x01 (1) ... 0xF0 (240)

0xFC nicht implementiert

0xFD nicht implementiert

0xFE = asynch man. spec. event;

PDO wird bei einer Neigungsänderung

um die kleinste eingestellte Einheit

sofort übertragen (siehe Resolution).

0xFF = asynch device profile event;

PDO wird bei einer Neigungsänderung

um die kleinste eingestellte Einheit

sofort übertragen (siehe Resolution).

5 Event Time u16, rw 0x00 Bei Auswahl des Trans Type 0xFE oder

Trans PDO 1 0xFF wird nach Ablauf der Event Zeit

der Sensorwert auch dann übertragen,

wenn er sich nicht geändert hat.

1801 0 Trans PDO 2 u8, ro 0x05 Anzahl der Einträge Trans PDO 2;

Neigung Längsachse (X-Achse)

1 COB-ID u32, rw 0x280 + - Bit 31 = 0 = PDO ist aktiviert

Trans PDO 2 Node-ID - Bit 31 = 1 = PDO ist deaktiviert

(wird nicht übertragen)

- CAN ID des 2. Trans PDOs

2 Trans Type u8, rw 0x01 0x00 = synch acyclic

Trans PDO 2 0x01...0xF0 = synch cyclic;

Ausgänge werden erst nach „n“

Synch Objekten aktualisiert

n = 0x01 (1) ... 0xF0 (240)

0xFC nicht implementiert

0xFD nicht implementiert

0xFE = asynch man. spec. event;

PDO wird bei einer Neigungsänderung

um die kleinste eingestellte Einheit

sofort übertragen (siehe Resolution).

0xFF = asynch device profile event;

PDO wird bei einer Neigungsänderung

um die kleinste eingestellte Einheit

sofort übertragen (siehe Resolution).

5 Event Time u16, rw 0x00 Bei Auswahl des Trans Type 0xFE oder

Trans PDO 2 0xFF wird nach Ablauf der Event Zeit

der Sensorwert auch dann übertragen,

wenn er sich nicht geändert hat.

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Languages:

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