IFM Electronic Ecomat100 CR2101 Application guide

Geräte-Handbuch

Device manual

Neigungssensor

2-achsig

Inclination sensor

2 axes

CR2101

X-

-Y

DEUTSCH

ENGLISH

7390255 / 01 08 / 2014

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

Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 2FFF Seite 8

Objektverzeichnis

Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF Seite 10

Wartung, Instandsetzung und Entsorgung Seite 13

Prüfnormen und Bestimmungen Seite 13

Programmierung Seite 14

Begriffe und Abkürzungen Seite 20

Notizen Seite 42

NEIGUNGSSENSOR CR2101

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.

NEIGUNGSSENSOR CR2101

SEITE 3

Bestimmungsgemäße Verwendung / Funktion

Der 2-achsige Neigungssensor ermöglicht die Nullpunktnivellierung und Lage-

erfassung 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 konduktometrischem Prinzip arbeiten, werten die

Leitfähigkeitsänderung einer Flüssigkeit aus.

Durch Anlegen einer Wechselspannung zwischen den Elektroden in der Flüssig-

keit fließt ein Strom in Form eines elektrischen Streufeldes.

Beim Neigen des Sensors ändert sich das Streufeld – damit die Leitfähigkeit der

Flüssigkeit – in Abhängigkeit von der Füllhöhe. Durch paarweises Anordnen der

Elektroden erhält man einen vorzeichenbehafteten Neigungswinkel.

• Die Sensorauflösung und der 2-achsige Nullpunkt können parametriert bzw.

frei gesetzt werden.

• Es sind 1 Server SDO und 2 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 spannungsausfallsicher 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“.

Die „Guard time“, der „Life time factor“ und der CAN Identifier des Guard

Objektes sind konfigurierbar 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.

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

DEUTSCH

Technische Daten

Maße

Status-

LED

Ø 5,3

60 41

M12x1

X-

-Y

Aluminium, schwarz eloxiert

Aluminium, natur

Befestigungsbohrungen für 4 x M5

IP 67

M12-Steckverbinder für Betriebsspannung und CAN-Bus

5-polig (Typ Lumberg)

10 ... 30 V DC SELV

≤100 mA

-25 ... +85°C

±15°

parametrierbar bis 0,001°

0,01°

0,025°

< 0,0013°/K

< 0,006°/K

CAN Interface 2.0 B, ISO 11898

10 kBit/s ... 1 MBit/s (Defaulteinstellung 125 kBit/s)

CANopen, CiA DS 301 Version 3.0

0x20 (= 32)

Zweifarben-LED (Rot/Grün)

NEIGUNGSSENSOR CR2101

SEITE 4

Gehäuse

Trägerplatte

Montage

Schutzart

Anschluss

Betriebsspannung

Stromaufnahme

Betriebstemperatur

Lagertemperatur

Messbereich (pro Achse)

Auflösung

Hysterese

Genauigkeit

Temperaturstabilität

Nullpunktdrift

Empfindlichkeit

Schnittstelle

Baudrate

Kommunikationsprofil

Node-ID (Default)

Betriebsanzeige (Status-LED)

Montage

Der Neigungssensor wird gemäß Darstellung mit 4 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 Neigungsachsen

(siehe auch Gehäuseaufdruck).

Längsneigung = X-Achse (Trans PDO 1)

Querneigung = Y-Achse (Trans PDO 2)

Die angegeben Neigungswinkel-Vorzeichen zeigen die werksseitige Default-Einstellung

Elektrischer Anschluss

Vor der Inbetriebnahme ist zu beachten, daß die oben genannten Anschlüsse mit

den zugehörigen Potentialen belegt werden müssen.

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

gungsspannung mit max. 8 A abzusichern.

Um den elektrischen Störschutz sicherzustellen, muss das Gehäuse mit

GND verbunden werden (z.B. mit Fahrzeugmasse).

Zusätzlich muss die Anschlussleitung geschirmt werden !

NEIGUNGSSENSOR CR2101

SEITE 5

DEUTSCH

+15° -15°

QuerneigungLängsneigung

Montage-

fläche

Bezeichnung Pin Potential

Betriebsspannung 1 GND

2 10...30 V DC

CAN-Interface 3 CAN_GND

4 CAN_H

5 CAN_L

Parameter- und EMCY-Objekt-Übersicht

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

meter (Ausnahme Baudrate und Node-ID) mit den werkseitig hinterlegten

Default-Werten belegt werden. Diese sind dann nach dem nächsten Einschalten

der Versorgungsspannung gültig.

Parameterliste

Life Time Factor 0 wird als 1 interpretiert

Das erste Guardprotokoll wird als “Start Guarding” gewertet, auch wenn zu die-

sem Zeitpunkt das Guarding noch nicht aktiviert ist (Guardtime = 0).

NEIGUNGSSENSOR CR2101

SEITE 6

Index Defaultwert Änderung Änderung

Parameter im Objekt- (werksseitig automatisch wirksam

verzeichnis eingestellt) gesichert

Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 5FFF

Resolution 2000 0x01 (0,001°) Ja Nach Pre-Op

Slope Long Sign 2011 0x00 ja sofort

PDO 1 (gem. Herstellerangabe)

Slope Long Offset 2013 0x00 Ja sofort

Slope Cross Sign 2021 0x00 ja sofort

PDO 2 (gem. Herstellerangabe)

Slope Cross Offset 2023 0x00 Ja sofort

Node-ID 20F0, 20F1 0x20 (= 32) ja nach Reset

Baudrate 20F2, 20F3 0x03 (= 125 kBit/s) ja nach Reset

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 100D 0x00 ja sofort

COB ID Guarding 100E 0x700 + Node ID ja sofort

COB ID EMCY 1014 0x80 + Node ID ja sofort

COB ID Trans PDO 1 1800 01 0x180 + Node ID nein sofort

Trans Type Trans PDO 1 1800 02 synchron 1 ja sofort

COB ID Trans PDO 2 1801 01 0x280 + Node ID nein sofort

Trans Type Trans PDO 2 1801 02 synchron 1 ja sofort

EMCY Objekt

Folgende Fehlercodes gemäß DS-301 werden unterstützt:

Bei Guard Error und/oder Synch Error wird der CANopen Status nicht gewechselt.

Betriebsanzeige (Status-LED)

DEUTSCH

NEIGUNGSSENSOR CR2101

SEITE 7

Zusatz

code

EMCY

Code Error Reg Beschreibung

0x8100 0x11

„Monitoring“ (Guarding Error)

- für die „guard time“ x „life time factor“ wird kein

guard objekt empfangen

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

0x6300 0x81 0b0000xxxx

Bereichsüber- oder unterschreitung des Neigungssensors

0001 long (X) Bereichsüberschreitung

0010 long (X) Bereichsunterschreitung

0100 cross (Y) Bereichsüberschreitung

1000 cross (Y) Bereichsunterschreitung

Achtung! Bei einer Bereichsüber- oder unterschreitung

ist der übertragene Neigungswert nicht gültig!

0x6100 0x11 0x00

0x6101 0x11 „Internal Software“:

- Überlauf einer Tx-Queue; z.B. Gerät kommt nicht auf den Bus;

Reset nur extern über Eintrag in 1003 00

0x00

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

„Internal Software“:

- Überlauf einer Rx-Queue; z.B. Frequenz der Rx PDOs zu groß;

Reset nur extern über Eintrag in 1003 00

Objektverzeichnis

Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 5FFF

NEIGUNGSSENSOR CR2101

SEITE 8

Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung

2000 0 resolution u16, rw 0x01 Meßwertauflösung

für beide Achsen

1 = Neigung wird als signed int

in 0,001 Grad angegeben

10 = Neigung wird als signed int

in 0,01 Grad angegeben

100 = Neigung wird als signed int

in 0,1 Grad angegeben

1000 = Neigung wird als signed int

in 1,0 Grad angegeben

2010 0 slope long s16, ro - Neigung der Längsachse ( X-Achse )

2011 0 slope long sign boolean 0x00 Vorzeichensteuerung

rw der Längsachsen-Neigung;

0 = entsprechend Herstellerangabe

(siehe auch Geräteaufdruck)

1 = invertiert

2012 0 slope long zero NULL - Zugriff auf diesen Eintrag setzt den

wo Applikations-Nullpunkt der Längsachse.

Die aktuell anstehende Neigung der

Längsachse wird als Applikationsoffset

weiterverarbeitet

2013 0 slope long offset s16, rw 0x00 Beinhaltet den aktuellen Applikations-

offset der Längsachse.

Der Applikationsoffset kann hier gezielt

eingestellt oder nach "slope long zero"

ausgelesen werden

2020 0 slope cross s16, ro - Neigung der Querachse ( Y-Achse )

2021 0 slope cross sign boolean 0x00 Vorzeichensteuerung

rw der Querachsen-Neigung;

0 = entsprechend Herstellerangabe

(siehe auch Geräteaufdruck)

1 = invertiert

2022 0 slope cross zero NULL - Zugriff auf diesen Eintrag setzt den

wo Applikations-Nullpunkt der Querachse.

Die aktuell anstehende Neigung der

Längsachse wird als Applikationsoffset

weiterverarbeitet

2023 0 slope cross offset s16, rw 0x00 Beinhaltet den aktuellen Applikations-

offset der Querachse.

Der Applikationsoffset kann hier gezielt

eingestellt oder nach "slope cross zero"

ausgelesen werden

Objektverzeichnis

Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 5FFF

DEUTSCH

NEIGUNGSSENSOR CR2101

SEITE 9

Erläuterung der Abkürzungen:

0x... = hexadezimaler Zahlenwert

rw = read-write

ro = read only

s16 = signed 16 bit

u8 = unsigned 8 bit

u16 = unsigned 16 bit

wo = write only

(siehe auch „Begriffe und Abkürzungen“, Seite 20)

Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung

20F0 0 Einstellung u8, rw 0x20 Node ID unter dem der Sensor im

Node ID (= 32) CANopen Netz angesprochen wird

20F1 0 Einstellung u8, rw 0x20 Node ID unter dem der Sensor im

Node ID (= 32) CANopen Netz angesprochen wird

Eine Node ID Änderung wird nur dann übernommen,

wenn in den Einträgen 20F0 und 20F1 der gleiche geänderte Wert eingetragen ist.

Werte kleiner 1 / größer 127 werden nicht übernommen; die bestehende Einstellung bleibt erhal-

ten. Damit die neuen Einträge gültig werden, muss nach dem Einstellen der Node ID ein Reset

ausgelöst werden (Aus-/Einschalten des Sensors).

20F2 0 Einstellung u8, rw 0x03 Baudrate des CAN-Netzes

Baudrate 0 = 1000 kBaud

1 = 500 kBaud

2 = 250 kBaud

3 = 125 kBaud

4 = 100 kBaud

5 = 50 kBaud

6 = 20 kBaud

7 = 10 kBaud

20F3 0 Einstellung u8, rw 0x03 Baudrate des CAN-Netzes

Baudrate (wie vor)

Eine Baudrate Änderung wird nur dann übernommen,

wenn in den Einträgen 20F2 und 20F3 der gleiche geänderte Wert eingetragen ist.

Werte größer 7 werden nicht übernommen; die bestehende Einstellung bleibt erhalten.

Damit die neuen Einträge gültig werden, muss nach dem Einstellen der Baudrate ein Reset

ausgelöst werden (Aus-/Einschalten des Sensors).

Objektverzeichnis

Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF

NEIGUNGSSENSOR CR2101

SEITE 10

Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung

1000 0 device type u32, ro 0x80191 Prof. 401;

analog Ausgänge

1001 0 error register u8, ro 0x00 Bitcodiert gemäß Prof. 301;

unterstützt wird:

0b 0000 0000 kein Fehler

0b 0000 0001generic error

0b 00010000 communication 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

1004 0 number of u32, ro 0x00002 2 Trans PDOs werden unterstützt

PDOs

1 number of u32, ro 0x00002 Die PDOs können synchron übertragen

synch PDOs werden

2 number of u32, ro 0x00002 Die PDOs können asynchron übertragen

asynch PDOs werden

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

synch objekt (Bit 31 = 1)

- Sensor generiert keine Synch Meldung

(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 CR2101 Gerätebezeichnung

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

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

100B 0 Node ID u32, ro nur zur Abfrage

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.

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