EP9128de Ver2.2 - Beckhoff Automation · 2015-07-14 · 2.2EP9128-0021- Einführung Abb. 4: EP9128...

Dokumentation

EP9128

EtherCAT-Sternverteiler in Schutzart IP67

2.2.013.07.2015

VersionDatum

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis1 Vorwort ....................................................................................................................................................... 4

1.1 Hinweise zur Dokumentation ............................................................................................................ 41.2 Sicherheitshinweise .......................................................................................................................... 51.3 Ausgabestände der Dokumentation ................................................................................................. 6

2 Produktübersicht....................................................................................................................................... 72.1 EtherCAT Box - Einführung .............................................................................................................. 72.2 EP9128-0021- Einführung ................................................................................................................ 92.3 Technische Daten........................................................................................................................... 10

3 Grundlagen zur Funktion........................................................................................................................ 113.1 Funktionsgrundlagen EtherCAT-Abzweige..................................................................................... 113.2 Grundlagen zur Funktion ................................................................................................................ 183.3 LED-Anzeigen................................................................................................................................. 21

4 Montage und Verkabelung...................................................................................................................... 234.1 Montage.......................................................................................................................................... 23

4.1.1 Abmessungen ..................................................................................................................... 234.1.2 Befestigung ......................................................................................................................... 244.1.3 Anzugsmomente für Steckverbinder................................................................................... 25

4.2 EtherCAT ........................................................................................................................................ 264.2.1 EtherCAT-Anschluss........................................................................................................... 264.2.2 EtherCAT-Kabel.................................................................................................................. 28

4.3 Spannungsversorgung.................................................................................................................... 344.3.1 Power-Anschluss ................................................................................................................ 344.3.2 Status-LEDs für die Spannungsversorgung........................................................................ 374.3.3 Leitungsverluste.................................................................................................................. 38

4.4 UL-Anforderungen .......................................................................................................................... 38

5 Anhang ..................................................................................................................................................... 405.1 Allgemeine Betriebsbedingungen ................................................................................................... 405.2 EEPROM-Update ........................................................................................................................... 415.3 EtherCAT Box - Zubehör ................................................................................................................ 425.4 Support und Service ....................................................................................................................... 44

EP9128 3Version 2.2.0

Vorwort

1 Vorwort

1.1 Hinweise zur DokumentationDiese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs- undAutomatisierungstechnik, das mit den geltenden nationalen Normen vertraut ist.Zur Installation und Inbetriebnahme der Komponenten ist die Beachtung der nachfolgenden Hinweise undErklärungen unbedingt notwendig.

Das Fachpersonal hat sicherzustellen, dass die Anwendung bzw. der Einsatz der beschriebenen Produktealle Sicherheitsanforderungen, einschließlich sämtlicher anwendbaren Gesetze, Vorschriften, Bestimmungenund Normen erfüllt.

DisclaimerDiese Dokumentation wurde sorgfältig erstellt. Die beschriebenen Produkte werden jedoch ständig weiterentwickelt.Deshalb ist die Dokumentation nicht in jedem Fall vollständig auf die Übereinstimmung mit denbeschriebenen Leistungsdaten, Normen oder sonstigen Merkmalen geprüft.Falls sie technische oder redaktionelle Fehler enthält, behalten wir uns das Recht vor, Änderungen jederzeitund ohne Ankündigung vorzunehmen.Aus den Angaben, Abbildungen und Beschreibungen in dieser Dokumentation können keine Ansprüche aufÄnderung bereits gelieferter Produkte geltend gemacht werden.

MarkenBeckhoff®, TwinCAT®, EtherCAT®, Safety over EtherCAT®, TwinSAFE®, XFC®und XTS® sind eingetrageneund lizenzierte Marken der Beckhoff Automation GmbH.Die Verwendung anderer in dieser Dokumentation enthaltenen Marken oder Kennzeichen durch Dritte kannzu einer Verletzung von Rechten der Inhaber der entsprechenden Bezeichnungen führen.

PatenteDie EtherCAT Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen undPatente:EP1590927, EP1789857, DE102004044764, DE102007017835mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern.

Die TwinCAT Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen undPatente:EP0851348, US6167425 mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenenanderen Ländern.

EtherCAT® ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie lizensiert durch die BeckhoffAutomation GmbH, Deutschland

Copyright© Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Deutschland.Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts sindverboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet.Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patent-, Gebrauchsmuster-oder Geschmacksmustereintragung vorbehalten.

EP91284 Version 2.2.0

Vorwort

1.2 Sicherheitshinweise

SicherheitsbestimmungenBeachten Sie die folgenden Sicherheitshinweise und Erklärungen!Produktspezifische Sicherheitshinweise finden Sie auf den folgenden Seiten oder in den Bereichen Montage,Verdrahtung, Inbetriebnahme usw.

HaftungsausschlussDie gesamten Komponenten werden je nach Anwendungsbestimmungen in bestimmten Hard- und Software-Konfigurationen ausgeliefert. Änderungen der Hard- oder Software-Konfiguration, die über diedokumentierten Möglichkeiten hinausgehen, sind unzulässig und bewirken den Haftungsausschluss derBeckhoff Automation GmbH & Co. KG.

Qualifikation des PersonalsDiese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs-,Automatisierungs- und Antriebstechnik, das mit den geltenden Normen vertraut ist.

Erklärung der SymboleIn der vorliegenden Dokumentation werden die folgenden Symbole mit einem nebenstehendenSicherheitshinweis oder Hinweistext verwendet. Die Sicherheitshinweise sind aufmerksam zu lesen undunbedingt zu befolgen!

GEFAHR

Akute Verletzungsgefahr!Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht unmittel-bare Gefahr für Leben und Gesundheit von Personen!

WARNUNG

Verletzungsgefahr!Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht Gefahr fürLeben und Gesundheit von Personen!

VORSICHT

Schädigung von Personen!Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Personengeschädigt werden!

Achtung

Schädigung von Umwelt oder GerätenWenn der Hinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Umwelt oder Gerätegeschädigt werden.

Hinweis

Tipp oder FingerzeigDieses Symbol kennzeichnet Informationen, die zum besseren Verständnis beitragen.


Vorwort

1.3 Ausgabestände der DokumentationVersion Änderungen2.2.0 • Power-Anschluss aktualisiert2.1.0 • Anzugsmomente für Steckverbinder erweitert2.0.0 • Migration1.1.0 • Kapitel Grundlagen zur Funktion aktualisiert

• Englische Übersetzung verfügbar1.0.0 • Erste Veröffentlichung0.1.0 • vorläufige Version

Firm- und Hardware-StändeDiese Dokumentation bezieht sich auf den zum Zeitpunkt ihrer Erstellung gültigen Firm- und Hardware-Stand.

Die Eigenschaften der Module werden stetig weiterentwickelt und verbessert. Module älterenFertigungsstandes können nicht die gleichen Eigenschaften haben, wie Module neuen Standes. BestehendeEigenschaften bleiben jedoch erhalten und werden nicht geändert, so dass ältere Module immer durch neueersetzt werden können.

Den Firm- und Hardware-Stand (Auslieferungszustand) können Sie der auf der Seite der EtherCAT Boxaufgedruckten Batch-Nummer (D-Nummer) entnehmen.

Syntax der Batch-Nummer (D-Nummer):D: WW YY FF HH

WW - Produktionswoche (Kalenderwoche)YY - ProduktionsjahrFF - Firmware-StandHH - Hardware-Stand

Beispiel mit D-Nr. 29 10 02 01:

29 - Produktionswoche 2910 - Produktionsjahr 201002 - Firmware-Stand 0201 - Hardware-Stand 01


Produktübersicht

2 Produktübersicht

2.1 EtherCAT Box - EinführungDas EtherCAT-System wird durch die EtherCAT-Box-Module in Schutzart IP67 erweitert. Durch dasintegrierte EtherCAT-Interface sind die Module ohne eine zusätzliche Kopplerbox direkt an ein EtherCAT-Netzwerk anschließbar. Die hohe EtherCAT-Performance bleibt also bis in jedes Modul erhalten.

Die außerordentlich geringen Abmessungen von nur 126 x 30 x 26,5 mm (H x B x T) sind identisch zu denender Feldbus Box Erweiterungsmodule. Sie eignen sich somit besonders für Anwendungsfälle mit beengtenPlatzverhältnissen. Die geringe Masse der EtherCAT-Module begünstigt u. a. auch Applikationen, bei denendie I/O-Schnittstelle bewegt wird (z. B. an einem Roboterarm). Der EtherCAT-Anschluss erfolgt übergeschirmte M8-Stecker.

Abb. 1: EtherCAT-Box-Module in einem EtherCAT-Netzwerk

Die robuste Bauweise der EtherCAT-Box-Module erlaubt den Einsatz direkt an der Maschine. Schaltschrankund Klemmenkasten werden hier nicht mehr benötigt. Die Module sind voll vergossen und daher idealvorbereitet für nasse, schmutzige oder staubige Umgebungsbedingungen.

Durch vorkonfektionierte Kabel vereinfacht sich die EtherCAT- und Signalverdrahtung erheblich.Verdrahtungsfehler werden weitestgehend vermieden und somit die Inbetriebnahmezeiten optimiert. Nebenden vorkonfektionierten EtherCAT-, Power- und Sensorleitungen stehen auch feldkonfektionierbare Steckerund Kabel für maximale Flexibilität zur Verfügung. Der Anschluss der Sensorik und Aktorik erfolgt je nachEinsatzfall über M8- oder M12-Steckverbinder.

Die EtherCAT-Module decken das typische Anforderungsspektrum der I/O-Signale in Schutzart IP67 ab:

• digitale Eingänge mit unterschiedlichen Filtern (3,0 ms oder 10 μs)• digitale Ausgänge mit 0,5 oder 2 A Ausgangsstrom• analoge Ein- und Ausgänge mit 16 Bit Auflösung• Thermoelement- und RTD-Eingänge• Schrittmotormodule

Auch XFC (eXtreme Fast Control Technology)-Module wie z. B. Eingänge mit Time-Stamp sind verfügbar.


Produktübersicht

Abb. 2: EtherCAT Box mit M8-Anschlüssen für Sensor/Aktoren

Abb. 3: EtherCAT Box mit M12-Anschlüssen für Sensor/Aktoren

Hinweis

Basis-Dokumentation zu EtherCATEine detaillierte Beschreibung des EtherCAT-Systems finden Sie in der System Basis-Do-kumentation zu EtherCAT, die auf unserer Homepage (www.beckhoff.de) unter Downloadszur Verfügung steht.

Hinweis

XML-DateienXML-Dateien (XML Device Description Files) zu EtherCAT-Modulen von Beckhoff findenSie unter auf unserer Homepage (www.beckhoff.de) unter Downloads im Bereich Konfigu-rations-Dateien.


Produktübersicht

2.2 EP9128-0021- Einführung

Abb. 4: EP9128

Achtkanaliger EtherCAT-Sternverteiler in Schutzart IP67Linie, Baum oder Stern: EtherCAT unterstützt nahezu beliebige Topologien, die durch die EtherCAT-Box-Module auch direkt im Feld angewendet werden können.

Wenn bei der Sterntopologie mehrere Abzweige an einer Stelle erforderlich sind, kann statt mehrererEP1122 der EtherCAT-Sternverteiler EP9128 mit acht Anschlüssen eingesetzt werden.

Das EtherCAT-Netzwerk wird an den Eingangsport 1 des EP9128-0021 angeschlossen und kann an denPorts 2 bis 8 erweitert werden.Mit dem EtherCAT-Sternverteiler EP9128 in IP67 können EtherCAT-Topologien noch flexibler gestaltetwerden, da über die Ports auch eine Anbindung an die IP20-Welt möglich ist.

Der Anschluss der EtherCAT-Abzweige erfolgt über geschirmte M8-Buchsen, an denen Link- und Activity-Status direkt angezeigt werden.

In Verbindung mit TwinCAT oder anderen geeigneten EtherCAT-Mastern unterstützt der EP9128-0021 auchdas An- und Abkoppeln von EtherCAT-Strängen im laufenden Betrieb (Hot-Connect).

Das Gerät ist nicht als Switch für Standard-Ethernet verwendbar.

Quick-Links

Installation [} 23]

UL-Anforderungen [} 38] für UL-zugelassene Module


Produktübersicht

2.3 Technische DatenTechnische Daten EP9128-0021Feldbus EtherCATFunktion EtherCAT Ankoppelung von EtherCAT-AbzweigenÜbertragungsmedium Ethernet/EtherCAT-Kabel (min. CAT 5), geschirmtFeldbusanschluss Kupfer 8 x M8 Buchse (grün)Leitungslänge 100 m, Twisted-Pair oder Sternvierer CAT 5 (e)Protokoll EtherCATKonfiguration nicht erforderlichDistributed Clocks JaDurchlaufverzögerung ca. 1 µsec / PortVersorgungsspannung 24 VDC (18 VDC bis 30 VDC)Versorgung der Modulelektronik aus der Steuerspannung UsStromaufnahme der Modulelektronik typisch 150 mAZulässige Umgebungstemperatur im Betrieb -25°C ... +60°C

0°C ... +55°C (gemäß cULus, siehe UL-Anforderungen[} 38])

Zulässige Umgebungstemperatur beiLagerung

-40°C ... +85°C

Abmessungen (B x H x T) 60 mm x 126 mm x 26,5 mm (ohne Steckverbinder)Vibrations- / Schockfestigkeit gemäß EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27EMV-Festigkeit / Aussendung gemäß EN 61000-6-2 / EN 61000-6-4Schutzart IP65, IP66, IP67 (gemäß EN 60529)Einbaulage beliebigGewicht ca. 300 gZulassungen CE

cULus (in Vorbereitung)


Grundlagen zur Funktion

3 Grundlagen zur Funktion

3.1 Funktionsgrundlagen EtherCAT-AbzweigeEs sind einige Beckhoff EtherCAT-Geräte verfügbar, die für Abzweige im EtherCAT-Strang verwendetwerden können. Dazu gehören EK1122, EK1521, EP1122 oder auch CU1128 und EP9128. Aufgrund dergleichen Systematik und ähnlichen technischen Eigenschaften dieser Geräte wird in den folgendenBeispielen nur der EK1122 verwendet.

EtherCAT-Handling in den SlavesBeim Einsatz von EtherCAT als Feldbusprotokoll sind viele verschiedene Bustopologien anwendbar: Linie-,Stern-, Baumtopologie und mit Redundanz-Unterstützung sogar Ringtopologie. Die einfachste Topologie istdie Linientopologie, bei der jeder EtherCAT-Slave die Daten an den einzigen nächsten weiterreicht.

Abb. 5: EtherCAT Linientopologie

Beim Einsatz von z.B. EtherCAT-Kopplern EK1100 ist auch ein Abzweig und damit eine Art Baumtopologiemöglich.

Abb. 6: Linientopologie mit Erweiterungen

Grundlegend dabei ist, dass intern der oder die Ethernet-Frame(s) mit den EtherCAT-Protokolldatenweiterhin in einem logischen Ring befördert werden:

• der EtherCAT-Master sendet den Frame auf den beiden Hin-Leitungen des Ethernet-Kabels aus• dieser Frame durchläuft einmalig jeden Slave• wird vom logisch letzten Slave dann gewendet und



• auf den beiden Rück-Leitungen des Ethernet-Kabels dann ohne weiteres Processing wieder durchjeden EtherCAT-Slave zum Master zurückbefördert

Bei kurzen Zykluszeiten von z.B. 50 µs sind dabei mindestens 20.000 Ethernet Frames je Sekunde im demEtherCAT-System unterwegs, zuzüglich azyklischer Organisationsframes. Der Master erwartet dabei auf dieRückkehr der ausgesandten Frames, die z.B. die Eingangsdaten der Teilnehmer zum Masterzurücktransportieren. Die Weiterleitung der Telegramme von einem Slave zum nächsten ist dabei link-basiert: nur wenn ein "Link"-Signal zum nächsten Teilnehmer besteht, sendet ein EtherCAT-Slave einenFrame weiter. Im Normalfall ist davon auszugehen, dass der nachfolgende Teilnehmer jedes EtherCAT-Telegramm auch korrekt weiterbearbeitet und am Schluss ggf. zurücksendet bzw. weiterleitet.

Entscheidend bei der Weiterleitung von EtherCAT-Telegrammen ist also, dass ein Link-Signal erst dann voneinem Slave zum anderen gemeldet wird, wenn beide wirklich bereit sind in Echtzeit an derDatenverarbeitung teilzunehmen. Konkret darf ein EtherCAT-Slave also erst dann den jeweiligen Ethernet-Port öffnen, wenn er umgehend einen Ethernet-Frame annehmen und weiterleiten kann.

Um üblichen Ethernet-Verkehr weiterzuleiten wird i.d.R. ein Switch oder Router eingesetzt. Treten dortKollisionen oder Frame-Verluste auf, wird dies von übergeordneten Protokollschichten (z.B. TCP) durchFrame-Wiederholung ausgeglichen. Diese Betriebsart ist bei EtherCAT aufgrund der kurzen Zykluszeitenund des Echtzeit-Anspruchs standardmäßig nicht im Einsatz. Einige Ethernet-Geräte wie z.B. spezielleSwitche melden bereits einen Link zur Gegenstelle, obwohl sie erst in einigen Millisekunden zurDatenverarbeitung bereit sind. Besonders auffällig wird dieses Verhalten bei Medienkonvertern von100Base-TX (Kupfer) nach 100Base-Fx (Lichtwellenleiter), die je nach Einstellung auf der Kupferseite zumvorhergehenden EtherCAT-Slave einen Link melden, obwohl die LWL-Verbindung unterbrochen ist.

Deshalb ist die schnelle Link-Detektion ein zentraler Bestandteil eines jeden ESC (EtherCAT SlaveController, Hardwareverarbeitungseinheit des EtherCAT-Protokolls). Laut EtherCAT-Spezifikation kann einESC über 1 bis 4 Ports verfügen, die er von sich aus kontrolliert. Öffnet er einen Port, ist dort abgehenderund ankommender Ethernet-Verkehr möglich. Die Datenflussrichtung in einem vollausgebauten ESC ist inAbb. 3. gezeigt - dabei werden die Daten in den EtherCAT-Datagrammen nur zwischen Port 0 (A) und 3 (D)in der EtherCAT-Processing-Unit verarbeitet.



Abb. 7: Datenflussrichtung im ESC

Idealerweise findet die Link-Erkennung und damit das Port-Handling im ESC so schnell statt, dass selbst bei100 µs Zykluszeit kein Lost-Frame-Ereignis auftritt. Dennoch ist zumindest ein verlorener Frame nieauszuschließen, falls nämlich eine Verbindung getrennt wird, während ein Ethernet-Frame gerade genau aufdiesem Kabel bzw. in dem Bussegment hinter der Trennstelle unterwegs ist.

Umsetzung: EL-KlemmeEin üblicher EtherCAT-Slave wie z.B. Beckhoff EL-Klemmen verfügt über 2 Ports:

• einen für ankommende Frames (Port 0 [A])• und einen für abgehende Frames (z.B. Port [D]).

Die anderen beiden Ports sind intern im ESC geschlossen. Ein EtherCAT-Telegramm gelangt über Port 0(A)/oben zur Processing-Unit und wird dann über Port 3 (D)/links zum nächsten Slave weitergereicht, fallsein Link zu diesem besteht - s. grüne Pfeile. Das ist dann der Fall, wenn rechts eine weitere EL-Klemmegesteckt ist.

Besteht kein Link, wird der Frame über den violetten Weg zum Port 1(B) weitergereicht. Dieser und auchPort 2 (C) haben keinen Link und reichen den Frame damit zum Port 0 (A) zurück, wo der Frame über dengleichen Ethernet-Port über den er am Slave ankam, diesen wieder verlässt. Das ist der Fall, wenn diebetrachtete Klemme als Endklemme fungiert.

Ein EtherCAT-Teilnehmer mit nur einem Port ist somit nur begrenzt einsetzbar, da er nur als End-Teilnehmereingesetzt werden kann.



Umsetzung: EK1100 EtherCAT-KopplerIm EtherCAT-Koppler EK1100 werden 3 von den 4 verfügbaren Ports genutzt und damit ein Anschluss nachrechts zu Klemmen und über eine RJ45-Buchse zu weiteren Kopplern ermöglicht, siehe Abb. Linientopologiemit Erweiterungen. Die Processing-Unit wird im EK1100 nicht zum Prozessdatenaustausch genutzt.

Umsetzung: EK1122 EtherCAT-AbzweigIm EK1122 können alle 4 Ports des ESC verbunden werden. Zwei über den klemmeninternen E-Bus undzwei über die RJ45-Buchsen mit Ethernet-Physik. Im TwinCAT Systemmanager werden die Link-Stati derPorts 0, 1, 2 und 3 über die Online-Anzeige mitgeteilt - dort werden sie mit Port A, B, C und D bezeichnet,siehe Abb. Topologie Anzeige bei unterbrochener Leitung.

Umsetzung: EK1521/EK1521-0010/EK1561 EtherCAT-AbzweigIm o.g. Abzweigen können wie im EK1100 3 Ports des ESC verbunden werden. Zwei über denklemmeninternen E-Bus und einer über die SC-Buchse/Versatile Link per LWL-Leitung/POF-Leitung.

Umsetzung: CU1128 und EP9128 EtherCAT-AbzweigeIm CU1128 sind 3 ESC integriert, es können somit insgesamt 8 Ports durch Anwender belegt werden. Die 3ESC sind untereinander über E-Bus verbunden.

Beispielkonfiguration mit EK1122Im Folgenden soll nun beispielhaft das Linkverhalten unter TwinCAT und seine Darstellung imSystemmanager erläutert werden.

Abb. 8: Beispielkonfiguration mit EK1122

In der TwinCAT Online-Topologie ist der Verdrahtungsplan ersichtlich, siehe Abb. Online-Topologie. Markiertist darin der EK1122, so dass weitere Informationen dargestellt werden. Die grünen Balken über den Slaveszeigen den ordnungsgemäßen RUN-State in allen Slaves an.



Abb. 9: Online-Topologie

Nun soll ein Fehler erzeugt werden: die Verbindung der oberen RJ45-Buchse (X1) zur EL3102 wird getrennt.Innerhalb weniger µs erkennt die ESC in der EK1122 den verlorenen Link und schließt den betroffenen Portselbsttätig. Damit wird das nächste ankommende EtherCAT-Telegramm sofort zum Port D (Port 3) und derEL4732 weitergereicht. Damit fehlt hier der Link und der Systemmanager kennzeichnet dies in der Online-Anzeige, siehe Abb. Beispielkonfiguration mit unterbrochener Leitung.



Abb. 10: Beispielkonfiguration mit unterbrochener Leitung

Die Meldungen des Systemmanager sind wie folgt zu deuten:

• Adresse 1002 - EK1122: "OP LNK:MIS D" - Slave ist weiterhin im OP-State, vermisst aber einen lautKonfiguration vorhandenen Link an Port D (3)

• Adresse 1003 - EK1100: "INIT NO_COMM" - da keine Kommunikation mehr zu diesem Slave besteht,wird er als im INIT-State befindlich geführt

• Adresse 1004 - EL3104: dto.

Hinweis

Logger-AusgabeIm unteren Teil des Systemmanagers ikann die Logger-Ausgabe eingeblendet werden (An-zeige --> Zeige Logger Ausgabe). Dort werden nicht nur bei Linkunterbrechungen hilfreicheMeldungen zur weiteren Interpretation ausgegeben.

In der Topologieansicht zeigt sich diese Unterbrechung durch eine rote Umrandung der betroffenen Slaves,siehe folgende Abb.



Abb. 11: Topologieansicht bei unterbrochener Leitung

Man beachte die Anzeige der azyklischen Frames für Abb. Beispielkonfiguration mit EK1122 und für Abb.Beispielkonfiguration mit unterbrochener Leitung.

Abb. 12: Gegenüberstellung der Frame-Anzeigen

Im linken Bildauszug sind nur sehr wenige (2) azyklische Frames in der betreffenden Sekunde vom Masterausgesendet worden - alle Slaves sind ordnungsgemäß in Betrieb. Im rechten Bildauszug ist dagegen mitaktuell 77 azyklischen Frames/sec ein deutlicher Anstieg zu verzeichnen: der EtherCAT Master hat schnellerkannt, dass nicht alle Slaves störungsfrei am Datenaustausch teilnehmen. Nachdem er die Störunglokalisiert hat, versucht er nun fortlaufend die Verbindung wiederherzustellen.



VerbindungswiederherstellungWird nun in diesem Beispiel die Verbindung wiederhergestellt, meldet der EK1122 an den Master, dass amPort D (3) wieder ein Link anliegt. Der EtherCAT Master wird dann seine Prozessdaten für diesen Abschnittwieder entsprechend bereitstellen. Wenn die Vorbereitungen abgeschlossen sind, wird er den EK1122anweisen, den Port D (3) für den regulären Datenaustausch wieder zu öffnen. Der zyklische und azyklischeDatenverkehr mit den anderen EtherCAT Slaves läuft dabei selbstverständlich weiter.

Hinweis

Externer Zugriff auf die EtherCAT-DiagnoseEs bestehen umfangreiche Möglichkeiten, aus der PLC heraus auf Zustände, Diagnosein-formationen und Funktionen des EtherCAT-Masters zuzugreifen. Auch über ADS sind fastalle Informationen, die der Systemmanager online darstellt (s. Abbildungen auf dieser Sei-te) abrufbar. Ebenso können Aktionen des Systemmanagers über PLC oder ADS ausgelöstwerden. Beachten Sie dazu entsprechende Informationen im Beckhoff Information Systemund Erläuterungen zur EtherCAT Diagnose.

3.2 Grundlagen zur FunktionDer EtherCAT-Sternverteiler EP9128 ist ein Infrastrukturgerät ohne ansteuerbare Ein-/Ausgangsdaten (I/O).

Er ist einsetzbar als

• Abzweigstelle für leitungsgeführtes FastEthernet, um EtherCAT-Klemmenstationen, Antriebe oderbeliebige andere EtherCAT Slaves an Stichleitungen anzuschließen.

• DistributedClock-Referenzuhr (siehe EtherCAT-Systemdokumentation).

Er verfügt über keine I/O und kein CoE-Verzeichnis und ist nicht parametrierbar. Die Kernfunktionen derLinkkontrolle und DistributedClocks-Synchronisierung werden von den EtherCAT Slave Controllern (ESC)abgebildet.

StrukturUm acht EtherCAT-Anschlüsse bereitzustellen, verfügt der EP9128 intern über drei Kommunikations-IC(ESC), die geräteintern in Reihe geschaltet sind. Deshalb tritt der EP9128 im EtherCAT-Konfigurator wie dreieinzelne Slaves auf, die aber in ein Gehäuse zusammen verbaut sind. Der Zusammenhang zwischen deninternen ESC-Ports (A, B, C, D) und den Bezeichnungen der Anschlussbuchsen (1 bis 8) ist wie folgt:

Abb. 13: Schema des EP9128



Abb. 14: Physikalische Anordnung der Ports des EP9128

Im TwinCAT System Manager werden demzufolge auch 3 Geräte angezeigt:

Abb. 15: Slaves im TwinCAT System Manager

Dabei ist zu beachten:

• der Port 1 ist immer der Eingang für den EtherCAT-Verkehr in den EP9128• die anderen Ports 2 bis 7 sind als Abgänge zu verwenden• es ist nicht zulässig nach Anlegen des EP9128 Teilgeräte zu löschen

Zur Unterscheidung siehe auch EEPROM-Update [} 41].



Topologische AnordnungBeim EP9128 ist besondere Aufmerksamkeit auf die strukturelle Anordnung der EtherCAT-Slaves in Bezugauf die Reihenfolge zu richten. Da der EP9128 über sieben Abzweigports verfügt, muss und kann klarzugeordnet werden, an welchem Port in der Realität eine Stichleitung angeschlossen ist. Werden hier in derKonfiguration (TwinCAT-System-Manager-Datei *.tsm) falsche Angaben gemacht, kann das System nichtstarten.

Der System Manager teilt für jedes EtherCAT-Gerät mit, an welchem Vorgänger-Port PreviousPort esangeschlossen ist, d.h. wie der verbundene Port (B bis D) des Vorgänger-Slave heißt. Dies gilt auch für dieinternen Verbindungen zwischen den ESC im EP9128:

Abb. 16: Vorgänger-Port des zweiten ESC im EP9128

Obenstehende Abb. zeigt beispielsweise eine Topologie mit

• EP1018-0002 an Port 2• EP7041-3002 an Port 3• EP3314-002 an Port 4• EP3744-0041 an Port 5• EP2624-0002 an Port 6• EP2008-0001 an Port 7 und• EP5151-0002 an Port 8



Abb. 17: Einstellung des PreviousPort für eine EP-Box

In obenstehender Abb. ist die Box 6 als Nachfolger am Port 5 eingerichtet, in der PreviousPort-Auswahl derEP3744 steht somit der freie Port D des ESC2 (B und D, siehe Abb. Schema des EP9128).Die internen Verbindungen im EP9128 sind E-Bus-Verbindungen, die 8 Ports dagegen Ethernet, siehe Abb.Schema des EP9128.

Siehe auch Hinweise bei der Konfigurationserstellung.

3.3 LED-Anzeigen

EtherCATFür jeden Kanal zeigt 1 LED den aktuellen Status an (Beispiel Port2).

Abb. 18: LED-Anzeigen pro Kanal

LED AnzeigeLinkAct

off Keine Verbindungon Verbindung vorhanden (Link)blinkt Datenübertragung (Act)



SpannungsversorgungDas Anliegen der Versorgungsspannungen (24 VDC) wird durch die beiden grünen Power-LEDs angezeigt.

Us wird für die Modulelektronik verwendet, Up wird durchgeleitet.

Abb. 19: LED-Anzeigen für die Versorgungsspannungen


Montage und Verkabelung

4 Montage und Verkabelung

4.1 Montage

4.1.1 Abmessungen

Abb. 20: Abmessungen der EtherCAT-Box-Module

Alle Maßangaben sind in Millimeter angegeben.

Gehäuseeigenschaften

EtherCAT Box Schmales Gehäuse Breites GehäuseGehäusematerial PA6 (Polyamid)Vergussmasse PolyuhrethanMontage zwei Befestigungslöcher Ø 3 mm für

M3zwei Befestigungslöcher Ø 3 mm für M3zwei Befestigungslöcher Ø 4,5 mm für M4

Metallteile Messing, vernickeltKontakte CuZn, vergoldetStromweiterleitung max. 4 AEinbaulage beliebigSchutzart im verschraubten Zustand IP65, IP66, IP67 (gemäß EN 60529)Abmessungen(H x B x T)

ca. 126 x 30 x 26,5 mm ca. 126 x 60 x 26,5 mm

Gewicht ca. 125 g, je nach Modultyp ca. 250 g, je nach Modultyp



4.1.2 Befestigung

Hinweis

Anschlüsse vor Verschmutzung schützen!Schützen Sie während der Montage der Module alle Anschlüsse vor Verschmutzung! DieSchutzart IP65 ist nur gewährleistet, wenn alle Kabel und Stecker angeschlossen sind!Nicht benutzte Anschlüsse müssen mit den entsprechenden Steckern geschützt werden!Steckersets siehe Katalog.

Module mit schmalem Gehäuse werden mit zwei M3-Schrauben montiert.Module mit breitem Gehäuse werden mit zwei M3-Schrauben an den in den Ecken angeordneten oder mitzwei M4-Schrauben an den zentriert angeordneten Befestigungslöchern montiert.

Die Schrauben müssen länger als 15 mm sein. Die Befestigungslöcher der Module besitzen kein Gewinde.

Beachten Sie bei der Montage, dass die Feldbusanschlüsse die Gesamthöhe noch vergrößert. Siehe KapitelZubehör.

Montageschiene ZS5300-0001Die Montageschiene ZS5300-0001 (500 mm x 129 mm) ermöglicht einen zeitsparenden Aufbau der Module.

Die Schiene besteht aus rostfreiem Stahl (V2A), ist 1,5 mm stark mit passend vorgefertigten M3-Gewinden.Die Schiene hat 5,3 mm Langlöcher um sie mit M5-Schrauben an der Maschine zu befestigen.

Abb. 21: Montageschiene ZS5300-0001

Die Montageschiene ist 500 mm lang und erlaubt bei einem Modulabstand von 2 mm die Montage von 15schmalen Modulen. Sie kann applikationsspezifisch gekürzt werden.

Montageschiene ZS5300-0011Die Montageschiene ZS5300-0011 (500 mm x 129 mm) bietet neben den M3- auch vorgefertigte M4-Gewinde zur Befestigung der 60 mm breiten Module über deren mittlere Bohrungen.

Bis zu 14 schmale oder 7 breite Module können gemischt montiert werden.



4.1.3 Anzugsmomente für Steckverbinder

M8-SteckverbinderEs wird empfohlen die M8-Steckverbinder mit einem Drehmoment von 0,4 Nm festzuziehen.

Abb. 22: EtherCAT Box mit M8-Steckverbindern

M12-SteckverbinderEs wird empfohlen die M12-Steckverbinder mit einem Drehmoment von 0,6 Nm festzuziehen.

Abb. 23: EtherCAT Box mit M8- und M12-Steckverbindern

7/8"-SteckverbinderEs wird empfohlen die 7/8"-Steckverbinder mit einem Drehmoment von 1,5 Nm festzuziehen.



Abb. 24: 7/8"-Steckverbinder

Drehmomentschlüssel

Abb. 25: Drehmomentschlüssel ZB8801

Hinweis

Korrektes Drehmoment sicherstellenVerwenden Sie die von Beckhoff lieferbaren Drehmomentschlüssel um die Steckverbinderfestzuziehen (siehe Zubehör)!

Sehen Sie dazu auch2 EtherCAT Box - Zubehör [} 42]

4.2 EtherCAT

4.2.1 EtherCAT-AnschlussFür den ankommenden und weiterführenden EtherCAT-Anschluss verfügt

• die EtherCAT Box (EPxxxx) über zwei grün gekennzeichnete M8-Buchsen• die Koppler Box (FBB-x110) über zwei M12-Buchsen



Abb. 26: EtherCAT Box: M8, 30 mm Gehäuse

Abb. 27: EtherCAT Box: M860 mm Gehäuse (am Beispiel EP9214)

Abb. 28: Koppler Box: M12

BelegungEs gibt verschiedene Standards für die Belegung und Farben bei Steckverbindern und Leitung für Ethernet/EtherCAT.

Ethernet/EtherCAT Steckverbinder Leitung NormSignal Beschrei-

bungM8 M12 RJ451 ZB9010, ZB9020,

ZB9030, ZB9032,ZK1090-6292,ZK1090-3xxx-xxxx

ZB9031 und alte Ver-sionenvon ZB9030, ZB9032,ZK1090-3xxx-xxxx

TIA-568B

Tx + Transmit Data+

Pin 1 Pin 1 Pin 1 gelb2 orange/weiß3 weiß/orange

Tx - TransmitData-

Pin 4 Pin 3 Pin 2 orange2 orange3 orange

Rx + Receive Data+

Pin 2 Pin 2 Pin 3 weiß2 blau/weiß3 weiß/grün

Rx - Receive Data- Pin 3 Pin 4 Pin 6 blau2 blau3 grünShield Abschirmung Gehäuse Schirmblec

hSchirm Schirm Schirm



1) farbliche Markierungen nach EN 61918 im vierpoligen RJ45-Steckverbinder ZS1090-00032) Aderfarben nach EN 619183) Aderfarben

Hinweis

Anpassung der Farbkodierung für die Leitungen ZB9030, ZB9032 undZK1090-3xxxx-xxxx (mit M8-Steckverbindern)Zur Vereinheitlichung wurden die gängigen Leitungen ZB9030, ZB9032 und ZK1090-3xxx-xxxx, also die mit M8-Steckverbindern vorkonfektionierten Leitungen auf die Farben derEN61918 umgestellt (gelb, orange, weiß, blau). Es sind also verschiedene Farbkodierun-gen im Umlauf. Die elektrischen Eigenschaften sind aber absolut identisch!

EtherCAT-SteckverbinderDie folgenden Steckverbinder sind für den Einsatz in EtherCAT-Systemen von Beckhoff lieferbar.

Bezeichnung Steckverbinder KommentarZS1090-0003 RJ45 vierpolig, IP20, feldkonfektionierbarZS1090-0004 M12-Stecker vierpolig, IP67, feldkonfektionierbarZS1090-0005 RJ45 achtpolig, IP20, feldkonfektionierbar,

für Gigabit-Ethernet geeignetZS1090-0006 M8-Stecker vierpolig, IP67, feldkonfektionierbar, für ZB903x KabelZS1090-0007 M8-Buchse vierpolig, IP67, feldkonfektionierbar, für ZB903x KabelZS1090-1006 M8-Stecker vierpolig, IP67, feldkonfektionierbar bis OD = 6.5 mmZS1090-1007 M8-Buchse vierpolig, IP67, feldkonfektionierbar bis OD = 6.5 mm

4.2.2 EtherCAT-KabelVerwenden Sie zur Verbindung von EtherCAT-Geräten nur geschirmte Ethernet-Kabel, die mindestens derKategorie 5 (CAT5) nach EN 50173 bzw. ISO/IEC 11801 entsprechen.

Hinweis

Empfehlungen zur VerkabelungDetailliert Empfehlungen zur Verkabelung von EtherCAT können Sie der Dokumentation"Auslegungsempfehlungen zur Infrastruktur für EtherCAT/Ethernet" entnehmen, die aufwww.Beckhoff.de zum Download zur Verfügung steht.

EtherCAT nutzt vier Adern der Kabel für die Signalübertragung.Aufgrund der automatischen Leitungserkennung (Auto-Crossing) können Sie zwischen EtherCAT-Gerätenvon Beckhoff sowohl symmetrisch (1:1) belegte, wie gekreuzte Kabel (Cross-Over) verwenden.

Es folgt eine Auswahl an Kabel für EtherCAT.Weitere Kabel in verschiedenen Längen finden Sie in der Beckhoff-Preisliste und unter www.beckhoff.de.

Meterware

Bezeichnung BeschreibungZB9010 CAT 5e, 4-adrig, für feste Verlegung, nicht für M8-Steckverbinder, AWG22ZB9020 CAT 5e, 4-adrig, schleppkettentauglich, nicht für M8-Steckverbinder, AWG22ZB9030 PVC, Ø4,9 mm, für M8-Steckverbinder, AWG26ZB9031 PUR, Ø4,8 mm, für M8-Steckverbinder, AWG26ZB9032 PUR, Ø5,4 mm, für M8-Steckverbinder, hochflexibel, AWG26


http://www.beckhoff.de


Konfektionierte Kabel

ZK1090-3100-0xxx: M8-Stecker - offenes Ende, PUR, hochflexibel, vorkonfektioniert

Abb. 29: ZK1090-3100-0xxx

ZK1090-3100- 0020 0050Länge 2 m 5 m

ZK1090-3100-3xxx: M8-Stecker - offenes Ende, PVC, vorkonfektioniert

Abb. 30: ZK1090-3100-3xxx

ZK1090-3100- 3020 3050Länge 2 m 5 m

ZK1090-3131-0xxx: 2 x M8-Stecker, PUR, hochflexibel, fertig konfektioniert

Abb. 31: ZK1090-3131-0xxx

ZK1090-3131- 0001 0003 0005 0010 0020 0030 0040 0050 0075 0100Länge 0,15 m 0,3 m 0,5 m 1,0 m 2,0 m 3,0 m 4,0 m 5,0 m 7,5 m 10 m



ZK1090-3131- 0150 0200 0250 0300 0350 0400 0450 0500Länge 15 m 20 m 25 m 30 m 35 m 40 m 45 m 50 m

ZK1090-3131-3xxx: 2 x M8-Stecker, PVC, fertig konfektioniert

Abb. 32: ZK1090-3131-3xxx

ZK1090-3131- 3020 3030 3040 3050 3075 3100 3150 3200 3250 3300Länge 2,0 m 3,0 m 4,0 m 5,0 m 7,5 m 10 m 15 m 20 m 25 m 30 m

ZK1090-3131- 3350 3400 3450 3500Länge 35 m 40 m 45 m 50 m

ZK1090-3132-0xxx: M8-Stecker - M8-Kupplung, PUR, hochflexibel, fertigkonfektioniert

Abb. 33: ZK1090-3132-0xxx

ZK1090-3132- 0002 0004 0020 0050 0075 0100 0150 0200 0250 0300Länge 0,2 m 0,4 m 2,0 m 5,0 m 7,5 m 10 m 15 m 20 m 25 m 30 m

ZK1090-3132- 0400 0500Länge 40 m 50 m



ZK1090-3132-3xxx: M8-Stecker - M8-Kupplung, PVC, fertig konfektioniert

Abb. 34: ZK1090-3132-3xxx

ZK1090-3132- 0020 0050 0100 0150 0200 0250 0300 0400 0500Länge 2,0 m 5,0 m 10 m 15 m 20 m 25 m 30 m 40 m 50 m

ZK1090-3191-0xxx: M8-Stecker - RJ45-Stecker, PUR, hochflexibel, fertigkonfektioniert

Abb. 35: ZK1090-3191-0xxx

ZK1090-3191- 0004 0005 0010 0020 0035 0050 0070 0100 0150 0200Länge 0,4 m 0,5 m 1 m 2 m 3,5 m 5 m 7 m 10 m 15 m 20 m

ZK1090-3191- 0250Länge 25 m

ZK1090-3191-3xxx: M8-Stecker - RJ45-Stecker, PVC, fertig konfektioniert

Abb. 36: ZK1090-3191-3xxx



ZK1090-3191- 3005 3020 3050Länge 0,5 m 2 m 5 m

ZK1090-3291-3xxx: M8-Kupplung - RJ45-Stecker, PVC, fertig konfektioniert

Abb. 37: ZK1090-3291-3xxx

ZK1090-3291- 0004 0005 0010 0020 0050 100 200 250Länge 0,4 m 0,5 m 1 m 2 m 5 m 10 m 20 m 25 m

ZK1090-3161-0xxx: M8-Stecker - M12-Stecker (d-codiert), fertig konfektioniert

Abb. 38: ZK1090-3161-0xxx

ZK1090-3161- 0010 0020 0050Länge 1,0 m 2,0 m 5,0 m

ZK1090-6161-0xxx: 2 x M12-Stecker (d-codiert), fertig konfektioniert

Abb. 39: ZK1090-6161-0xxx.

ZK1090-6161- 0005 0010 0020 0025 0050 0100Länge 0,5 m 1,0 m 2,0 m 2,5 m 5,0 m 10 m



ZK1090-6191-0xxx: M12-Stecker - RJ45-Stecker, fertig konfektioniert

Abb. 40: ZK1090-6191-0xxx

ZK1090-6191- 0005 0010 0020 0025 0050 0100Länge 0,5 m 1,0 m 2,0 m 2,5 m 5,0 m 10 m

ZK1090-6292-0xxx: M12-Buchse - RJ45-Stecker, fertig konfektioniert

Abb. 41: ZK1090-6292-0xxx

ZK1090-6292- 0005 0020 0050 0100Länge 0,5 m 2 m 5 m 10 m

ZK1090-9191-0xxx: 2 x RJ45-Stecker, Patch-Kabel

Abb. 42: ZK1090-9191-0xxx



ZK1090-9191- 0001 0002 0005 0010 0020 0030 0040 0050 0100 0150Länge 0,17 m 0,26 m 0,5 m 1,0 m 2,0 m 3,0 m 4,0 m 5,0 m 10 m 15 m

ZK1090-9191- 0200 0250 0300 0350 0400 0450 0500Länge 20 m 25 m 30 m 35 m 40 m 45 m 50 m

4.3 Spannungsversorgung

4.3.1 Power-AnschlussDie Einspeisung und Weiterleitung der Versorgungsspannungen erfolgt über zwei M8-Steckverbinder amunteren Ende der Module:

• IN: linker M8-Steckverbinder zur Einspeisung der Versorgungsspannungen• OUT: rechter M8-Steckverbinder zur Weiterleitung der Versorgungsspannungen

Abb. 43: EtherCAT Box, Anschlüsse für die Versorgungsspannungen

Abb. 44: Pinbelegung M8, Power In und Power Out

Tab. 1: Kontaktbelegung

Kontakt Spannung1 Steuerspannung Us, +24 VDC

2 Peripheriespannung Up, +24 VDC

3 GNDs* *) können je nach Modul intern miteinander verbunden sein: siehe einzelneModulbeschreibungen4 GNDp*

Die Kontakte der M8-Steckverbinder tragen einen maximalen Strom von 4 A.

Zwei LEDs zeigen den Status der Versorgungsspannungen an.



Achtung

Power-Anschluss nicht mit EtherCAT-Anschluss verwechseln!Verbinden Sie die Powerkabel (M8, 24 VDC) nie mit den grün gekennzeichneten EtherCAT-Buchsen der EtherCAT Box Module. Dies kann die Zerstörung der Module verursachen!

Steuerspannung Us: 24 VDC

Aus der 24 VDC Steuerspannung Us werden der Feldbus, die Prozessor-Logik, die Eingänge und auch dieSensorik versorgt. Die Steuerspannung ist galvanisch von Feldbusteil getrennt.

Peripheriespannung Up: 24 VDC

Die Peripheriespannung Up versorgt die digitalen Ausgänge, sie kann separat zugeführt werden. Wird dieLastspannung abgeschaltet, so bleiben die Feldbus-Funktion sowie Versorgung und Funktion der Eingängeerhalten.

Weiterleitung der VersorgungsspannungenDie Power-Anschlüsse IN und OUT sind im Modul gebrückt. Somit können auf einfache Weise dieVersorgungsspannungen Us und Up von EtherCAT Box zu EtherCAT Box weitergereicht werden.

Achtung

Maximalen Strom beachten!Beachten Sie auch bei der Weiterleitung der Versorgungsspannungen Us und Up, dass je-weils der für die M8-Steckverbinder maximal zulässige Strom von 4 A nicht überschrittenwird!

Versorgung über PowerBox Module EP92x4-0023Benötigt die Maschine größere Ströme oder sind die EtherCAT Box Module weit vom Schaltschrank und derdarin befindlichen Spannungsversorgung entfernt installiert, so empfiehlt sich der Einsatz der vierkanaligenPowerverteilungsmodule EP9214 oder EP9224 (mit integriertem Data Logging, siehe www.beckhoff.de/EP9224).

Mit diesen Modulen lassen sich intelligente Powerverteilungskonzepte mit bis zu 2 x 16 A und maximal2,5 mm² Leitungsquerschnitt im Feld realisieren.


http://www.beckhoff.de/EP9224

http://www.beckhoff.de/EP9224


Abb. 45: EP92x4-0023, Anschlüsse Power In und Power Out

Abb. 46: Pinbelegung 7/8“, Power IN und Power Out



Galvanische Trennung

Digitale ModuleBei den digitalen Ein-/Ausgabemodulen sind die Massen von Steuerspannung (GNDs) undPeripheriespannung (GNDp) ggfs. miteinander verbunden!

Überprüfen Sie dies in der Dokumentation jeder verwendeten EtherCAT Box.

Analoge ModuleBei den analogen Ein-/Ausgabemodulen sind die Massen von Steuerspannung (GNDs) undPeripheriespannung (GNDp) galvanisch voneinander getrennt, um die galvanische Trennung derAnalogsignale von der Steuerspannung zu gewährleisten.

Bei einigen Analogmodulen wird die Sensorik bzw. Aktorik aus Up versorgt - damit kann z.B. bei 0 bis 10 VEingängen eine beliebige Referenzspannung (0 bis 30 V) an Up angeschlossen werden. Diese steht dannden Sensoren zur Verfügung (z.B. geglättete 10 V für Messpotentiometer).

Details der Spannungsversorgung entnehmen sie bitte den einzelnen Modulbeschreibungen.

Achtung

Galvanische Trennung kann aufgehoben werden!Wenn Sie unterschiedliche EtherCAT Boxen direkt über vierpolige Powerleitungen verbin-den, so kann die galvanische Trennung der Analogsignale u.U. nicht mehr gegeben sein!

4.3.2 Status-LEDs für die Spannungsversorgung

Abb. 47: Status-LEDs für die Spannungsversorgung

LED-Anzeigen

LED Anzeige BedeutungUs (Steuerspannung) aus Versorgungsspannung Us nicht vorhanden

leuchtet grün Versorgungsspannung Us vorhandenleuchtet rot Wegen Überlastung (Strom > 0,5 A) wurde die aus

Versorgungsspannung Us erzeugte Sensorversorgung für alledaraus gespeisten Sensoren abgeschaltet.

Up (Peripheriespannung) aus Versorgungsspannung Up nicht vorhandenleuchtet grün Versorgungsspannung Up vorhanden



4.3.3 LeitungsverlusteBei den Powerkabeln ZK2020-xxxx-yyyy sollten 15 m Gesamtlänge bei 4 A (mit Weiterleitung) nichtüberschritten werden. Achten Sie bei der Verkabelung darauf, dass bei 24 V Nennspannung ab einemSpannungsabfall von 6 V die Funktionalität der Module nicht mehr gewährleistet werden kann. Außerdemsind Spannungsschwankungen des Netzteils zu berücksichtigen.

Abb. 48: Leitungsverluste auf den Powerkabeln

Beispiel8 m Powerkabel mit 0,34 mm² hat bei 4 A Belastung einen Spannungsabfall von 3,2 V.

Hinweis

Powerverteilungs-Module EP92x4-0023Mit den Powerverteilungs-Modulen EP9214 und EP9224 sind intelligente Spannungsvertei-lungskonzepte verfügbar. Weitere Information finden sie unter www.beckhoff.de/EP9224

4.4 UL-AnforderungenDie Installation der nach UL zertifizierten EtherCAT Box Module muss den folgenden Anforderungenentsprechen.

Versorgungsspannung

VORSICHT

VORSICHT!• von einer isolierten, mit einer Sicherung (entsprechend UL248) von maximal 4 A ge-

schützten Quelle, oder• von einer Spannungsquelle die NEC class 2 entspricht stammt.

Eine Spannungsquelle entsprechend NEC class 2 darf nicht seriell oder parallel mit ei-ner anderen NEC class 2 entsprechenden Spannungsquelle verbunden werden!



VORSICHT

VORSICHT!Zur Einhaltung der UL-Anforderungen dürfen die EtherCAT Box Module nicht mit unbe-grenzten Spannungsquellen verbunden werden!

Netzwerke

VORSICHT

VORSICHT!Zur Einhaltung der UL-Anforderungen dürfen die EtherCAT Box Module nicht mit Telekom-munikations-Netzen verbunden werden!

Umgebungstemperatur

VORSICHT

VORSICHT!Zur Einhaltung der UL-Anforderungen dürfen die EtherCAT Box Module nur in einem Um-gebungstemperaturbereich von 0 bis 55°C betrieben werden!

Kennzeichnung für ULAlle nach UL (Underwriters Laboratories) zertifizierten EtherCAT Box Module sind mit der folgendenMarkierung gekennzeichnet.

Abb. 49: UL-Markierung


Anhang

5 Anhang

5.1 Allgemeine Betriebsbedingungen

Schutzarten nach IP-CodeIn der Norm IEC 60529 (DIN EN 60529) sind die Schutzgrade festgelegt und nach verschiedenen Klasseneingeteilt. Die Bezeichnung erfolgt in nachstehender Weise.

1. Ziffer: Staub- undBerührungsschutz

Bedeutung

0 Nicht geschützt1 Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit dem Handrücken.

Geschützt gegen feste Fremdkörper Ø 50 mm2 Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit einem Finger. Geschützt

gegen feste Fremdkörper Ø 12,5 mm3 Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit einem Werkzeug.

Geschützt gegen feste Fremdkörper Ø 2,5 mm4 Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit einem Draht. Geschützt

gegen feste Fremdkörper Ø 1 mm5 Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit einem Draht.

Staubgeschützt. Eindringen von Staub ist nicht vollständig verhindert, aber derStaub darf nicht in einer solchen Menge eindringen, dass das zufriedenstellendeArbeiten des Gerätes oder die Sicherheit beeinträchtigt wird

6 Geschützt gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen mit einem Draht. Staubdicht.Kein Eindringen von Staub

2. Ziffer: Wasser-schutz*

Bedeutung

0 Nicht geschützt1 Geschützt gegen Tropfwasser2 Geschützt gegen Tropfwasser, wenn das Gehäuse bis zu 15° geneigt ist3 Geschützt gegen Sprühwasser. Wasser, das in einem Winkel bis zu 60°

beiderseits der Senkrechten gesprüht wird, darf keine schädliche Wirkung haben4 Geschützt gegen Spritzwasser. Wasser, das aus jeder Richtung gegen das

Gehäuse spritzt, darf keine schädlichen Wirkungen haben5 Geschützt gegen Strahlwasser.6 Geschützt gegen starkes Strahlwasser.7 Geschützt gegen die Wirkungen beim zeitweiligen Untertauchen in Wasser.

Wasser darf nicht in einer Menge eintreten, die schädliche Wirkungen verursacht,wenn das Gehäuse für 30 Minuten in 1 m Tiefe in Wasser untergetaucht ist

*) In diesen Schutzklassen wird nur der Schutz gegen Wasser definiert.

Chemische BeständigkeitDie Beständigkeit bezieht sich auf das Gehäuse der Feldbus Box und den verwendeten Metallteilen.

Art BeständigkeitWasserdampf bei Temperaturen >100°C nicht beständigNatriumlauge(ph-Wert > 12)

bei Raumtemperatur beständig> 40°C unbeständig

Essigsäure unbeständigArgon (technisch rein) beständig


Anhang

Legende• beständig: Lebensdauer mehrere Monate• bedingt beständig: Lebensdauer mehrere Wochen• unbeständig: Lebensdauer mehrere Stunden bzw. baldige Zersetzung

5.2 EEPROM-UpdateDer EP9128 verfügt intern über 3 EtherCAT Slave Controller (ESC). Somit sind auch 3 EEPROMsvorhanden die beschrieben werden können. Im EP9128 sind diese unterschiedlich, da alle 3 ESC überunterschiedliche Port-Technologie (Ethernet oder E-Bus) verfügen, siehe Abb. 1.

Abb. 1: die 3 internen ESC-Namen des EP9128

Der Haupt-Slave ist der EP9128-0021, hier in der Revision -0000. Die beiden nachfolgenden internen Slavessind der EP9128-1021 und EP9128-2021.

Über den Dialog "EEPROM Update" im System Manager kann das EEPROM aktualisiert werden - dies istnur in Sonderfällen nötig und sollte nur auf Veranlassung des Beckhoff Support/Service durchgeführtwerden.

Abb. 2: EEPROM Update TwinCAT

Zum Anzeigen aller unterlagerten ESI Dateien ist es notwendig, den "Show Hidden Devices" Button zuaktivieren.

Es können alle 3 internen ESC nacheinander beschrieben werden, dann ist ein Strom-Neustart (An/Aus)durchzuführen, damit das EEPROM geladen wird. Zur Zuordnung im TwinCAT Auswahldialog siehe Abb. 3.


Anhang

Abb. 3: derzeit verfügbare EEPROM-Beschreibungen des EP9128 und Zuordnung

5.3 EtherCAT Box - Zubehör

Befestigung

Bestellangaben BeschreibungZS5300-0001 Montageschiene (500 mm x 129 mm)

Beschriftungsmaterial, Stopfen

Bestellangaben BeschreibungZS5000-0000 Feldbus-Box-Set M8 (Beschriftungsschilder, Abdeckstopfen)ZS5000-0002 Feldbus-Box-Set M12 (Beschriftungsschilder, Abdeckstopfen)ZS5000-0010 Stopfen M8, IP67 (50 Stück)ZS5000-0020 Stopfen M12, IP67 (50 Stück)ZS5100-0000 Beschriftungsschilder nicht bedruckt, 4 Streifen à 10 StückZS5100-xxxx Beschriftungsschilder bedruckt, auf Anfrage

Werkzeug

Bestellangaben BeschreibungZB8800 Drehmomentsteckschlüssel mit Ratsche für angespritzte M8-SteckverbinderZB8800-0001 Ratsche für feldkonfektionierbare M8-SteckverbinderZB8800-0002 Ratsche für angespritzte M12-Steckverbinder


Anhang

Hinweis

Weiteres ZubehörWeiteres Zubehör finden Sie in der Preisliste für Feldbuskomponenten von Beckhoff und imInternet unter www.beckhoff.de.


Anhang

5.4 Support und ServiceBeckhoff und seine weltweiten Partnerfirmen bieten einen umfassenden Support und Service, der eineschnelle und kompetente Unterstützung bei allen Fragen zu Beckhoff Produkten und Systemlösungen zurVerfügung stellt.

Beckhoff SupportDer Support bietet Ihnen einen umfangreichen technischen Support, der Sie nicht nur bei dem Einsatzeinzelner Beckhoff Produkte, sondern auch bei weiteren umfassenden Dienstleistungen unterstützt:

• Support• Planung, Programmierung und Inbetriebnahme komplexer Automatisierungssysteme• umfangreiches Schulungsprogramm für Beckhoff Systemkomponenten

Hotline: +49(0)5246/963-157Fax: +49(0)5246/963-9157E-Mail: [email protected]

Beckhoff ServiceDas Beckhoff Service-Center unterstützt Sie rund um den After-Sales-Service:

• Vor-Ort-Service• Reparaturservice• Ersatzteilservice• Hotline-Service

Hotline: +49(0)5246/963-460Fax: +49(0)5246/963-479E-Mail: [email protected]

Weitere Support- und Serviceadressen finden Sie auf unseren Internetseiten unter http://www.beckhoff.de.

Beckhoff FirmenzentraleBeckhoff Automation GmbH & Co. KG

Hülshorstweg 2033415 VerlDeutschland

Telefon: +49(0)5246/963-0Fax: +49(0)5246/963-198E-Mail: [email protected]

Die Adressen der weltweiten Beckhoff Niederlassungen und Vertretungen entnehmen Sie bitte unserenInternetseiten:http://www.beckhoff.de

Dort finden Sie auch weitere Dokumentationen zu Beckhoff Komponenten.


http://www.beckhoff.de

http://www.beckhoff.de/

http://www.beckhoff.com/german/download/default.htm

Abbildungsverzeichnis

AbbildungsverzeichnisAbb. 1 EtherCAT-Box-Module in einem EtherCAT-Netzwerk ............................................................... 7Abb. 2 EtherCAT Box mit M8-Anschlüssen für Sensor/Aktoren ........................................................... 8Abb. 3 EtherCAT Box mit M12-Anschlüssen für Sensor/Aktoren ......................................................... 8Abb. 4 EP9128 ...................................................................................................................................... 9Abb. 5 EtherCAT Linientopologie.......................................................................................................... 11Abb. 6 Linientopologie mit Erweiterungen............................................................................................. 11Abb. 7 Datenflussrichtung im ESC........................................................................................................ 13Abb. 8 Beispielkonfiguration mit EK1122 .............................................................................................. 14Abb. 9 Online-Topologie ....................................................................................................................... 15Abb. 10 Beispielkonfiguration mit unterbrochener Leitung...................................................................... 16Abb. 11 Topologieansicht bei unterbrochener Leitung............................................................................ 17Abb. 12 Gegenüberstellung der Frame-Anzeigen................................................................................... 17Abb. 13 Schema des EP9128 ................................................................................................................. 18Abb. 14 Physikalische Anordnung der Ports des EP9128 ...................................................................... 19Abb. 15 Slaves im TwinCAT System Manager ....................................................................................... 19Abb. 16 Vorgänger-Port des zweiten ESC im EP9128 ........................................................................... 20Abb. 17 Einstellung des PreviousPort für eine EP-Box........................................................................... 21Abb. 18 LED-Anzeigen pro Kanal ........................................................................................................... 21Abb. 19 LED-Anzeigen für die Versorgungsspannungen ....................................................................... 22Abb. 20 Abmessungen der EtherCAT-Box-Module ................................................................................ 23Abb. 21 Montageschiene ZS5300-0001.................................................................................................. 24Abb. 22 EtherCAT Box mit M8-Steckverbindern..................................................................................... 25Abb. 23 EtherCAT Box mit M8- und M12-Steckverbindern..................................................................... 25Abb. 24 7/8"-Steckverbinder ................................................................................................................... 26Abb. 25 Drehmomentschlüssel ZB8801.................................................................................................. 26Abb. 26 EtherCAT Box: M8, 30 mm Gehäuse ........................................................................................ 27Abb. 27 EtherCAT Box: M860 mm Gehäuse (am Beispiel EP9214) ...................................................... 27Abb. 28 Koppler Box: M12 ...................................................................................................................... 27Abb. 29 ZK1090-3100-0xxx .................................................................................................................... 29Abb. 30 ZK1090-3100-3xxx .................................................................................................................... 29Abb. 31 ZK1090-3131-0xxx .................................................................................................................... 29Abb. 32 ZK1090-3131-3xxx .................................................................................................................... 30Abb. 33 ZK1090-3132-0xxx .................................................................................................................... 30Abb. 34 ZK1090-3132-3xxx .................................................................................................................... 31Abb. 35 ZK1090-3191-0xxx .................................................................................................................... 31Abb. 36 ZK1090-3191-3xxx .................................................................................................................... 31Abb. 37 ZK1090-3291-3xxx .................................................................................................................... 32Abb. 38 ZK1090-3161-0xxx .................................................................................................................... 32Abb. 39 ZK1090-6161-0xxx. ................................................................................................................... 32Abb. 40 ZK1090-6191-0xxx .................................................................................................................... 33Abb. 41 ZK1090-6292-0xxx .................................................................................................................... 33Abb. 42 ZK1090-9191-0xxx .................................................................................................................... 33Abb. 43 EtherCAT Box, Anschlüsse für die Versorgungsspannungen ................................................... 34Abb. 44 Pinbelegung M8, Power In und Power Out................................................................................ 34


Abbildungsverzeichnis

Abb. 45 EP92x4-0023, Anschlüsse Power In und Power Out ................................................................ 36Abb. 46 Pinbelegung 7/8“, Power IN und Power Out.............................................................................. 36Abb. 47 Status-LEDs für die Spannungsversorgung .............................................................................. 37Abb. 48 Leitungsverluste auf den Powerkabeln...................................................................................... 38Abb. 49 UL-Markierung ........................................................................................................................... 39


EP9128de Ver2.2 - Beckhoff Automation · 2015-07-14 · 2.2EP9128-0021- Einführung Abb. 4: EP9128...

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