EDSMF2192IB.K:ø. L force Communication. Ä.K:øä. Manual de comunicaciones. EtherCAT EMF2192IB. Módulo de comunicaciones

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1 EDSMF2192IB.K:ø L force Communication Ä.K:øä Manual de comunicaciones EtherCAT EMF2192IB Módulo de comunicaciones

2 i Contenido 1 Acerca de esta documentación Historia del documento Convenciones utilizadas Términos utilizados Indicaciones utilizadas Instrucciones de seguridad Instrucciones generales de seguridad Instrucciones de seguridad específicas para el equipo y la aplicación Peligros residuales Descripción del producto Uso previsto Identificación Características del producto Conexiones e interfaces Datos técnicos Datos generales y condiciones de uso Aislamiento de protección Tiempo de comunicación Dimensiones Instalación Instalación mecánica Instalación eléctrica Cableado según CEM (sistema de accionamiento típico CE) Topología de red Conexión de EtherCAT Especificaciones del cable Ethernet Alimentación de voltaje Sincronización del equipo básico

3 Contenido i 6 Puesta en marcha Antes de la primera conexión Configuración del sistema master Instalar los archivos con descripciones de equipos Detección automática de equipos Configurar datos de proceso Determinar tiempo de ciclo Asignación de direcciones Predeterminar alias de la estación Sincronización con «Distributed clocks» (DC) Preparación/instalación Configuración DC en el master Configuración DC en el equipo básico (esclavo) Comportamiento de los dispositivos EtherCAT de Lenze al inicio Primera conexión Transferencia de datos Estructura del frame EtherCAT Datagramas EtherCAT Máquina de estado EtherCAT Transferencia de datos de proceso Transferencia de datos de parámetro Establecimiento de la conexión entre master y esclavo Leer y escribir parámetros Escribir parámetros (Expedited Upload) Escribir parámetros (Expedited Download) Códigos de aborto SDO (Abort codes) Diagnóstico Indicadores de estado LED Emergency Requests/mensajes de emergencia Anexo Objetos CoE implementados Códigos Códigos de producto de los equipos básicos de Lenze Índice analítico

4 1 Acerca de esta documentación 0Fig. 0Tab. 0 1 Acerca de esta documentación Contenido Esta documentación contiene exclusivamente descripciones sobre el módulo de comunicaciones EMF2192IB (EtherCAT). Aviso! Esta documentación complementa las instrucciones para el montaje adjuntas al módulo de comunicaciones y la documentación de los equipos básicos utilizados. Las instrucciones para el montaje contienen instrucciones de seguridad que deben tenerse en cuenta! Se describen detalladamente las características y funciones del módulo de comunicaciones. Las aplicaciones típicas se acompañan de ejemplos. Esta documentación contiene además: Instrucciones de seguridad que se han de respetar indispensablemente. Los datos técnicos esenciales del módulo de comunicaciones. Indicaciones sobre las versiones de los equipos básicos de Lenze que se pueden utilizar. Datos sobre la detección de errores y la eliminación de fallos. Las relaciones teóricas se explican solamente en la medida en que sean necesarias para entender el funcionamiento del módulo de comunicaciones. Esta documentación no describe el software de otro fabricante. No se puede asumir ninguna responsabilidad sobre datos facilitados en este manual. Encontrará información sobre el uso del software en la documentación del sistema master. Todos los nombres de marcas indicados en este manual son marcas comerciales propiedad de sus respectivos propietarios. Sugerencia! Encontrará información detallada sobre EtherCAT en la página de Internet del EtherCAT Technology Group: 4

5 Acerca de esta documentación 1 Grupo objetivo Esta documentación está dirigida a personas que se encargan del diseño, la instalación, la puesta en marcha y el mantenimiento de la interconexión y el mantenimiento remoto de una máquina. Sugerencia! Encontrará información y recursos sobre los productos de Lenze en el área de descargas de Vigencia de la información La información en esta documentación es válida para los siguientes equipos: Módulo de ampliación Denominación de tipo A partir de la versión de hardware A partir de la versión de software Módulo de comunicaciones EtherCAT EMF2192IB VA 1.0 5

6 1 Acerca de esta documentación Historia del documento 1.1 Historia del documento Versión Descripción /2009 TD17 Primera edición /2010 TD17 Revisión general /2011 TD17 Revisión general /2012 TD17 EtherCAT es una marca registrada de Beckhoff Automation GmbH, Alemania. Su opinión es importante para nosotros! Estas instrucciones se han confeccionado según nuestros mejores conocimientos con el objetivo de apoyar lo mejor posible el uso de nuestro producto. Quizá no lo hayamos conseguido totalmente. Si detecta algún error, envíenos sus sugerencias y quejas en un e mail breve: feedback docu@lenze.de Muchas gracias por su apoyo. Su equipo de documentación Lenze 6

7 Acerca de esta documentación Convenciones utilizadas Convenciones utilizadas Esta documentación utiliza las siguientes convenciones para distinguir diferentes tipos de información: Tipo de información Marcación Ejemplos/indicaciones Escritura de números Separación de decimales Punto Por norma general se utiliza el punto para los decimales. Por ejemplo: Decimal Escritura normal Por ejemplo: 1234 Hexadecimal 0x[0... 9, A... F] Por ejemplo: 0x60F4 Binaria Nibble Resalte del texto Entre comillas altas Punto Por ejemplo: 100 Por ejemplo: Nombre del programa» «Software para PC Por ejemplo:»engineer«,»global Drive Control«(GDC) Símbolos Referencia cruzada Referencia a otra página en la que se encontrará información adicional. Por ejemplo: 16 = véase la página 16 7

8 1 Acerca de esta documentación Términos utilizados 1.3 Términos utilizados Término EtherCAT Equipo básico Convertidor»Global Drive Control«/»GDCEngineerPLC DesignerTwinCAT«Código Subcódigo Configuración Lenze Configuración básica HW SW ESI CoE I DC PDO SDO "Hot connect" Significado EtherCAT es un sistema de Ethernet capaz de funcionar a tiempo real con el más alto rendimiento. EtherCAT es una marca registrada y una tecnología patentada, bajo licencia de Beckhoff Automation GmbH, Alemania. Convertidores Lenze con los que se puede utilizar el módulo de comunicaciones 12 Software para PC de Lenze que le ayuda con la "ingeniería" (parametrizar, diagnosticar y configurar) durante toda la vida útil de la máquina, es decir desde la planificación hasta la puesta en marcha y el mantenimiento. Software de configuración EtherCAT de Beckhoff Automation GmbH, Alemania Parámetro con el que se puede parametrizar o monitorizar el convertidor. También se conoce habitualmente como "índice". Si un código contiene varios parámetros, esto se encuentran guardados en "subcódigos". En la documentación se utiliza una barra "/" para indicar el código y el respectivo subcódigo (ej. "C0118/3"). También se conocen habitualmente como "subíndices". Este término se refiere a las configuraciones con las que el equipo viene preconfigurado de fábrica. Hardware Software EtherCAT Slave Information (archivo con la descripción del equipo en formato XML) CANopen over EtherCAT Índice CoE (presentación hexadecimal) En el ejemplo: índice 0x1600, subíndice 0x20 "Distributed clocks" para la sincronización de EtherCAT Objeto de datos de proceso Objeto de datos de servicio Esta característica permite el acoplamiento y desacoplamiento de dispositivos esclavos durante el funcionamiento. 8

9 Acerca de esta documentación Indicaciones utilizadas Indicaciones utilizadas Para indicar peligros e información importante, se utilizan en esta documentación los siguientes términos indicativos y símbolos: Instrucciones de seguridad Estructura de las instrucciones de seguridad: Peligro! (indican el tipo y la gravedad del peligro) Texto indicativo (describe el peligro y da instrucciones para evitarlo) Pictograma y término indicativo Peligro! Peligro! Alto! Significado Riesgo de daños personales por voltaje eléctrico Indica un peligro inminente que puede causar la muerte o lesiones graves si no se toman las medidas adecuadas. Riesgo de daños personales por una fuente de riesgo general Indica un peligro inminente que puede causar la muerte o lesiones graves si no se toman las medidas adecuadas. Peligro de daños materiales Indica un posible riesgo que puede ocasionar daños materiales si no se toman las medidas adecuadas. Instrucciones de uso Pictograma y término indicativo Aviso! Sugerencia! Significado Nota importante para el funcionamiento sin fallos Sugerencia útil para facilitar la operación Referencia a otra documentación 9

10 2 Instrucciones de seguridad Instrucciones generales de seguridad 2 Instrucciones de seguridad Aviso! Respete siempre las medidas de seguridad indicadas para evitar graves daños a personas y materiales! Durante la operación mantenga la documentación siempre cerca de la máquina. 2.1 Instrucciones generales de seguridad Peligro! Si no se observan las siguientes instrucciones básicas de seguridad, pueden ocasionarse serios daños a personas y materiales: Los componentes de accionamiento y automatización de Lenze sólo deben utilizarse de la manera adecuada.... nunca deben ponerse en funcionamiento si existen daños visibles.... nunca deben someterse a modificaciones técnicas.... nunca deben ponerse en funcionamiento si no están completamente montados.... nunca deben ponerse en funcionamiento sin las cubiertas necesarias.... pueden incluir durante el después del funcionamiento, y dependiendo de su grado de protección, piezas vivas, así como móviles y giratorias. Las superficies pueden estar calientes. En componentes para accionamientos de Lenze sólo utilizar accesorios autorizados.... sólo utilizar piezas de recambio originales del fabricante. Observe todas las indicaciones de la documentación adjunta y la documentación correspondiente. Es requisito esencial para un funcionamiento seguro y sin fallos, así como para lograr las características declaradas del producto. Las indicaciones técnicas de procedimiento y secciones de conexión presentadas en este documento son propuestas, cuya transferabilidad a la aplicación correspondiente deberá ser comprobada. El fabricante no se hace responsable de la aptitud de los procedimientos y propuestas de conexión que se indican. Todos los trabajos con y en componentes de accionamiento y automatización de Lenze sólo deben ser realizados por personal experto cualificado. Según IEC o resp. CENELEC HD 384 se trata de personas, que conocen la instalación, el montaje, la puesta en marcha y la operación del producto.... que disponen de las cualificaciones correspondientes a su trabajo.... que conocen y saben aplicar todas las normas de prevención de accidentes, directivas y leyes aplicables en el lugar de uso. 10

11 Instrucciones de seguridad Instrucciones de seguridad específicas para el equipo y la aplicación Instrucciones de seguridad específicas para el equipo y la aplicación Durante el funcionamiento el módulo de comunicaciones debe estar unido firmemente al equipo básico. Con el voltaje de alimentación externo utilice siempre una fuente de alimentación independiente y segura según EN («SELV»/«PELV») en cada armario de distribución. Utilice solamente cables que cumplan con las especificaciones indicadas. ( 25). Documentación sobre el equipo básico, el sistema de control y la instalación/máquina Tome todas las medidas adicionales prescritas en esta documentación. Observe las instrucciones de seguridad y aplicación. 2.3 Peligros residuales Protección personal Al utilizar convertidores en una red puesta a tierra con conductor externo con un voltaje nominal de red 400 V no está garantizada la protección contra contacto sin medidas externas. (véase el cap. «4.2», 17) Protección de los equipos El módulo contiene piezas electrónicas que pueden resultar dañadas o destruidas por descargas electrostáticas. 11

12 3 Descripción del producto Uso previsto 3 Descripción del producto 3.1 Uso previsto El módulo de comunicaciones... es un dispositivo previsto para ser incorporado en instalaciones de alta tensión; sólo se debe utilizar en redes EtherCAT. se puede utilizar con los siguientes equipos básicos (denominaciones en la placa de características): Tipo de aparato Ejecución Versión Variante Explicación HW SW 1) 82EVxxxxxBxxxXX Vx 1x 8200 vector 82CVxxxxxBxxxXX Vx 1x 8200 vector, Cold plate 82DVxxxKxBxxxXX Vx 1x 8200 vector, con separación térmica EPL E 1x 1x Drive PLC 33.93XX xe. 2x 1x Vxxx vector X xe. 1x 0x vector 33.93XX xc. 2x 1x Vxxx , vector con ejecución Cold plate 33.93XX EI / ET 2x 1x Vxxx 9300 Servo PLC 33.93XX CI / CT 2x 1x Vxxx 9300 Servo PLC, Cold plate ECSxSxxxx4xxxxXX 1A 7.0 ECSxS "Speed & Torque" ECSxPxxxx4xxxxXX 1A 7.0 ECSxP "Posi & Shaft" ECSxMxxxx4xxxxXX 1A 7.0 ECSxM "Motion" ECSxAxxxx4xxxxXX 1A 7.0 ECSxA "Application" ECSxExxxx4xxxxXX VA 5.0 Módulo de alimentación ECSxE 1) Versiones del software del sistema operativo de los convertidores Cualquier otra forma de uso se considerará inadecuada! 12

13 Descripción del producto Identificación Identificación L Type Id.-No. Prod.-No. E82AF000P0B201XX 2192ECAT013 Código de tipo IB VA 1.0 Serie de equipos Versión de hardware Versión de software 13

14 3 Descripción del producto Características del producto 3.3 Características del producto Módulo de conexión para el sistema de comunicaciones EtherCAT en los conectores AIF de las series de equipo de Lenze 8200 vector, 9300 y ECS ( 12) Soporte de la funcionalidad esclavo EtherCAT Alimentación externa de 24 V para el mantenimiento de la red EtherCAT en caso de fallo del equipo básico Soporte de la funcionalidad "Distributed clocks" (DC) para la sincronización a través del bus de campo Transferencia de PDOs con CoE (CANopen over EtherCAT) Acceso a todos los parámetros Lenze con CoE (CANopen over EtherCAT). Elementos de conexión frontales Dos conectores hembra (RJ45) para la conexión a EtherCAT Regleta de conectores de 2 polos para la alimentación externa del módulo de comunicaciones Regleta de conectores de 3 polos (con separación galvánica) para la sincronización del equipo básico Indicaciones de estado por LED frontales Suministro de voltaje al módulo de comunicaciones Conexión desde el módulo de comunicaciones al sistema de bus EtherCAT Conexión desde el módulo de comunicaciones al equipo básico Estado del bus según especificación EtherCAT 14

15 Descripción del producto Conexiones e interfaces Conexiones e interfaces 2192ECAT001B Fig.3 1 Módulo de comunicaciones EMF2192IB (EtherCAT) Leyenda de la imagen Pos.... Descripción Indicaciones de estado por LED 54 Conexión para la alimentación de voltaje externa (24 V) del módulo de comunicaciones Regleta de conectores con conexión roscada, 2 polos 27 Conexión para la sincronización EtherCAT Regleta de conectores con conexión roscada, 3 polos 29 Salida (OUT) Conector hembra RJ45 según IEC Entrada (IN) Conector hembra RJ45 según IEC Placa de características 13 15

16 4 Datos técnicos Datos generales y condiciones de uso 4 Datos técnicos 4.1 Datos generales y condiciones de uso Área Referencia para pedidos Perfil de comunicación Perfil de equipo soportado y protocolo de buzón de correo Medio de comunicación Interface para la comunicación Topología de red Tipo de dispositivo Número de dispositivos Longitud de cable entre dos dispositivos participantes de EtherCAT Tiempos de ciclo Vendor ID ID del producto ID de la revisión Velocidad de transmisión Alimentación de voltaje Conformidades, Aprobaciones Valores EMF2192IB EtherCAT CANopen over EtherCAT (CoE) S/FTP (Screened Foiled Twisted Pair, ISO/IEC o EN 50173), CAT 5e RJ45, Ethernet estándar (según IEEE 802.3), 100Base TX (Fast Ethernet) Línea, switch Esclavo EtherCAT Máx (en toda la red) máx. 100 m (típico) 1 ms o un múltiplo entero de 1 ms, máx. 15 ms si se utilizan "Distributed clocks" (DC) 0x3B depende del equipo básico utilizado depende de la versión principal del software del módulo EtherCAT 100 MBit/s, full duplex Alimentación externa a través de fuente de red independiente Borne "+": U = 24 V DC (20.4 V 0 % V + 0 %) I = 140 ma Borne Potencial de referencia para alimentación de voltaje externa CE Documentación sobre los equipos Lenze de las series 8200 vector, 9300 y ECS Aquí encontrará las condiciones ambientales y datos sobre la compatibilidad electromagnética (CEM), que también son de aplicación para el módulo de comunicaciones. 16

17 Datos técnicos Aislamiento de protección Aislamiento de protección Peligro! Voltaje eléctrico peligroso Al utilizar convertidores de Lenze en una red puesta a tierra mediante conductor exterior con un voltaje de red nominal de 400 V, no está asegurada la protección contra el contacto sin medidas adicionales. Posibles consecuencias: Muerte o lesiones graves. Medidas de protección: Si se requiere seguridad contra el contacto para los bornes de control del convertidor y para las conexiones de los módulos de equipo conectados,... se deberá disponer de una sección de separación doble; los componentes que hay que conectar deberán disponer de una segunda sección de separación. Aislamiento entre el bus y... Tipo de aislamiento (según EN ) Tierra de referencia / PE Aislamiento de operación Alimentación externa Aislamiento de operación Etapa de potencia 8200 vector Aislamiento reforzado 9300 Servoconvertidor Aislamiento reforzado 93xx Servo Position Control Aislamiento reforzado 93xx Servo Register Control Aislamiento reforzado 93xx Servo Cam Profile Aislamiento reforzado 9300 vector / Servo PLC Aislamiento reforzado Equipos ECS Aislamiento reforzado Bornes de control 8200 vector Aislamiento de operación 9300 Servoconvertidor Aislamiento básico 93xx Servo Position Control Aislamiento básico 93xx Servo Register Control Aislamiento básico 93xx Servo Cam Profile Aislamiento básico 9300 vector / Servo PLC Aislamiento básico Equipos ECS Aislamiento básico 17

18 4 Datos técnicos Tiempo de comunicación 4.3 Tiempo de comunicación Tiempos de procesamiento en el convertidor No existen dependencias entre los datos de parámetro y los de proceso. Tiempos de procesamiento Datos de parámetro Datos de proceso Tiempo de procesamiento dentro del convertidor Tiempos adicionales fuera del convertidor En parámetros internos del convertidor aprox. 30 ms + 20 ms de tolerancia En algunos códigos, el tiempo de procesamiento puede ser más largo (véase la documentación del convertidor) En equipos ECS el tiempo de procesamiento depende de la aplicación que se ha cargado (duración de la systemtask) Tiempo en el 8200 vector: aprox. 3 ms + 2 ms de tolerancia Tiempo en equipos de la serie 9300: aprox. 2 ms + 1 ms de tolerancia (dependiendo siempre del tiempo básico del ciclo) Tiempo en equipos ECS: en funcionamiento sincrónico mín. 1 ms (comunicación AIF) o según la tarea más rápida en todos los demás casos 1 ms + tiempo de ciclo de la tarea La sincronización depende del convertidor utilizado 62) y se debe configurar como corresponda 34 ss) Tiempos de transmisión de comunicación Tiempos de procesamiento de la comunicación del dispositivo emisor 18

19 Datos técnicos Dimensiones Dimensiones 2192ECAT001B Todas las medidas en mm 19

20 5 Instalación 5 Instalación Peligro! El uso inapropiado del módulo de comunicaciones y del equipo básico puede causar accidentes y daños materiales. Observe las Instrucciones de Seguridad y Riesgos Residuales contenidos en la documentación del equipo básico. Alto! El equipo contiene elementos que podrían resultar destruidos por descargas electroestáticas! Antes de empezar a trabajar con el equipo, el personal deberá liberarse de cargas electroestáticas mediante la adopción de medidas adecuadas. 20

21 Instalación Instalación mecánica Instalación mecánica Fig.5 1 Conectar el módulo de comunicaciones Conecte el módulo de comunicaciones en el aparato básico (aquí: 8200 vector). Atornille el módulo de comunicaciones con el tornillo de fijación en el aparato básico, para asegurar una buena conexión PE. 2102LEC014 Aviso! Para el suministro interno del módulo de comunicaciones a través del convertidor de frecuencia 8200 vector debe adaptarse el puente en la abertura del interface (véase la fig. superior). Tenga en cuenta las indicaciones ( 27). 21

22 5 Instalación Instalación eléctrica Cableado según CEM (sistema de accionamiento típico CE) 5.2 Instalación eléctrica Cableado según CEM (sistema de accionamiento típico CE) Para conseguir un cableado adecuado para la CEM deben tenerse en cuenta los puntos siguientes: Aviso! Colocar los cables de control / datos separados de los cables de motor. En el caso de señales digitales, aplicar las mallas de los cables de control / datos a ambos lados. Para evitar diferencias de potencial entre los dispositivos de comunicación deberá utilizarse un cable de compensación con una sección de por lo menos 16 mm 2 (referencia: PE). Observe otras indicaciones sobre el cableado apropiado para la CEM en la documentación del equipo básico. Procedimiento para el cableado 1. Respetar la tipología del bus y en consecuencia no utilizar cable de derivación. 2. Observar las indicaciones y normas de cableado en la documentación del sistema de control. 3. Sólo utilice cables que cumplen con las especificaciones indicadas ( 25). 4. Observar las indicaciones sobre la alimentación de tensión del módulo ( 27). 22

23 Instalación Instalación eléctrica Topología de red Topología de red Un telegrama EtherCAT es enviado en un par de cables desde el master en dirección a los esclavos. A continuación es enviado de esclavo a esclavo hasta que haya pasado por todos los equipos. Finalmente, el último esclavo envía el telegrama de regreso al master a través de un segundo par de cables. De esta manera EtherCAT siempre crea una estructura cíclica lógica, independientemente de la topología seleccionada. Topología de línea M IN OUT IN OUT IN SD SD SD Fig.5 2 Topología de línea M Master SD Slave Device Los equipos se conectan uno detrás de otro. E94AYCET006 Para un funcionamiento correcto es necesario asignar correctamente los conectores hembra IN y OUT de Ethernet. Insertar el cable de llegada en el conector IN y el cable de salida en el conector OUT. La dirección de la transferencia de datos es del master a los esclavos. Sugerencia! La terminación del último participante se realiza de forma automática a través del esclavo. Topología de switch M S IN SD IN SD Fig.5 3 Topología Switch M Master S Switch SD Slave Device E94AYCET007 La conexión también se puede realizar en forma de estrella a través del switch adecuado. Tenga en cuenta los tiempos de funcionamiento adicionales. 23

24 5 Instalación Instalación eléctrica Conexión de EtherCAT Conexión de EtherCAT Para la conexión con el módulo de comunicaciones es adecuado el uso del cable patch Ethernet estándar disponible en los comercios (véase «Especificación del cable Ethernet» ( 25)). Aviso! Para evitar daños en el conector RJ45, inserte y extraiga el conector del cable Ethernet verticalmente en el conector correspondiente. Asignación de pins Conector RJ45 PIN Señal 1 Tx + 2 Tx 3 Rx Rx 7 E94AYCXX004C 8 Sugerencia! Las interfaces de EtherCAT disponen de una función Auto MDIX. Esta función adapta la polaridad de las interfaces RJ45 de modo que se establezca una conexión independientemente de la polaridad de la interfaz EtherCAT y del tipo de cable utilizado (cable patch estándar o cable crossover). 24

25 Instalación Instalación eléctrica Especificaciones del cable Ethernet Especificaciones del cable Ethernet Aviso! Sólo utilice cables conforme a las especificaciones indicadas. Especificaciones del cable Ethernet Ethernet estándar Ethernet estándar (según IEEE 802.3), 100Base TX (Fast Ethernet) Tipo de cable S/FTP (Screened Foiled Twisted Pair, ISO/IEC o EN 50173), CAT 5e Atenuación 23.2 db (a 100 MHz y cada 100 m) Atenuación diafónica 24 db (a 100 MHz y cada 100 m) Atenuación de regularidad 10 db (cada 100 m) Impedancia característica 100 Estructura del cable Ethernet Fig.5 4 Estructura del cable Ethernet (S/FTP, CAT 5e) A Aislamiento del cable B Malla C Apantallamiento con láminas de los pares de conductores TP1... TP4 Pares de conductores trenzados entre ellos E94YCEP016 25

26 5 Instalación Instalación eléctrica Especificaciones del cable Ethernet Codificación de colores del cable Ethernet Aviso! El cableado y el código de color están estandarizados según EIA/TIA 568A/568B. Está permitido el uso de cables de Ethernet de 4 polos según la norma industrial. El tipo de cable sólo une los pins asignados 1, 2, 3 y 6 entre ellos. Fig.5 5 Enchufe Ethernet según EIA/TIA 568A/568B E94YCEI004A Par Pin Señal EIA/TIA 568A EIA/TIA 568B 1 Tx + blanco / verde blanco / naranja 3 2 Tx verde naranja 2 3 Rx + blanco / naranja blanco / verde 4 no asignado azul azul 1 5 no asignado blanco / azul azul / blanco 2 6 Rx naranja verde 7 no asignado blanco / marrón blanco / marrón 4 8 no asignado marrón marrón 26

27 Instalación Instalación eléctrica Alimentación de voltaje Alimentación de voltaje Alimentación de voltaje interna Aviso! Existe la posibilidad de predeterminar el voltaje de alimentación interno en los aparatos básicos con abertura de interfaz AIF ampliada (p. e. cara frontal 8200 vector). La superficie resaltada en gris en el gráfico señaliza la posición del puente. En el estado de suministro del equipo básico no se alimenta internamente. Para la alimentación interna de voltaje coloque el puente en la posición indicada más abajo. En todas las demás series de equipos (9300, ECS) siempre se dispone de una alimentación de voltaje desde el equipo básico. Estado de suministro (Sólo es posible voltaje de alimentación externo) Voltaje de alimentación interno Alimentación de voltaje externa Aviso! En caso de que exista un voltaje de alimentación externo y que haya una gran distancia entre los armarios de distribución, utilice en cada armario de distribución una fuente de alimentación independiente y con separación segura conforme a EN («SELV»/«PELV»). La alimentación de voltaje externa del módulo de comunicaciones... es necesaria si en caso de fallo de la alimentación del equipo básico se ha de mantener la comunicación a través del bus de campo. se realiza a través de la regleta de conectores de 2 polos con conexión roscada (24 V DC): Borne Descripción + Alimentación de voltaje externa U = 24 V DC (20.4 V 0 % V + 0 %) I = 85 ma Potencial de referencia para alimentación de voltaje externa No es posible acceder a parámetros de un equipo básico separado de la red. 27

28 5 Instalación Instalación eléctrica Alimentación de voltaje Datos de los bornes de conexión Área Conexión eléctrica Posibilidades de conexión Par de apriete Longitud de aislamiento Valores Regleta de enchufes roscables rígido: flexible: Nm ( lb in) 6 mm 1.5 mm 2 (AWG 16) sin terminal grimpado 1.5 mm 2 (AWG 16) con terminal grimpado, sin terminal de plástico 1.5 mm 2 (AWG 16) con terminal grimpado, con terminal de plástico 1.5 mm 2 (AWG 16) 28

29 0 Instalación Instalación eléctrica Sincronización del equipo básico Sincronización del equipo básico La sincronización del equipo básico a través del bus de campo EtherCAT siempre y cuando sea soportada se puede realizar a través de la regleta de conectores de 3 polos con conexión roscada (Sync). Aviso! Servosistema ECS En los módulos de eje ECS es posible realizar una sincronización con la versión de software del sistema operativo 8.3. En el módulo de alimentación ECS no es posible realizar una sincronización. Se cableará lo siguiente... el borne "0" con la respectiva entrada Sync del equipo básico (véase la documentación del equipo básico); la alimentación Sync con la alimentación de 24 V del módulo de comunicaciones o del equipo básico. EtherCAT- Sync Opto 2192ECAT002 Borne Descripción + Alimentación Sync externa (SELV/PELV) U = 24 V DC (20.4 V 0 % V + 0 %) 0 Salida Sync (t = 150 s, I máx = 10 ma a 24 V) Potencial de referencia para alimentación Sync externa En 62 encontrará una presentación general de los equipos básicos de Lenze que soportan la sincronización. 29

30 6 Puesta en marcha Antes de la primera conexión 6 Puesta en marcha Durante la puesta en marcha se predeterminan en el convertidor datos específicos de la instalación como p.e. parámetros del motor, parámetros de funcionamiento, reacciones y parámetros para la comunicación por bus de campo. En equipos Lenze, esto se realiza a través de códigos. Los códigos están guardados en orden numérico ascendente en el convertidor de Lenze y en los módulos de comunicaciones/función conectados a éste. Además de para la configuración, existen códigos para el diagnóstico y para la monitorización de los dispositivos conectados al bus. 6.1 Antes de la primera conexión Alto! Antes de poner en marcha el equipo básico con el módulo de comunicaciones por primera vez, compruebe que todo el cableado esté completo y que no haya cortocircuitos ni contactos a tierra. 30

31 Puesta en marcha Configuración del sistema master Instalar los archivos con descripciones de equipos Configuración del sistema master Para la comunicación con el módulo de comunicaciones se ha de configurar primero el sistema master. Para la configuración de redes EtherCAT siempre se necesita un software de configuración, como p.e.: Lenze»PLC DesignerTwinCAT«de la marca Beckhoff Se trata de sistemas de software para la programación de programas de control, la configuración de EtherCAT, el funcionamiento a tiempo real y el diagnóstico. Los parámetros básicos del módulo de comunicaciones están guardados en la memoria de configuración interna y pueden ser utilizados por el master durante el reconocimiento de dispositivos. Durante la búsqueda de participantes (escaneo del bus de campo) se utilizan las respectivas descripciones de equipos de la familia de equipos de Lenze Instalar los archivos con descripciones de equipos El archivo actualizado XML con la descripción del equipo, Lenze_AIF Vxzz ddmmyy.xml necesario para la configuración del módulo de comunicaciones EMF2192IB (EtherCAT) se encuentra dentro de la sección "Descargas" en: Variables en el nombre de archivo "Lenze_AIF Vxzz ddmmyy.xml" x Versión principal del archivo XML con la descripción del equipo zz Versión secundaria del archivo XML con la descripción del equipo dd Día mm Mes yy Año 31

32 6 Puesta en marcha Configuración del sistema master Detección automática de equipos Detección automática de equipos Para una inclusión sin errores de los esclavos EtherCAT en una configuración master es necesario seleccionar el equipo de Lenze correcto en el software de configuración EtherCAT. Un dispositivo conectado a EtherCAT es reconocido de forma unívoca por el software de configuración a través del código de producto (idéntico al objeto CoE I ), el identificador del fabricante (0x3B) y la versión principal de software del módulo de comunicaciones. Para que el software de configuración seleccione la configuración específica para el dispositivo conectado a EtherCAT en el archivo de descripción del equipo, se configura automáticamente el código de producto en el objeto Identity y se actualiza tras la conexión o después de cada descarga de una aplicación. El código de producto es transferido al master EtherCAT durante la inicialización. Con este código, el master puede obtener las configuraciones correspondientes de la descripción del equipo Configurar datos de proceso La configuración de los datos de proceso se realiza durante la fase de inicialización del master (mapping PDO). La configuración de los datos de proceso está predefinida en los archivos de descripción del equipo de manera específica para cada aplicación y, en caso de ser necesario, puede ser adaptada al usuario Determinar tiempo de ciclo Los objetos de datos de proceso (PDO) son transferidos de manera cíclica al master EtherCAT y a los esclavos (convertidores). La configuración del tiempo de ciclo se realiza con el software de configuración EtherCAT Asignación de direcciones El direccionamiento de los dispositivos participantes en EtherCAT se realiza generalmente a través de una dirección de 16 bits predeterminada por el master EtherCAT. Esta dirección es asignada a cada dispositivo participante por el master, en el orden físico dentro de la red EtherCAT, al arrancar. La dirección no es guardada y se pierde al desconectar el equipo. Además existe la posibilidad de asignar una dirección de alias de la estación (cap ). 32

33 Puesta en marcha Configuración del sistema master Predeterminar alias de la estación Predeterminar alias de la estación Con el alias de la estación se asigna una dirección fija al esclavo EtherCAT. Para ello, realice la configuración a través del objeto 0x58C5 o con el código C1850 > 0. Predetermine en el master también el uso del direccionamiento fijo. Aviso! Sólo es necesario configurar el alias de la estación cuando el dispositivo es miembro de un grupo "Hot connect". El alias de la estación debe ser unívoco y sólo debe asignarse una vez dentro de la red EtherCAT. Utilice el mismo alias de estación en el master EtherCAT y en el esclavo. 33

34 6 Puesta en marcha Sincronización con «Distributed clocks» (DC) 6.3 Sincronización con «Distributed clocks» (DC) La funcionalidad "Distributed clocks" (DC) permite un reglaje exacto de tiempo para aplicaciones en las que varios ejes auxiliares realizan un movimiento coordinado al mismo tiempo. La aceptación de datos se realiza de forma sincronizada con el programa del PLC. En la sincronización DC todos los esclavos se sincronizan con un reloj de referencia, el llamado "DC Master". Aviso! La sincronización DC es obligatoria para aplicaciones Motion. La sincronización DC también se puede utilizar para aplicaciones Logic. No todos los esclavos soportan la funcionalidad DC. Para poder utilizar la funcionalidad DC es necesario que el primer esclavo conectado al master EtherCAT (p.e. L force Controller) tenga capacidad de actuar como master DC. En la disposición de los demás esclavos está permitido intercalar equipos con y sin capacidad DC. El primer dispositivo EtherCAT después del master EtherCAT tiene que ser el DC Master, que suministra el tiempo exacto a los demás dispositivos conectados a EtherCAT (incl. el master EtherCAT). Fig.6 1 Distributed clocks (DC) 2192ECAT020 Las configuraciones para la sincronización DC se realizan el software de configuración EtherCAT ( 31). 34

35 Puesta en marcha Sincronización con «Distributed clocks» (DC) Preparación/instalación 6 Manual de comunicaciones "Tecnología de control EtherCAT" Aquí encontrará información detallada sobre la configuración de EtherCAT y la puesta en marcha de equipos Lenze en la red EtherCAT Preparación/instalación Aviso! Los equipos Lenze sin entrada de bornes Sync externa no soportan la sincronización DC. Conecte el bloque de bornes Sync del módulo de comunicaciones EtherCAT con la alimentación de voltaje y el respectivo borne de entrada del equipo básico (véase 29 y la documentación del equipo básico) Configuración DC en el master El uso de la sincronización DC está desactivado de serie en la descripción del equipo ( 31). Parametrice la sincronización DC en el software de configuración EtherCAT. Introduzca en el master el tiempo de ciclo de sincronización. Este depende básicamente del tiempo de procesamiento del master y de los esclavos Configuración DC en el equipo básico (esclavo) Para poder utilizar la sincronización DC a través de EtherCAT en el equipo básico, seleccione con el código C1120 del equipo básico "AIF" como fuente de Sync. Con el código C1121 configure el tiempo de ciclo del equipo básico en milisegundos. Dependiendo del equipo básico, puede ser necesario elegir también un modo de funcionamiento y un interface de control a través de códigos para la comunicación a través de EtherCAT. Encontrará información en la documentación del equipo básico. 35

36 6 Puesta en marcha Sincronización con «Distributed clocks» (DC) Comportamiento de los dispositivos EtherCAT de Lenze al inicio Comportamiento de los dispositivos EtherCAT de Lenze al inicio Al utilizar la sincronización DC, el módulo de comunicaciones primero cambia al estado "Operational" cuando el equipo básico ha adaptado su posición de fases a la señal DC. Este proceso puede durar varios segundos. Aviso! Si el módulo de comunicaciones no pasa a "Operational", es probable que exista un error en la configuración o en el cableado de EtherCAT. El módulo de comunicaciones compara el tiempo de ciclo predeterminado por el master EtherCAT con el tiempo de ciclo configurado en C1121 para el equipo básico. El tiempo de ciclo de sincronización en el master debe ser igual del tiempo de ciclo del equipo básico (C1121). Además se comprueba si la elección de la fuente Sync en el código C01120 del equipo es correcta. Encontrará más información en la información sobre el estado o el mensaje de emergencia del master. 36

37 Puesta en marcha Primera conexión Primera conexión Encienda el accionamiento y controle su disposición para funcionar observando los LEDs de diagnóstico en la cara frontal del módulo de comunicaciones. Los LEDs de diagnóstico rojos no deben estar encendidos. La señalización debe ser la siguiente: LED Descripción Pos. Color Estado verde parpadea encendido La conexión EtherCAT está operativa. La comunicación de datos de la conexión EtherCAT está activa. verde encendido El módulo de comunicaciones está siendo alimentado con voltaje y está conectado con el equipo básico. verde La máquina de estado EtherCAT está controlando al LED. parpadea Estado «Pre Operational» o «Safe Operational» activo. encendido El módulo de comunicaciones se encuentra en estado «Operational». 37

38 7 Transferencia de datos 7 Transferencia de datos En EtherCAT los datos se transmiten en "EtherCAT frames". Mientras el EtherCAT frame recorre el equipo, los dispositivos conectados a EtherCAT sólo extraen los datos que están previstos para ellos. Asimismo, durante el recorrido se insertan datos de salida en el frame. Los accesos de lectura y escritura necesarios se realizan en una pequeña sección del EtherCAT frame: los datagramas. De esta forma, el frame no se tiene que recibir completamente antes de ser procesado. El procesamiento empieza lo antes posible. EtherCAT transmite entre el sistema master y los convertidores conectados al bus de campo (esclavos) datos de proceso, datos de parámetro, datos de configuración y datos de diagnóstico. Según su importancia en tiempo, los datos son transmitidos a través de canales de comunicación correspondientes (véase el cap. "Transferencia de datos de proceso" ( 42) y el cap. "Transferencia de datos de parámetros" ( 43). 38

39 Transferencia de datos Estructura del frame EtherCAT Estructura del frame EtherCAT Los frames EtherCAT tienen la siguiente estructura: Ethernet Header Ethernet Data FCS 48 Bits 48 Bits 16 Bits 11 Bits 1 Bit 4 Bits bytes 32 Bits Destination Source EtherType Frame Header Datagrams Length Reserved Type Ethernet Header El Ethernet Header contiene la siguiente información: Dirección de destino del frame EtherCAT (Destination) Dirección de origen del frame EtherCAT (Source) Tipo del frame EtherCAT (EtherType = 0x88A4) Ethernet Data Los datos Ethernet contienen la siguiente información: Longitud de los datagramas dentro del frame EtherCAT (Length) Un bit reservado (Reserved) Tipo de los datagramas dentro del frame EtherCAT (Type) Datagramas EtherCAT (Datagrams) FCS Checksum del frame EtherCAT 39

40 7 Transferencia de datos Datagramas EtherCAT 7.2 Datagramas EtherCAT Los datagramas EtherCAT tienen la siguiente estructura: EtherCAT Data WKC Command Header 10 bytes máx bytes 2 bytes EtherCAT Command Header El EtherCAT Command Header contiene la siguiente información: Orden que se debe ejecutar Información sobre el direccionamiento Indicaciones sobre la longitud del rango de datos (Data) Campo Interrupt Data El rango de datos contiene los datos de la orden que se debe ejecutar. WKC El Working Counter es evaluado por el master para monitorizar la ejecución de la orden. 40

41 Transferencia de datos Máquina de estado EtherCAT Máquina de estado EtherCAT Antes de que sea posible la comunicación a través de EtherCAT, el bus de campo el bus de campo recorre la máquina de estado de EtherCAT durante la puesta en marcha. La siguiente imagen muestra el posible cambio de estado desde el punto de vista de un esclavo EtherCAT: Init Pre-Operational Safe-Operational Operational Fig.7 1 Máquina de estado EtherCAT E94AYCET009 Estado Descripción Init Fase de inicialización No hay comunicación SDO/PDO con los esclavos. Es posible detectar un equipo a través de un escaneado del bus de campo. Pre Operational El bus de campo está activo. La comunicación SDO (comunicación por buzón de mensajes) es posible. No hay Comunicación PDO. Safe Operational La comunicación SDO (comunicación por buzón de mensajes) es posible. Comunicación PDO: Los datos de entrada se transfieren al master y se evalúan. Los datos de salida están en estado "Safe". No se transfieren al equipo básico. Operational Funcionamiento normal: Comunicación SDO Comunicación PDO La sincronización de bus de campo se ha realizado con éxito (si se utiliza). 41

42 8 Transferencia de datos de proceso 8 Transferencia de datos de proceso Los datos de proceso se transmiten mediante "datagramas EtherCAT" ( 40) a través del canal de datos de proceso CoE. Con los datos de proceso se controla el convertidor. La transmisión de datos de proceso depende del tiempo. Los datos de proceso se transfieren de forma cíclica entre el sistema master y los convertidores (esclavos) (intercambio constante de datos de entrada y salida actuales). El master puede acceder directamente a los datos de proceso. En el PLC se guardan, por ejemplo, los datos directamente en la zona I/O. Los datos de proceso no se guardan en el convertidor. Los datos de proceso son, por ejemplo, consignas, valores actuales, palabras de control y palabras de estado. 42

43 Transferencia de datos de parámetro Establecimiento de la conexión entre master y esclavo 9 9 Transferencia de datos de parámetro Los datos de parámetro se transfieren como SDOs (Service Data Objects) a través del bus de campo. Los servicios SDO permiten el acceso de escritura y lectura al índice de objetos. A través del canal SDO se permite el acceso a todos los objetos CoE implementados ( 56) y a los códigos Lenze ( 58) con el protocolo CoE. Si se utiliza en el convertidor una aplicación tecnológica "CiA402", será posible acceder a todos los objetos CANopen CiA402 implementados. La transmisión de los datos de parámetro no es normalmente de tiempo crítico. Los datos de parámetro son, por ejemplo, datos de operación, datos de motor, informaciones sobre el diagnóstico. 9.1 Establecimiento de la conexión entre master y esclavo En principio, con el master siempre se pueden solicitar pedidos de parámetros de un esclavo si el esclavo se encuentra por lo menos en estado «Operational». Master Canal SDO leer escribir Slave Fig.9 1 Comunicación de datos a través del canal SDO E94AYCET008 43

44 9 Transferencia de datos de parámetro Leer y escribir parámetros 9.2 Leer y escribir parámetros Los parámetros... se utilizan, por ejemplo, para la configuración única de la instalación o en caso de cambio de materiales en una máquina; se transfieren con prioridad baja. En convertidores Lenze, los parámetros específicos del accionamiento que se han de modificar se encuentran en forma de códigos, mientras que en el perfil de equipo CANopen "CiA402" se denominan objetos del perfil del equipo. Indexación de los códigos Lenze Los códigos del convertidor son direccionados a través del índice al acceder a través de un módulo de comunicaciones. El índice para códigos Lenze se encuentra en el rango específico del fabricante dentro del índice de objetos entre 8192 (0x2000) y (0x5FFF). El número de índice de un código se obtiene de la siguiente manera: Fórmula de conversión Índice (dec) Índice (hex) código Lenze 0x5FFF (código Lenze) hex Ejemplo para C0001 (modo de funcionamiento): Índice (dec) Índice (hex) = x5FFF 0x0001 = 0x5FFE Estructura de un datagrama de buzón de mensaje Los datos del buzón de mensajes se transfieren dentro de un frame EtherCAT. El rango de datos del datagrama de buzón de mensajes tiene la siguiente estructura: Mailbox Header CoE Header SDO Control Byte Índice Subíndice Data Data 6 bytes 2 bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 4 bytes 1... n bytes 44

45 Transferencia de datos de parámetro Leer y escribir parámetros Escribir parámetros (Expedited Upload) Escribir parámetros (Expedited Upload) 1. El master envía "Initiate Domain Upload Request". 2. El esclavo confirma la solicitud con una respuesta positiva ("Initiate Domain Upload Response"). En caso de error el esclavo contesta con "Abort Domain Transfer". Aviso! Al realizar solicitudes para el convertidor recuerde convertir el código en un índice ( 44). SDO Upload Request Explicación detallada de los datos para una "SDO Upload Request": Rango del frame SDO Campo de datos Tipo de datos/longitud Valor/descripción Mailbox Header Length WORD 2 bytes 0x0A: Longitud de los datos de servicio del buzón de mensajes Address WORD 2 bytes Dirección de estación de la fuente cuando el solicitante es un master EtherCAT. Dirección de estación del destino cuando el solicitante es un esclavo EtherCAT. Channel WORD 6 bits (0... 5) 0x00: reservado Priority 2 bits (6, 7) 0x00: prioridad más baja... 0x03: prioridad más alta Type 4 bits ( ) 0x03: CANopen over EtherCAT (CoE) Reserved 4 bits ( ) 0x00 CANopen Header Number WORD 9 bits (0... 8) 0x00 Reserved 3 bits ( ) 0x00 Service 4 bits ( ) 0x02: SDO Request SDO Reserved BYTE 4 bits (0... 3) 0x00 Complete access 1 bit (4) 0x00: se lee la entrada direccionada con índice y subíndice. 0x01: se lee el objeto completo. Command specifier 3 bits (5... 7) 0x02: Upload Request Índice WORD 2 bytes Índice del objeto Subíndice BYTE 1 byte Subíndice del objeto 0x00 o 0x01, si "Complete access" = 0x01. Reserved DWORD 4 bytes 0x00 45

46 9 Transferencia de datos de parámetro Leer y escribir parámetros Escribir parámetros (Expedited Upload) SDO Upload Expedited Response Una "SDO Upload Expedited Response" se genera cuando la longitud de datos de los datos de parámetros a ser leídos es de hasta 4 bytes. Explicación detallada de los datos para una "SDO Upload Expedited Response": Rango del frame SDO Campo de datos Tipo de datos/longitud Valor/descripción Mailbox Header Length WORD 2 bytes 0x0A: longitud de los datos de servicio del buzón de mensajes Address WORD 2 bytes Dirección de estación de la fuente cuando el solicitante es un master EtherCAT. Dirección de estación del destino cuando el solicitante es un esclavo EtherCAT. Channel WORD 6 bits (0... 5) 0x00: reservado Priority 2 bits (6, 7) 0x00: prioridad más baja... 0x03: prioridad más alta Type 4 bits ( ) 0x03: CANopen over EtherCAT (CoE) Reserved 4 bits ( ) 0x00 CANopen Header Number WORD 9 bits (0... 8) 0x00 Reserved 3 bits ( ) 0x00 Service 4 bits ( ) 0x03: SDO Response SDO Size indicator BYTE 1 bit (0) 0x01: tamaño de los datos en "Data set size" Transfer type 1 bit (1) 0x01: Expedited transfer Data set size 2 bits (2, 3) 0x00: 4 bytes de datos 0x01: 3 bytes de datos 0x02: 2 bytes de datos 0x03: 1 byte de datos Complete access 1 bit (4) 0x00: se lee la entrada direccionada con índice y subíndice. 0x01: se lee el objeto completo. Command specifier 3 bits (5... 7) 0x02: Upload Response Índice WORD 2 bytes Índice del objeto Subíndice BYTE 1 byte Subíndice del objeto 0x00 o 0x01, si "Complete access" = 0x01. Data DWORD 4 bytes Datos del objeto 46