Balluff BTL5-T110 Series Parts list manual

Balluff GmbH
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BTL5-T110-... Konfiguration und Profibus-Ankopplung --
Wegaufnehmer Klasse 3/4
Technische Beschreibungdeutsch
PROFIBUS-DP

BTL5-T110...
Konfiguration und Profibus-Ankopplung –
Wegaufnehmer Klasse 3/4
deutsch
2
Inhaltsverzeichnis
1 Systembeschreibung des BTL5-T110-... am Profibus ................... 4
1.1 Profibus-Technologie ............................................................................ 4
1.2 Überblick Profibus DP .......................................................................... 4
1.3 Zyklische Prozessdaten ....................................................................... 4
1.4 Azyklische Parametrierdaten ................................................................ 4
2 Systemstart ......................................................................................... 5
2.1 Power_on .............................................................................................. 5
2.2 Wait_Prm (Warten auf Parametrierung) ................................................ 5
2.3 Wait_Cfg (Warten auf Konfiguration) .................................................... 5
2.4 Data_Exch (Datenaustausch) ............................................................... 5
3 Abschätzen der Übertragungsdauer................................................ 6
3.1 Zulässige Leitungslängen ..................................................................... 6
3.2 Ungefähre Nachrichten-/Buszyklusberechnung im zyklischen
Datenaustausch .................................................................................... 6
4 Übertragung der Daten im Data_Exchange .................................... 7
4.1 Datenformat für Position und Geschwindigkeit ................................. 10
5 Konfiguration des Knotens ............................................................. 11
5.1 Anzahl Positionsgeber ........................................................................ 11
5.2 Allgemeine Einstellungen .................................................................... 11
5.3 Positionseinstellungen ........................................................................ 12
5.4 Geschwindigkeitseinstel-lungen ........................................................ 16
6 Inbetriebnahme ................................................................................. 17
6.1 Quellen ................................................................................................ 17
6.2 Programmierung zyklischer Verkehr (DP-V0) ...................................... 17
6.3 Programmierung azyklische Dienste (DP-V1)..................................... 20
6.4 Programmierung Isochron Mode (DP-V2) ........................................... 31
6.5 Querverkehr ........................................................................................ 36
6.6 Allgemeine Hinweise zur Inbetriebnahme .......................................... 36
6.7 Begriffe und Abkürzungen rund um DP-V2 ........................................ 37
7 Daten .................................................................................................. 38
7.1 Parameterdaten .................................................................................. 38
7.2 Diagnosedaten .................................................................................... 42
7.3 Azyklische Daten ................................................................................ 45
Definitionen
ASIC
Anwenderspezifischer Schaltkreis.
Für PROFIBUS werden mittlerweile
eine Reihe von ASICs angeboten,
die teilweise oder komplett das
PROFIBUS-Protokoll beinhalten.
Mit wenigen zusätzlichen Bauteilen
ist eine PROFIBUS-Anschaltung
realisierbar.
Baudrate
Geschwindigkeit der Datenübertra-
gung auf dem Profibus.
Eigenschaften
Der Micropulse Wegaufnehmer
BTL5-T110... bietet Ihnen die Mög-
lichkeiten der BTL-Konfiguration in
einem Profibus-System:
Parametrierung der Daten
➥➥
➥➥
➥Kapitel 7
Bei der Parametrierung wird zwi-
schen den Encoder spezifischen
und den Profibus-spezifischen Pa-
rametern unterschieden.
Programmierbare BTL-Parameter:
– Anzahl der Positionsgeber
– Auflösung von Position und Ge-
schwindigkeit
– Setzen der Schaltpunkte/Nok-
ken für Position und Geschwin-
digkeit
– Arbeitsbereich festlegen
– Nullpunkt setzen
Profibus – Kommunikations-
parameter:
– Zykluszeiten
– Isochrone Einstellungen
Busparameter:
– Einstellen der Übertragungs-
geschwindigkeit (Baudrate)
– Einstellen der Knotennummer
DP
Dezentrale Peripherie. PROFIBUS
Protokoll, das seine Stärken im
schnellen zyklischen Datenaus-
tausch hat.
DP-V0
zyklische Datenkommunikation
DP-V1
Die Profibus DP-Erweiterung
DP-V1 bietet zusätzlich zur zykli-
schen Datenkommunikation von
DP-V0 eine azyklische Kommuni-
kation.
DP-V2
Die Profibus DP-Erweiterung
DP-V2 bietet zusätzlich zur azykli-
schen Datenkommunikation von
DP-V1 die Möglichkeiten der Takt-
synchronität, sowie des Quer-
verkehrs.
DU
Data Unit (zu übertragende Netto-
daten, Wertebereich 1...244 Bytes/
Telegramm)

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Wegaufnehmer Klasse 3/4
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Definitionen (Fortsetzung)
GSD-Datei
Die GSD-Datei enthält die Geräte-
Stamm-Daten des Produkts und
ist vom Gerätehersteller auszufül-
len. Die GSD-Datei kann von der
Balluff-Homepage herunter gela-
den werden und enthält die techni-
schen Merkmale des Gerätes.
Diese Datei wird beim Projektieren
benötigt.
I&M Parameter
I&M steht für Identification &
Maintenance. Dahinter verbirgt
sich ein Konzept zur hersteller und
branchenunabhängigen, einheitli-
chen Identifikation von Feld-
geräten. Durch das Einlesen des
elektronischen Typenschilds in ein
I&M-fähiges PC-Tool kann ein ge-
zielter Zugriff auf Online-Informa-
tionen zu Inbetriebnahme- und
Wartungszwecken ermöglicht wer-
den.
Identnummer
Eine von der PROFIBUS Nutzer-
organisation e.V. zugeteilte 16 Bit-
Nummer, die ein Produkt eindeutig
kennzeichnet. Sie stellt eine Refe-
renz zur GSD-Datei dar. Bei modu-
laren Geräten oder Geräten, die
sich in der gleichen GSD-Datei
beschreiben lassen, kann eine
Identnummer für eine ganze
Gerätereihe erteilt werden.
Master Klasse 1
Der Master, der den Nutz-
datenverkehr durchführt.
Master Klasse 2
Master für Steuerungs-/Inbetrieb-
nahme- und Projektierungs-
aufgaben.
Min_Slave_Intervall
Zeit zwischen 2 Pollzyklen in der
Master/Slave-Kommunikation. Ty-
pischer Wert war in der Vergangen-
heit ca. 2 ms. Mittlerweile ist diese
Zeit durch den Einsatz leistungsfä-
higer ASICs in den Bereich von
einigen µs gesunken. Mit dem
Min_Slave_Intervall hat der An-
wender zusätzlich die Möglichkeit,
zeitintensive Anwender-
bearbeitungen zu steuern.
PNO
PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.
SAP
Service Access Point (Dienstzu-
gangspunkt) zur eindeutigen Identi-
fizierung der zu übertragenden und
anzufordernden Daten innerhalb
eines Telegramms. In jedem Tele-
gramm ist eine Source SAP und
eine Destination SAP (Ausnahme:
Der Datenaustausch erfolgt über
den Default-SAP) enthalten.
TBit
Zeiteinheit für die Übertragung
eines Bits am PROFIBUS (Kehr-
wert der Übertragungsrate,
Bsp. 1 TBit bei 12.000 kBit/s =
1/ Bit/sek = 83 ns).

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1 Systembeschreibung des BTL5-T110-... am Profibus
1.1 Profibus-Technologie
PROFIBUS ist ein hersteller-
unabhängiger, offener Feldbus-
standard, der durch die internatio-
nalen Normen EN 50170 und
EN 50254 festgelegt ist. Es exi-
stieren 3 Varianten: DP, FMS und
PA. Balluff Micropulse Wegauf-
nehmer unterstützen die DP-Vari-
ante und sind für die gängigen
Übertragungsraten bis 12 MBaud
ausgelegt.
Neben herstellerspezifischen Funk-
tionen unterstützen die Geräte die
Klassen 3 und 4 nach dem
Encoderprofil.
Dieses Geräteprofil kann unter der
Bestellnummer 3.162 bei der Profi-
bus-Nutzerorganisation bestellt
werden. Hier sind auch weitere
Informationen zu PROFIBUS (Funk-
tionalität, Hersteller, Produkte) so-
wie Normen und Profile erhältlich:
Profibus-Nutzerorganisation
Haid-und-Neu-Straße 7
76131 Karlsruhe
Tel.: 0721 / 96 58 590
Fax: 0721 / 96 58 589
www.profibus.com
1.2 Überblick Profibus DP
1.3 Zyklische Prozessdaten
Eine Steuerung, beim PROFIBUS als
Master Klasse 1 bezeichnet, kontrol-
liert seine dezentrale Peripherie in
einem zyklischen Datenaustausch.
Die Steuerung initialisiert in einer
Initialisierungsphase jedes
Peripheriegerät und kontrolliert
auch während der zyklischen Da-
tenübertragung ob das Peripherie-
gerät, beim PROFIBUS als Slave
bezeichnet, ansprechbar bleibt.
Der Slave seinerseits überwacht
mit einer Ansprechüberwachung
(watchdog) ob die Steuerung aktiv
bleibt.
Im zyklischen Ablauf sendet der
Master seine Ausgangsdaten an
den Slave und erhält als Antwort
die Eingangsdaten. Das PROFI-
BUS Netzwerk für zyklische
Prozessdaten ist somit wie ein
verteiltes Prozessabbild einer
Steuerung.
In einem PROFIBUS Netzwerk
muss immer mindestens ein Ma-
ster der Klasse 1 vorhanden sein.
Es können aber auch mehrere Ma-
ster der Klasse 1 auf dem gleichen
Bus sein. Sie teilen sich somit die
Bandbreite, d.h. die Zykluszeit
wird entsprechend länger. Ein
Slave kann nur von einem Master
der Klasse 1 kontrolliert werden!
Diese Grundfunktionen für zykli-
sche Prozessdaten werden als DP-
V0 bezeichnet. Mit den Protokoller-
weiterungen DP-V1 und DP-V2 ist
es möglich die Zykluszeit der
Steuerung auf einen festen Wert zu
fixieren und mit speziellen Tele-
grammen auch die Zykluszeit der
Slaves auf den PROFIBUS Zyklus
zu synchronisieren.
1.4 Azyklische
Parametrierdaten
Oftmals müssen in einer Anlage
die Parameter in einem Gerät bei
laufendem Betrieb angepasst wer-
den. Dazu stellt der PROFIBUS
eine Kommunikation mit azykli-
schen Parametrierdaten zur Verfü-
gung. Ein Parametriermaster, beim
PROFIBUS als Master der Klasse
2 bezeichnet, kann zu einem Slave
eine Verbindung aufbauen und
azyklisch Daten austauschen. Auf
einem Netzwerk können mehrere
Master der Klasse 2 neben dem
Master der Klasse 1 existieren und
gleichzeitig mit demselben Slave
Daten austauschen. Jeder Master
der Klasse 1 kann auch gleichzei-
tig Master der Klasse 2 sein. Zu-
sätzlich ist ein Alarmmodell defi-
niert worden. Jeder Slave hält eine
Zustandsmaschine für Alarme,
kontrolliert kommende und gehen-
de Alarme unterschiedlicher Ursa-
chen und kontrolliert die Quittie-
rung durch den Master der
Klasse 1.
Diese Protokollerweiterungen für
den azyklischen Datenaustausch
werden als DP-V1 bezeichnet.
Bild 1-1: DP Versionsgeschichte

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Wegaufnehmer Klasse 3/4
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2 Systemstart
2.1 Power_on
Nur im Zustand „Power_on“ akzep-
tiert ein Slaveteilnehmer von einem
Master ein „Set_Slave_Adress“-
Telegramm zum Ändern der
Stationsadresse. Hierzu ist im
Slave ein nichtflüchtiges Speicher-
medium zum Abspeichern der
Adresse vorhanden.
Bild 2-1: Zustandsautomat eines Profibus DP-Slaves
Nach dem Systemstart (bzw. einem Reset) wird das BTL entsprechend dem Zustandsautomat gestartet.
2.2 Wait_Prm (Warten auf
Parametrierung)
Der Slave erwartet nach dem inter-
nen Hochlauf ein Parametriertele-
gramm (oder ein „Get_Cfg“-
„Slave_Diag“-Telegramm). Alle
anderen Telegrammarten wehrt ein
Slave ab oder er bearbeitet sie
nicht. Der Datenaustausch ist noch
nicht möglich.
Im Parametriertelegramm sind min-
destens die von der Norm festge-
legten Informationen, z.B.
Identnummer, Sync-/Freeze-Fähig-
keit, Masteradresse, Watchdogzeit
usw., hinterlegt. Des weiteren sind
anwenderspezifische Parameter-
daten möglich. Die Bedeutung
dieser Daten wird später erläutert.
2.3 Wait_Cfg (Warten auf
Konfiguration)
Das Konfigurationstelegramm legt
die Anzahl der Ein- und Ausgangs-
bytes fest. Der Master teilt dem
Slave mit, wie viele Bytes E/A in
jedem Nachrichtenzyklus mit die-
sem Slave auszutauschen sind.
Beim Micropulse Wegaufnehmer
transferiert der ASIC die Konfigura-
tion an die Anwendung zur Über-
prüfung. Die Überprüfung ergibt
dann entweder eine richtige oder
falsche Konfiguration. Zusätzlich
besteht die Möglichkeit von jedem
Master die Konfiguration eines
beliebigen Slaves mit dem Tele-
gramm „Get_Cfg“ abzufragen. Ein
„Get_Cfg“-Telegramm akzeptiert
einen Slave in jedem Zustand. Da
ein Klasse-2-Master die Konfigura-
tion eines Slaves nicht kennt,
muss er für Steuerungszwecke
zuerst die Konfiguration mit einem
„Get_Cfg“-Telegramm auslesen
und sie dann mit „Chk_Cfg“ gültig
erklären.
2.4 Data_Exch
(Datenaustausch)
Wenn sowohl die Parametrierung
als auch die Konfigurierung akzep-
tiert wurde, nimmt der Slave den
Zustand „Data_Exch“ an, d.h., er
kann Nutzdaten mit dem Master
austauschen.

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6
3 Abschätzen der Übertragungsdauer
Da es Abhängigkeiten zwischen
der Profibus-Leitungslänge und
der Baudrate gibt, ist die Abschät-
zung der Zykluszeit von Bedeu-
tung.
3.1 Zulässige Leitungslängen
Max. Baudrate
in kBit/s
Länge
Kabel BKS-S103...
9,6 1200 m
19,2 1200 m
45,45 1200 m
93,75 1200 m
187,5 1000 m
500 400 m
1500 200 m
3000 100 m
6000 100 m
12000 100 m
Tabelle 3-1: Max. Längen bei RS-485
Baudrate in
kBit/s
Max.
Kapazitäts-
belag
Max. Längen der
Stichleitungen
9,6 15 nF 500 m
19,2 15 nF 500 m
45,45 3 nF 100 m
93,75 3 nF 100 m
187,5 1 nF 33 m
500 0,6 nF 20 m
1500 0,2 nF 6,6 m
3000 -
12000 nicht erlaubt
Tabelle 3-2: Max. Stichleitungslängen
bei RS-485
Es handelt sich bei diesen Zahlen
um die Summe der Stichleitungen,
d.h. bei einem Kabel mit 187,5 kBit/s
und 32 angeschlossenen Geräten
darf pro Gerät die Stichleitung durch-
schnittlich ca. 1 Meter lang sein. Bei
Bitraten über 1,5 MBit/s sind Stich-
leitungen verboten.
3.2 Ungefähre Nachrichten-/
Buszyklusberechnung im
zyklischen Datenaustausch
3.2.1 Systemreaktionszeit
Die Systemreaktionszeit eines
Profibus-Systems hängt im We-
sentlichen von folgenden Faktoren
ab:
-T
SDR (die Reaktionszeit, nach der
ein Teilnehmer antworten kann)
- die gewählte Übertragungs-
geschwindigkeit
- Min_Slave_Intervall1
- die vereinbarte Nettodatenlänge
Das schwächste Glied am Bus-
system „bremst“ den gesamten
Bus, denn es gibt nur eine, vom
Master vorgegebene Übertra-
gungsrate am Bus. Andererseits
hat man mit dem
Min_Slave_lntervall die Möglich-
keit, ein äquidistantes Zeit-
verhalten zu realisieren, da der
Klasse-1-Master nach jedem Bus-
zyklus mindestens die Zeit des
größten Min_Slave_Intervalls ab-
wartet, bis er einen neuen Bus-
zyklus beginnt.
Diese Beispielberechnung beinhal-
tet keine möglichen Diagnose-
telegramme und Telegramm-
wiederholungen. Die Programm-
laufzeiten im Master sind hier nicht
relevant, da die Master ASICs im
Regelfall völlig autark arbeiten und
deshalb nur die Laufzeiten zwi-
schen den PROFIBUS-ASICs (Ma-
ster- und Slave-ASIC) betrachtet
werden. Für die System-
reaktionszeit sind die Programm-
laufzeiten jedoch wichtig.
1 TBit bei 12.000 kBit/s =
1/12.000.000 Bit/s = 83 ns
1 Zeichen besteht aus 11 Bits
(1 Startbit, 1 Stoppbit, 1 Paritäts-
bit, 8 Datenbits)
=> 1 Zeichen entspricht rechne-
risch 83 ns * 11 = 0,913 µs
Im Data Exchange besteht der
Telegrammheader aus 9 Bytes. Die
Busruhezeiten sind mit Tsyn =
33 TBit und Tid1 = 75 TBit ange-
nommen (Tid1 sollte bei 1500 kBit/s
mit 36 TBit angesetzt werden). Die
Laufzeiten der Signale am Bus
sind vernachlässigbar klein. Wei-
terhin ist als TSDR ein typischer
Wert von 30 TBit für eine Baudrate
ab 1500 kBit/s angenommen. Die
TSDR-Zeit variiert je nach eingesetz-
tem ASIC.
Als Grundaufwand eines Nach-
richtenzyklus (TMC) nach Bild 3-1:
Übersicht über die relevanten Bus-
zeiten ergibt sich die Addition der
Buszeiten und des Telegramm-
headers.
Bild 3-1: Übersicht über die relevanten Buszeiten
1Das Min_Slave_Interval ist die Zeit zwi-
schen zwei Pollzyklen in denen ein Slave
Daten mit dem Master austauschen kann.

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3 Abschätzen der Übertragungsdauer (Fortsetzung)
4 Übertragung der Daten im Data_Exchange
Wort Nummer 1 2
Eingabewert STW2 G1_STW1
Daraus folgt:
TMC = (2 * Länge Header in Bytes) * 11 Bit + TSDR + TSYN + TID1
TMC = (198 Bit + 30 Bit + 33 Bit + 75 Bit) TBit = 336 Bit * 83 ns = 28 µs
Der Grundaufwand, verursacht durch Telegrammheader und Busruhezeiten, ist somit 28 µs.
Als ungefähre Zeit einer Nachricht ergibt sich für Beispiel 1:
TMC = 28 µs + Anzahl der Nettodaten (hier 1 * Position + 1 * Geschwindigkeit = 4 Byte + 4 Byte)
TMC = 28 µ + 8 µs = 36 µs/Slaveteilnehmer
Als ungefähre Zeit einer Nachricht ergibt sich für Beispiel 2:
TMC = 28 µs + Anzahl der Nettodaten (hier 4 * Position + 4 * Geschwindigkeit = 16 Byte + 16 Byte)
TMC = 28 µ + 32 µs = 60 µs/Slaveteilnehmer
TMC = Zeit eines Nachrichtenzyklus
(Aufforderungstelegramm + TSDR + Antwort vom Slave)
TBC = Zeit eines Buszyklus; ergibt sich aus der Addition der Nachrichtenzyklen. Bei Multi-Masterbetrieb sind die
einzelnen Buszyklen zu addieren und pro Master noch jeweils ein FDL_Request_Telegramm (zum Erkennen eines
neuen aktiven Teilnehmers) und ein Tokentelegramm zu berücksichtigen. Als zusätzliche Zeit für die Berechnung
ergibt sich für
1. das Tokentelegramm (3 Zeichen + Tid1 [75 TBit]) eine ungefähre Zeit von 3 µs + 6 µs = 9 µs
2. den FDL_Reques_Status (6 Zeichen + Tid1 [75 TBit]) eine ungefähre Zeit von 6 µs + 6 µs = 12 µs
Als ungefährer Buszyklus ergibt sich gemäß vorherigem Beispiel 1.
TBC = (36 µs * 1 Slave) + 12 µs + 9 µs = 57 µs
Die Systemreaktionszeit des Masters ist allerdings wesentlich höher.
Für eine Überschlagsberechnung kann der Einfachheit halber folgendes angenommen werden:
Um ein Zeichen mit 12.000 kBit/s zu übertragen, wird ein Grundaufwand von 28 µs + ca. 1 µs pro zu übertragen-
des Nettodatum gebraucht. Eine genaue (allerdings etwas aufwendigere) Berechnung der Übertragungszeiten ist
der Norm IEC 61158 zu entnehmen.
Die Sensor Ein- Ausgangsbytes werden entsprechend dem folgenden Telegramm-Schema übertragen.
Standard-Telegramm 81:
Wort Nummer 1 2 3 4 5 6
Ausgabewert ZSW2 G1_ZSW1 G1_XIST1 G1_XIST2
1 Positionswert aus der GSD ausgewählt
Wort Nummer 1 2
Eingabewert STW2 G1_STW1
WortNummer1 2 345678
Ausgabewert ZSW2 G1_ZSW1 G1_XIST1 G1_XIST2 Position 1

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4 Übertragung der Daten im Data_Exchange (Fortsetzung)
N Positionswerte ausgewählt (N >1)
(Im FMM-Modul nur Position ist die Nachricht identisch aufgebaut, wobei N = 4 ist)
1*Position und 1*Geschwindigkeit ausgewählt
Wort Nummer 1 2
Eingabewert STW2 G1_STW1
WortNummer 1 2 345678 bis((N*2)-1)+6(N*2)+6
Ausgabewert ZSW2 G1_ZSW1 G1_XIST1 G1_XIST2 Position 1 Position N
WortNummer 1 2 345678910
Ausgabewert ZSW2 G1_ZSW1 G1_XIST1 G1_XIST2 Position 1 Geschw. 1
N*Positionen und N*Geschwindigkeiten ausgewählt (N > 1)
(Im FMM-Modul Position und Geschwindigkeit ist die Nachricht identisch aufgebaut, wobei N = 4 ist)
Wort Nummer 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 bis ((N*4)-3)+6 ((N*4)-2)+6 ((N*4)-1)+6 (N*4)+6
Ausgabewert ZSW2 G1_ZSW1 G1_XIST1 G1_XIST2 Position 1 Geschw. 1 Position N Geschw. N
Wort Nummer 1 2
Eingabewert STW2 G1_STW1
Wort Nummer 1 2
Eingabewert STW2 G1_STW1

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Abkürzung Kurzbeschreibung Beschreibung
STW2 Kontroll Wort 2 Bit 0-11 nicht verwendet
Bit 12-15 Masterlebenszeichen
4-Bit-Zähler, linksbündig.
Die Master-Applikation startet das Master-Lebenszeichen bei einem
beliebigen Wert zwischen 1 und 15. Der Zähler wird vom Master in jedem
Master-Applikations-Zyklus inkrementiert. Der Wertebereich umfasst 1 bis
15, der Wert 0 zeigt einen Fehler an und wird im fehlerfreien Betrieb
übersprungen.
G1_STW1 Sensor 1 Kontroll Wort Bit 0 – 10 reserviert
Bit 11, Bit 12 (offset)
Definition:
AV1: aktueller Positionswert: Interner Messwert der Position beim Setzen
von Bit 11, Bit 12
AVn: aktueller Positionswert: Interner Messwert der Position zu jedem
anderen Zeitpunkt
Out: Ausgabewert: Positionswert nach Offsetkorrektur
PV: Presetwert: Parameter P2000 des Encoder-Profils
OV: Offsetwert: Intern berechneter Offset
Bit 11 und 12 des Sensor Kontroll Wortes (G1_STW) sind flankengetriggerte
Signale zum Aktivieren der internen Offsetberechnung. Flankengetriggert
bedeutet, die Berechnung des Offsets wird nur einmal aktiviert, wenn Bit 11
und/oder Bit 12 ihren Zustand ändern.
Der Ausgabewert berechnet sich immer wie folgt: Outn = AVn + OV
Die verschiedenen Methoden berechnen den Offset wie folgt:
Normal Mode Bit 12 = 0
Absolut Mode Bit 11 = 0, Bit 12 = 1: OV= PV - AV1
Relativ Mode Bit 11 = 1, Bit 12 = 1
Bild 4-1: Offsetberechnung
Bit 13 Übertragung Istwert 2 anfordern
Zusätzliche Übertragung des Istwertes in G1_XIST2 anfordern. In der
aktuellen Version wird der zusätzliche Istwert generell übertragen.
Bit 14 Geber parken
Wenn dieses Bit gesetzt ist, werden keine Fehlermeldungen über die
Diagnose ausgegeben.
Bit 15 Quittieren Geberfehler
Durch setzen dieses Bits wird ein Geberfehler quittiert/zurück gesetzt.
4 Übertragung der Daten im Data_Exchange (Fortsetzung)
Beschreibung der Status- und Steuerwörter

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4 Übertragung der Daten im Data_Exchange (Fortsetzung)
Tabelle 4-2: Fehlercodes in G1_XIST2
4.1 Datenformat für Position und Geschwindigkeit
Die aktuellen Daten des Wegaufnehmers werden als Datentyp DWORD (Position, Geschwindigkeit) bereitgestellt.
Aufbau der Daten pro DWORD:
Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3
Position / Geschwindigkeit
LSB MSB
Beschreibung der Fehlercodes in G1_XIST2
Tabelle 4-1: Status- und Steuerwörter
G1_XIST2 (Wert) Kurzbeschreibung Beschreibung
0x00000001 Sensorfehler Fehler bei der Verarbeitung des Wegaufnehmersignals, welches
ungültigen Wert G1_XIST1 zur Folge hat.
0x00000f01 Kommando wird nicht
unterstützt Fehler wegen einer nicht unterstützten optionalen Funktion (z.B. Referenzpunktsuche)
0x00000f02 Lebenszeichenfehler Der Lebenszeichenzähler des Masters hat mehr als die angegebenen
Fehler gezeigt.
0x00000f04 Synchronisationsfehler Im Isochrone Mode war es dem Sensor nicht möglich sich
aufzusynchronisieren.
Abkürzung Kurzbeschreibung Beschreibung
ZSW2 Status Wort 2 Bit 0 - 11 nicht verwendet
Bit 12 - 15 Slavelebenszeichen
4-Bit-Zähler, linksbündig
Die Slave-Applikation startet das Slave-Lebenszeichen bei einem beliebigen
Wert zwischen 1 und 15 nach erfolgreicher Synchronisation auf den Takt.
Der Zähler wird vom Slave in jedem DP-Zyklus inkrementiert. Der
Wertebereich umfasst 1 bis 15, der Wert 0 zeigt einen Fehler an und wird im
fehlerfreien Betrieb übersprungen.
G1_ZSW1 Sensor 1 Kontroll Wort
Bit 0 – 10 reserviert
Bit 11 Quittierung Geber-Fehler in Bearbeitung
Wird gesetzt, wenn das Rücksetzen eines Fehlers nach Quittierung länger
als einen Buszyklus andauert.
Bit 12 Bestätigung Preset setzen / Wert schieben
Bestätigung für das Setzen eines Offsets.
Bit 13 Bestätigung Übertragung Istwert 2
Ist unabhängig von Bit 13 in G1_STW, der Encoder überträgt den
Absolutwert in G1_XIST2.
Bit 14 Bestätigung Geber parken.
Bestätigung Geber parken: Geber gibt keine Fehlermeldungen aus.
Bit 15 Geber-Fehler
Zeigt einen Geber-Fehler an. Fehlercode wird in G1_XIST2 ausgegeben.
G1_XIST1 Sensor 1 aktuelle
Position 1 Rohwert des 1. Positionsgebers
G1_XIST2 Sensor 1 aktuelle Position 2/
Fehleranzeige
G1_XIST2 zeigt den Rohwert bzw. bei gesetztem Preset den Preset
behafteten Positionswert an. Bei Auftreten eines Geberfehlers wird anstelle
des Rohwertes des 1. Positionsgebers der Fehlercode angezeigt.

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5 Konfiguration des Knotens
5.1 Anzahl Positionsgeber
Die Anzahl der Positionsgeber wird
über die einzelnen Module der
GSD-Datei ausgewählt. Bei den
Einstellungen mit fester Anzahl
Positionsgeber erwartet der Weg-
aufnehmer die angegebene Anzahl
Positionsgeber, bevor er fehlerfrei
starten kann. Die Funktionalität des
FMM-Modus wird in Kapitel 6.1.3.1
Beschreibung FMM-Mode kurz
beschrieben.
5.2 Allgemeine Einstellungen
5.2.1 Erweiterte Diagnose
Bei vielen älteren Profibus Mastern
kann die volle Anzahl der
Diagnosebytes (80 Bytes
Standarddiagnose) zu Problemen
führen, da die Master nicht die
volle Anzahl der Diagnosebytes
verarbeiten können. Es besteht die
Möglichkeit, nur eine verkürzte
Diagnose mit 16 Bytes zu senden.
Die Umstellung der Diagnose wird
im jeweiligen GSD-Modul vorge-
nommen.
Bild 5-1: Wahl des GSD-Moduls
Bild 5-2: Erweiterte Diagnose

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5 Konfiguration des Knotens (Fortsetzung)
5.2.2 Max. tolerierte Anzahl
Fehler Lebenszeichen
Mit diesem Parameter wird die
maximal zulässige Anzahl aufein-
ander folgender Ausfälle des
Masterlebenszeichens festgelegt,
nur für DP-V2 taktsynchronen Be-
trieb relevant.
Bild 5-3: Anzahl Fehler Lebenszeichenzähler
5.3 Positionseinstellungen
5.3.1 Messrichtung
Der Parameter „Messrichtung“
bestimmt, ob der Minimalwert oder
der Maximalwert sich an der
Steckerseite des Wegaufnehmers
befindet.
Bild 5-4: Messrichtung

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5 Konfiguration des Knotens (Fortsetzung)
5.3.2 Klasse 4 Funktionalität
Die Klasse 4 Funktionalitäten
„Messrichtung“, „Offset Kontrolle
G1_XIST1“ und „Skalierungsfunkti-
on“ können alle gleichzeitig mit
diesem Parameter ein- und ausge-
schaltet werden. Wenn diese
Funktionalität eingeschaltet ist,
beeinflussen die Parameter
„Messrichtung“ und „Offset Kon-
trolle G1_XIST1“ direkt die
Positionswerte in G1_XIST1 und
G1_XIST2.
In G1_XIST2 wird der Positions-
wert immer mit Offsetberechnung
angezeigt.
Bild 5-5: Klasse 4 Funktionalität
5.3.3 Offset Kontrolle G1_XIST1
Mit diesem Parameter besteht die
Möglichkeit, den aktuellen
G1_XIST1 mit zu berücksichtigen
oder den Absolutwert auszugeben.
Bild 5-6: Offset Kontrolle

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5 Konfiguration des Knotens (Fortsetzung)
5.3.4 Skalierungsfunktion
Bei ausgeschaltetem Parameter,
arbeitet der Wegaufnehmer mit
1 µm Auflösung pro Bit (LSB) und
der physikalisch maximal mögli-
chen Messlänge in µm. Das glei-
che Verhalten wird erzielt, wenn
die beiden Parameter
„Messschritte [0.001 nm]“ und
„Messbereich in Messschritten“
auf 0 gesetzt werden (Default).
Bild 5-7: Skalierungsfunktion
5.3.5 Auflösung
Mit diesen Parametern kann die
auszugebende Auflösung der
Wegaufnehmer eingestellt werden.
Die Parameter „Schrittweite“ und
„Messbereich in Messschritten“
sind die Auflösungsparameter.
Die Auflösung wird nur aktiviert,
wenn „Klasse 4 Funktionalität“
und „Skalierungsfunktion“ einge-
schaltet sind.
Der Datenbereich für beide Werte
ist Unsigned32, d.h. Werte von 20
bis 232 (0 – 4294967295) sind mög-
lich. Wenn beide Werte auf 0 ste-
hen (Standardeinstellung) wird für
die Schrittweite der Wert 1000 und
für den Messbereich in Mess-
schritten die Nennlänge in µm im
Wegaufnehmer verrechnet.
5.3.5.1 Schrittweite
Dieser Parameter definiert die
Messschritte, die ausgegeben
werden sollen.
Die Messschritte werden in nm
(0,001 µm) angegeben.
Beispiel: Um eine Auflösung pro
LSB von 2 µm zu bekommen,
muss der Wert auf 2000 gesetzt
werden. Bild 5-8: Schrittweite

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5 Konfiguration des Knotens (Fortsetzung)
5.3.5.2 Messbereich in
Messschritten
Dieser Parameter bezieht sich auf
die eingegebene Schrittweite und
bestimmt im Zusammenspiel mit
diesem die maximal ausgegebene
Messlänge.
Beispiel: Bei einem 500 mm Weg-
aufnehmer und Einstellung der
Schrittweite auf 2000 bedeutet
dies:
Messbereich in Messschritten =
250000 => am Ende des Wegauf-
nehmers wird der Wert 250000
ausgegeben und dieser muss mit
der Schrittweite multipliziert wer-
den, damit man auf die tatsächlich
gemessene Länge kommt.
Formel: Weg [nm] = ((Messbereich
in Messschritten * Messschritte) /
Wegaufnehmer Länge [nm])
*Positionswert * Messschritte
Bild 5-9: Messbereich in Messschritten
5.3.6 Arbeitsbereiche
Können über den azyklischen Ka-
nal und die jeweilige Parameter
Nummer eingestellt werden (PNU
2000 – 2003) ➥➥
➥➥
➥Tabelle 7-10. Mit
dem Parameter 971 können diese
Daten nicht flüchtig gespeichert
werden.
5.3.7 Diagnosezeit für FMM-
Modus
Mit diesem Parameter kann im
FMM-Modus die Zeit eingestellt
werden, für die eine Diagnose
anstehen soll, wenn sich die An-
zahl der Positionsgeber ändert.
Dieser Wert lässt sich im Bereich
von 0 – 255 einstellen. Die Zeit für
das Anstehen der Diagnose be-
rechnet sich wie folgt: Wert für
Diagnosezeit * 4 ms, es kann also
ein Bereich von 4 ms – 1022 ms
abgedeckt werden. Der Bereich
unterhalb 35 ms hat keine Auswir-
kung, da der Wegaufnehmer diese
Zeit mindestens benötigt um einen
neuen gültigen Positionswert aus-
zugeben, nachdem sich die Anzahl
geändert hat.
Bild 5-10: Diagnosezeit für FMM-Modus

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5 Konfiguration des Knotens (Fortsetzung)
5.4 Geschwindigkeitseinstel-
lungen
5.4.1 Auflösung
Die Angabe der Schritte bezieht
sich auf die eingestellte „Schritt-
weite [0,001 µm]“.
Wenn man bei der Schrittweite
z.B. 2000 einstellt und bei der
Geschwindigkeitsauflösung Schrit-
te/10 ms wählt, erhält man eine
Geschwindigkeitsauflösung von
2000 * 0,001 µm / 10 ms = 0,2 µm/ms
= 0,2 mm/s pro LSB.
5.4.2 Schaltpunkte
Können über den azyklischen Ka-
nal und die jeweilige Parameter
Nummer eingestellt werden (PNU
2000 – 2003) ➥➥
➥➥
➥Tabelle 7-10. Mit
dem Parameter 971 können diese
Daten nicht flüchtig gespeichert
werden.
Bild 5-11: Einstellen der Geschwindigkeitsauflösung

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6 Inbetriebnahme
6.1 Quellen
Die folgenden Beispiele sind auch
als komplettes S7 Projekt auf An-
frage über Balluff
([email protected]) erhältlich.
6.2 Programmierung zyklischer
Verkehr (DP-V0)
6.2.1 Projektierung STEP7
Software
Die Inbetriebnahme des Wegauf-
nehmers wird im folgenden am
Beispiel des Projektierungstools
STEP7 (V5.3 + SP2) und der CPU
412-1 (mit integrierter Profibus-
Schnittstelle) dargestellt.
6.2.2 Einlesen der GSD-Datei
Um den BTL5-T im Hardwarekonfi-
gurator von Step7 verwenden zu
können, muss die GSD-Datei über
den Menüpunkt 'Extras' -> 'Neue
GSD installieren' in das System
importiert werden. Bei einem Up-
date der GSD-Datei ist sicherzu-
stellen, dass keine Anwendung die
GSD-Datei im Augenblick verwen-
det, da sonst das System die Da-
tei nicht austauschen kann.
➥➥
➥➥
➥Bild 6-1
Bild 6-1: Neue GSD-Datei installieren und Kataloginhalt aktualisieren
Bild 6-2: BTL5-T mit Drag&Drop dem Netzwerk hinzufügen
6.2.3 Projektierung des
Wegaufnehmers
Nach dem Import befindet sich der
BTL5-T im Hardwarekatalog in fol-
gendem Pfad:
PROFIBUS-DP\Weitere FELD-
GERÄTE\Encoder\Linear\Absolute\
BTL5-T110. ➥➥
➥➥
➥Bild 6-2

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6 Inbetriebnahme (Fortsetzung)
6.2.4 Wahl des Moduls
In einem zweiten Schritt erfolgt die
Zuordnung der Funktionsmodule
zum Gerät. Hierzu ist das Gerät in
der grafischen Darstellung zu se-
lektieren. Im Anschluss ist das
gewünschte Modul aus dem
Hardwarekatalog über Drag&Drop
in die tabellarische Geräte-
konfiguration einzutragen.
➥➥
➥➥
➥Bild 6-3
Bild 6-3: Modulwahl aus der GSD
Bild 6-4: Parametrierung
6.2.5 Parametrierung
Durch Doppelklick auf das Modul
in der tabellarischen Darstellung
der Gerätekonfiguration wird der
entsprechende Dialog für die
Parametrierung aufgerufen.
➥➥
➥➥
➥Bild 6-4

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6 Inbetriebnahme (Fortsetzung)
Die Parametrierung des BTL wird
auf der Karteikarte 'Parametrieren'
vorgenommen.
➥➥
➥➥
➥Bild 6-5
Bild 6-5: Karteikarte Parametrieren
Je nach gewähltem Modul kann
sich die dargestellte Parameterzahl
unterscheiden. Per Default ist das
BTL auf eine Auflösung von 1 µm
pro LSB und die maximale
Messlänge in µm eingestellt. Die
Geschwindigkeitsauflösung ist auf
0,1 mm/s eingestellt.
Im Unterordner Hex-Parametrierung
ist die hexadezimale Darstellung
der Parameterdaten möglich. Diese
Funktion wird normalerweise je-
doch nicht benötigt und dient le-
diglich zum direkten Vergleich der
Parameterdaten mit den in diesem
Handbuch wiedergegebenen
Parametertabellen.
➥➥
➥➥
➥Bild 6-6
Bild 6-6: Hexadezimale Darstellung der Parameterdaten

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6 Inbetriebnahme (Fortsetzung)
6.3 Programmierung
azyklische Dienste (DP-V1)
6.3.1 Einleitung DP-V1
Profibus bietet neben dem zykli-
schen Datenverkehr auch die azy-
klischen Dienste an, die im DP-V1
beschrieben werden. Die Tele-
grammstruktur für DP-V1 ist modu-
lar ausgelegt. Adressiert werden
die Daten als „Slot Nummer“ und
als „Index“. Die „Slot Nummer“
gibt dabei das Modul an, und der
Index adressiert einen Datensatz
innerhalb dieses Moduls. Die Para-
meter im Wegaufnehmer werden
alle über Slot 0 Index 47 angespro-
chen, ausgenommen davon sind
die I&M Parameter (➥➥
➥➥
➥Seite 45), die
über Slot 0 Index 255 angespro-
chen werden.
6.3.1.1 Dienste
Bei den Diensten unterscheidet
man zwischen Master Klasse 1-/
Slave-Funktionen (MSAC_C1) und
Master Klasse 2-/Slave Funktionen
Funktion Master-SAP Slave-SAP Dienste
MSAC_C1 51 51 Read, Write
MSAC_C2 50 49 Initiate.req
MSAC_C2 50 0...48 Abort, Read, Write
(MSAC_C2).
Folgende Dienste sind im Wegauf-
nehmer implementiert:
MSAC_C1 (Master-Slave azyklische
Kommunikation, Klasse 1)
– Datensatz eines Slaves lesen
(Read)
– Datensatz eines Slaves schrei-
ben (Write)
MSAC_C2 (Master-Slave azyklische
Kommunikation, Klasse 2)
– Initiate (Verbindung zum Slave
aufbauen)
– Datensatz eines Slaves lesen
(Read)
– Datensatz eines Slaves schrei-
ben (Write)
– Abort (Verbindung zum Slave
aufheben)
Die für DP-V1 neu zugeordneten
SAPs sind für Klasse-1-Master und
Klasse-2-Master verschieden. In
nachfolgender Tabelle sind die Zu-
ordnungen der einzelnen SAPs zu
den Diensten aufgezeigt.
Da der Datenverkehr bei der
MSAC_C1-Kommunikation im zykli-
schen Datenverkehr überwacht wird,
ist der Verbindungsaufbau/-abbau
über Initiate/Abort wie bei MSAC_C2-
Verbindungen nicht notwendig. Fehler
im zyklischen Datenverkehr wirken
sich auch auf den azyklischen Daten-
verkehr aus und umgekehrt.
Nachdem ein Klasse-1-Master im
„Set_Prm-Telegramm“ den erwei-
terten Mode eingeschaltet hat,
kann er im „Data_Exchange“ über
den SAP 51 mit einem Slave kom-
munizieren. Nach „Leave_Master“
ist der SAP 51 wieder deaktiviert.
Es ist zu beachten, dass die SAP
50 und 51 erst im Datenaustausch
freigegeben werden.
Tabelle 6-1: Zuordnung der SAPs für den zyklischen Datenverkehr DP-V1
Bild 6-7: Prinzipielles Kommunikationsschema beim azyklischen Datenaustausch (Beispiel (Read))