Balluff BTL6-U101-M****-A-S4 series User manual

BTL6-U101-M _ _ _ _ -A/B/Y/Z-S4
deutsch Betriebsanleitung
english User’s guide
français Notice d’utilisation
italiano Manuale d’uso
español Manual de instrucciones

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BTL6-U101-M _ _ _ _ -A/B/Y/Z-S4
Betriebsanleitung
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BTL6-U101-M_ _ _ _-A/B/Y/Z-S4
Magnetostriktives Positionsmesssystem – Bauform Stab
1 Benutzerhinweise 5
1.1 Gültigkeit 5
1.2 Verwendete Symbole und Konventionen 5
1.3 Lieferumfang 5
1.4 Zulassungen und Kennzeichnungen 5
1.5 Verwendete Abkürzungen 5
2 Sicherheit 6
2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung 6
2.2 Allgemeines zur Sicherheit 6
2.3 Bedeutung der Warnhinweise 6
2.4 Entsorgung 6
3 Aufbau und Funktion 7
3.1 Aufbau 7
3.2 Funktion 7
3.3 Anzahl Positionsgeber 7
4 Einbau und Anschluss 8
4.1 Einbauvarianten 8
4.2 Einbau vorbereiten 8
4.3 BTL einbauen 9
4.3.1 Einbauempfehlung für Hydraulikzylinder 9
4.4 Elektrischer Anschluss 10
4.5 Kabelverlegung 10
5 Inbetriebnahme 11
5.1 System in Betrieb nehmen 11
5.2 Hinweise zum Betrieb 11
6 IO-Link-Schnittstelle 12
6.1 Grundwissen IO-Link 12
6.2 Device-Spezifikation 13
6.2.1 Kommunikationsparameter 13
6.2.2 Übertragungszeiten 13
6.3 Prozessdaten (PD) 14
6.4 Identifikationsdaten 14
6.5 System Command 15
6.6 Parameterdaten 15
6.6.1 Device Access Locks 16
6.6.2 Profile Characteristic 16
6.6.3 PD Input Descriptor 16
6.6.4 Application Specific Tag 16
6.6.5 Nullpunkt-Offset 16
6.6.6 Event Configuration 16
6.6.7 Temperature 17
6.6.8 IO Link Variant config 17
6.6.9 Output Charakteristic 18
6.6.10 Magnet Mode 18
6.6.11 PD In Mapping 18
6.7 Diagnosedaten 19

4deutsch
BTL6-U101-M_ _ _ _-A/B/Y/Z-S4
Magnetostriktives Positionsmesssystem – Bauform Stab
7 Technische Daten 20
7.1 Genauigkeit 20
7.2 Umgebungsbedingungen 20
7.3 Spannungsversorgung (extern) 20
7.4 IO-Link-Schnittstelle 20
7.5 Maße, Gewichte 20
8 Zubehör 21
8.1 Positionsgeber 21
8.2 Befestigungsmutter 21
8.3 Steckverbinder 22
9 Typenschlüssel 23
10 Anhang 24
10.1 Umrechnung Längeneinheiten 24
10.2 Typenschild 24

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1.1 Gültigkeit
Diese Anleitung beschreibt Aufbau, Funktion und Einstell-
möglichkeiten des magnetostiktiven Positionsmesssys-
tems BTL mit IO-Link-Schnittstelle. Sie gilt für die Typen
BTL6-U101-M_ _ _ _-A/B/Y/Z-S4 (siehe Typenschlüssel
auf Seite23).
Die Anleitung richtet sich an qualifizierte Fachkräfte. Lesen
Sie diese Anleitung, bevor Sie das BTL installieren und
betreiben.
1.2 Verwendete Symbole und Konventionen
Einzelne Handlungsanweisungen werden durch ein
vorangestelltes Dreieck angezeigt.
►Handlungsanweisung 1
Handlungsabfolgen werden nummeriert dargestellt:
1. Handlungsanweisung 1
2. Handlungsanweisung 2
Hinweis, Tipp
Dieses Symbol kennzeichnet allgemeine
Hinweise.
1.3 Lieferumfang
– BTL
– Kurzanleitung
IO-Link-Spezifikation
BTL6-U101-… ist die Standardvariante (siehe
Kapitel6.2.1 auf Seite13).
Die Gerätevarianten BTL6-U100-… bis
BTL6-U107-… (siehe Kapitel6.3 auf Seite14)
können vom Anwender konfiguriert werden
(siehe Kapitel6.6.8 auf Seite17).
Die Positionsgeber sind in unterschiedlichen
Bauformen lieferbar und deshalb gesondert zu
bestellen.
1.4 Zulassungen und Kennzeichnungen
UL-Zulassung
File No.
E227256
US-Patent 5923164
Das US-Patent wurde in Verbindung mit diesem Produkt
erteilt.
Mit dem CE-Zeichen bestätigen wir, dass
unsere Produkte den Anforderungen der
aktuellen EMV-Richtlinie entsprechen.
Das BTL erfüllt die Anforderungen der folgenden Produkt-
norm:
– EN 61326-2-3 (Störfestigkeit und Emission)
Emissionsprüfungen:
– Funkstörstrahlung
EN 55011
Störfestigkeitsprüfungen:
– Statische Elektrizität (ESD)
EN 61000-4-2 Schärfegrad 3
– Elektromagnetische Felder (RFI)
EN 61000-4-3 Schärfegrad 3
– Schnelle transiente Störimpulse
(Burst)
EN 61000-4-4 Schärfegrad 3
– Stoßspannungen (Surge)
EN 61000-4-5 Schärfegrad 2
– Leitungsgeführte Störgrößen, indu-
ziert durch hochfrequente Felder
EN 61000-4-6 Schärfegrad 3
– Magnetfelder
EN 61000-4-8 Schärfegrad 4
Nähere Informationen zu Richtlinien, Zulas-
sungen und Normen sind in der Konformitätser-
klärung aufgeführt.
1.5 Verwendete Abkürzungen
FMM Flexible Magnet Mode
IODD IO-Device-Description
PD Process data (Prozessdaten)
PDV Process data variable (Prozessdatenvariable)
1 Benutzerhinweise
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Magnetostriktives Positionsmesssystem – Bauform Stab

6deutsch
2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung
Das magnetostriktive Positionsmesssystem BTL bildet
zusammen mit einer Maschinensteuerung (z. B. SPS) und
einem IO-Link-Master ein Wegmesssystem. Es wird zu
seiner Verwendung in eine Maschine oder Anlage einge-
baut und ist für den Einsatz im Industriebereich vorgese-
hen. Die einwandfreie Funktion gemäß den Angaben in
den technischen Daten wird nur mit original Balluff Zubehör
zugesichert, die Verwendung anderer Komponenten
bewirkt Haftungsausschluss.
Das Öffnen des BTL oder eine nichtbestimmungsgemäße
Verwendung sind nicht zulässig und führen zum Verlust
von Gewährleistungs- und Haftungsansprüchen gegen-
über dem Hersteller.
2.2 Allgemeines zur Sicherheit
Die Installation und die Inbetriebnahme darf nur durch
geschulte Fachkräfte mit grundlegenden elektrischen
Kenntnissen erfolgen.
Eine geschulte Fachkraft ist, wer aufgrund seiner fachli-
chen Ausbildung, seiner Kenntnisse und Erfahrungen
sowie seiner Kenntnisse der einschlägigen Bestimmungen
die ihm übertragenen Arbeiten beurteilen, mögliche Gefah-
ren erkennen und geeignete Sicherheitsmaßnahmen treffen
kann.
Der Betreiber hat die Verantwortung, dass die örtlich
geltenden Sicherheitsvorschriften eingehalten werden.
Insbesondere muss der Betreiber Maßnahmen treffen,
dass bei einem Defekt des BTL keine Gefahren für Perso-
nen und Sachen entstehen können.
Bei Defekten und nichtbehebbaren Störungen des BTL ist
dieses außer Betrieb zu nehmen und gegen unbefugte
Benutzung zu sichern.
2.3 Bedeutung der Warnhinweise
Beachten Sie unbedingt die Warnhinweise in dieser
Anleitung und die beschriebenen Maßnahmen zur
Vermeidung von Gefahren.
Die verwendeten Warnhinweise enthalten verschiedene
Signalwörter und sind nach folgendem Schema aufgebaut:
SIGNALWORT
Art und Quelle der Gefahr
Folgen bei Nichtbeachtung der Gefahr
►Maßnahmen zur Gefahrenabwehr
Die Signalwörter bedeuten im Einzelnen:
ACHTUNG
Kennzeichnet eine Gefahr, die zur Beschädigung oder
Zerstörung des Produkts führen kann.
GEFAHR
Das allgemeine Warnsymbol in Verbindung mit dem
Signalwort GEFAHR kennzeichnet eine Gefahr, die
unmittelbar zum Tod oder zu schweren Verletzungen
führt.
2.4 Entsorgung
►Befolgen Sie die nationalen Vorschriften zur Entsor-
gung.
2 Sicherheit
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Magnetostriktives Positionsmesssystem – Bauform Stab

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0.5 Ø 25
71
12.8
25
60
Ø 10.2
45
46
3.1 Aufbau
Elektrischer Anschluss: Der elektrische Anschluss ist
über eine Steckverbindung ausgeführt (siehe Typenschlüssel
auf Seite 23).
Gehäuse: Aluminiumgehäuse, in dem sich die Auswerte-
elektronik befindet.
Befestigungsgewinde: Es wird empfohlen, das BTL am
Befestigungsgewinde zu montieren:
– BTL6-…-A/B: M18×1.5
– BTL6-…-Y/Z: 3/4"-16UNF
Das BTL mit Ø10,2mm besitzt am Stabende ein zusätz-
liches Gewinde zum Abstützen bei großen Nennlängen.
Positionsgeber: Definiert die zu messende Position auf
dem Wellenleiter. Positionsgeber sind in unterschiedlichen
Bauformen lieferbar und gesondert zu bestellen (siehe
Zubehör auf Seite21).
Nennlänge: Um das BTL optimal an die Anwendung
anzupassen, sind Stäbe mit einer Nennlänge von 25 mm
bis 4572 mm lieferbar.
Dämpfungszone: Messtechnisch nicht nutzbarer Bereich
am Stabende, der überfahren werden darf.
3.2 Funktion
Im BTL befindet sich der Wellenleiter, geschützt durch ein
Edelstahlrohr. Entlang des Wellenleiters wird ein Positions-
geber bewegt. Dieser Positionsgeber ist mit dem Anlagen-
bauteil verbunden, dessen Position bestimmt werden soll.
Der Positionsgeber definiert die zu messende Position auf
dem Wellenleiter.
Ein intern erzeugter INIT-Impuls löst in Verbindung mit dem
Magnetfeld des Positionsgebers eine Torsionswelle im Wel-
lenleiter aus, die durch Magnetostriktion entsteht und mit
Ultraschallgeschwindigkeit fortschreitet.
Die zum Ende des Wellenleiters laufende Torsionswelle
wird in einer Dämpfungszone absorbiert. Die zum Anfang
des Wellenleiters laufende Torsionswelle erzeugt in einer
Abnehmerspule ein elektrisches Signal. Aus der Laufzeit
der Welle wird die Position bestimmt. Der Messwert wird
als 32-Bit-Wert mit Vorzeichen relativ zum Nullpunkt
ausgegeben.
3.3 Anzahl Positionsgeber
Der Betrieb ist mit einem oder zwei Positionsgebern
möglich, wobei die Anzahl fest eingestellt oder flexibel
gehandhabt werden kann (siehe Magnet Mode auf
Seite18).
3 Aufbau und Funktion
Bild 3-1: BTL6-…, Aufbau und Funktion
1) Nicht nutzbarer Bereich
2) Nicht im Lieferumfang enthalten
1)
BTL6-…-S4
Nennlänge =
Messbereich
Anlagefläche B: 30-1 mm
Z: 2"-0.04" Dämpfungszone
Gewinde
M4×4/6 tief
1)
Positionsgeber 2)
Gewindegröße
B: M18×1.5
Z: 3/4"-16UNF
1)
Anlagefläche A: 30-1 mm
Y: 2"-0.04"
Gewindegröße
A: M18x1.5
Y: 3/4"-16UNF
2)
Nullpunkt Endpunkt
Ausgangssignal mit steigender
Charakteristik:
Fehlersignal
100 %
0 %
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Magnetostriktives Positionsmesssystem – Bauform Stab

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4.1 Einbauvarianten
Nichtmagnetisierbares Material
min. Ø D21)
Positionsgeber
nichtmagnetisierbares Material
1) min. ØD2=Mindestdurchmesser der Bohrung (sieheTab. 4-1)
Bild 4-1: Einbauvariante in nichtmagnetisierbares Material
Magnetisierbares Material
Bei Verwendung von magnetisierbarem Material muss das
BTL durch geeignete Maßnahmen vor magnetischen
Störungen geschützt werden (z.B. Distanzring aus nicht-
magnetisierbarem Material, ausreichend Abstand zu
starken externen Magnetfeldern).
Distanzring aus nichtmagnetisierbarem
Material
Positionsgeber
min. Ø D21)
Distanzring aus nichtmagnetisierbarem
Material
Positionsgeber
1) min.ØD2=Mindestdurchmesser der Bohrung (sieheTab. 4-1)
Bild 4-2: Einbauvarianten in magnetisierbares Material
Stabdurchmesser Bohrungsdurchmesser D2
10,2mm mindestens 13mm
Tab. 4-1: Bohrungsdurchmesser bei Einbau in einen Hydraulik-
zylinder
4.2 Einbau vorbereiten
Einbauvariante: Für die Aufnahme des BTL und des
Positionsgebers empfehlen wir nichtmagnetisierbares
Material.
Waagerechte Montage: Bei waagerechter Montage mit
Nennlängen > 500 mm ist der Stab abzustützen und gege-
benenfalls am Ende anzuschrauben.
Hydraulikzylinder: Bei Einbau in einen Hydraulikzylinder
ist der Mindestwert für den Bohrungsdurchmesser des
Aufnahmekolbens sicherzustellen (sieheTab. 4-1).
Einschraubloch: Das BTL hat zur Befestigung ein
Gewinde M18×1.5 (nach ISO) oder 3/4"-16UNF (nach
SAE). Je nach Ausführung muss vor der Montage das
Einschraubloch gefertigt werden.
Bild 4-3: Einschraubloch M18x1.5 nach ISO6149 O-Ring15.4x2.1
Bild 4-4: Einschraubloch 3/4"-16UNF nach SAE J475
O-Ring15.3×2.4
Positionsgeber: Für das BTL stehen unterschiedliche
Positionsgeber zur Verfügung (siehe Zubehör auf
Seite21).
4 Einbau und Anschluss
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4Einbau und Anschluss (Fortsetzung)
4.3 BTL einbauen
ACHTUNG
Funktionsbeeinträchtigung
Unsachgemäße Montage kann die Funktion des BTL
beeinträchtigen und zu erhöhtem Verschleiß führen.
►Die Anlagefläche des BTL muss vollständig an der
Aufnahmefläche anliegen.
►Die Bohrung muss perfekt abgedichtet sein (O-Ring/
Flachdichtung).
►Einschraubloch mit Gewinde (gegebenenfalls Ansen-
kung für den O-Ring) gemäß Bild 4-3 bzw. Bild 4-4
herstellen.
►BTL mit dem Befestigungsgewinde in das Einschrau-
bloch eindrehen (Drehmoment max.100Nm).
►Positionsgeber (Zubehör) einbauen.
►Ab 500 mm Nennlänge: Der Stab ist abzustützen und
gegebenenfalls am Ende anzuschrauben.
Passende Muttern für das Befestigungsgewinde
sind als Zubehör erhältlich (siehe Seite21).
4.3.1 Einbauempfehlung für Hydraulikzylinder
Beim Abdichten der Bohrung mit einer Flachdichtung
verringert sich der max. Betriebsdruck entsprechend der
größeren druckbeaufschlagten Fläche.
Bei waagerechtem Einbau in Hydraulikzylinder (Nennlän-
gen>500mm) empfehlen wir, ein Gleitelement anzubrin-
gen, um das Stabende vor Verschleiß zu schützen.
Die Dimensionierung der Detaillösungen liegt in
der Verantwortung des Zylinderherstellers.
Der Werkstoff des Gleitelements muss auf den Belastungs-
fall, das eingesetzte Medium und die auftretenden Tempe-
raturen abgestimmt sein. Möglich sind z.B. Torlon, Teflon
oder Bronze.
Bild 4-5: Beispiel 1, BTL wird mit Gleitelement eingebaut
Das Gleitelement kann aufgeschraubt oder aufgeklebt
werden.
►Schraube gegen Lösen oder Verlieren sichern.
►Geeigneten Klebstoff auswählen.
Bild 4-6: Detailansicht und Draufsicht Gleitelement
Zwischen Gleitelement und Kolbenbohrung muss ein
ausreichend großer Spalt für den Durchfluss des Hydraulik-
öls verbleiben.
Möglichkeiten, den Positionsgeber zu fixieren:
– Schrauben
– Gewindering
– Einpressen
– Einkerbungen (Körnen)
Beim Einbau in Hydraulikzylinder darf der
Positionsgeber nicht auf dem Stab schleifen.
Das Loch im Distanzring muss für eine optimale Führung
des Stabes mit dem Gleitelement abgestimmt werden.
Bild 4-7: Fixierung Positionsgeber
Ein Beispiel für den Einbau des BTL mit einem Stützrohr ist
in Bild 4-8 auf Seite10 dargestellt.
Gleitelement
Positionsgeber
Kolbenstange
Stab
Gleitelement
Durchflussspalt
Gleitfläche
Positionsgeber
Fixierung Positionsgeber
Distanzring
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Bild 4-8: Beispiel2, BTL wird mit Stützrohr eingebaut
4.4 Elektrischer Anschluss
Pin BTL6-U…-S4
1 L+ (18…30V)
2 nicht belegt1)
3 L– (GND)
4 C/Q (Kommunikationsleitung)
1) Nicht belegte Adern können steuerungsseitig mit GND verbunden
werden, aber nicht mit dem Schirm.
Tab. 4-2: Pinbelegung Steckverbinder S4
1
2
3
4
Bild 4-9: Pinbelegung Steckverbinder S4 (Draufsicht auf Stecker
am BTL)
4Einbau und Anschluss (Fortsetzung)
4.5 Kabelverlegung
Definierte Erdung!
BTL und Schaltschrank müssen auf dem
gleichen Erdungspotenzial liegen.
Magnetfelder
Das Positionsmesssystem ist ein magnetostriktives Sys-
tem.
Auf ausreichenden Abstand des BTL und des Aufnahme-
zylinders zu starken externen Magnetfeldern achten.
Kabelverlegung
Kabel zwischen BTL, Steuerung und Stromversorgung
nicht in der Nähe von Starkstromleitungen verlegen (induk-
tive Einstreuungen möglich).
Kabel zugentlastet verlegen.
Kabellänge
Länge des Kabels max.20m. Längere Kabel sind einsetz-
bar, wenn durch Aufbau, Schirmung und Verlegung fremde
Störfelder wirkungslos bleiben.
Positionsgeber
(z.B. BTL-P-1028-15R)
Stützrohr aus nichtmagnetisierbarem Material
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5.1 System in Betrieb nehmen
GEFAHR
Unkontrollierte Systembewegungen
Bei der Inbetriebnahme und wenn das Positionsmess-
system Teil eines Regelsystems ist, dessen Parameter
noch nicht eingestellt sind, kann das System unkontrol-
lierte Bewegungen ausführen. Dadurch können Personen
gefährdet und Sachschäden verursacht werden.
►Personen müssen sich von den Gefahrenbereichen
der Anlage fernhalten.
►Inbetriebnahme nur durch geschultes Fachpersonal.
►Sicherheitshinweise des Anlagen- oder Systemher-
stellers beachten.
1. Anschlüsse auf festen Sitz und richtige Polung prüfen.
Beschädigte Anschlüsse tauschen.
2. System einschalten.
3. Messwerte und einstellbare Parameter prüfen und ggf.
das BTL neu einstellen.
Insbesondere nach dem Austausch des BTL
oder der Reparatur durch den Hersteller die
korrekten Werte prüfen.
5.2 Hinweise zum Betrieb
– Funktion des BTL und aller damit verbundenen Kom-
ponenten regelmäßig überprüfen.
– Bei Funktionsstörungen das BTL außer Betrieb neh-
men.
– Anlage gegen unbefugte Benutzung sichern.
5 Inbetriebnahme
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6.1 Grundwissen IO-Link
Allgemein
IO-Link integriert konventionelle und intelligente Sensoren
und Aktoren in Automatisierungssysteme und ist als
Kommunikationsstandard unterhalb der klassischen Feld-
busse vorgesehen. Die feldbusunabhängige Übertragung
nutzt bereits vorhandene Kommunikationssysteme (Feld-
busse oder Ethernet-basierte Systeme).
Die IO-Link-Devices, wie Sensoren und Aktoren, werden in
einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung über ein Gateway, den
IO-Link-Master, an das steuernde System angebunden.
Die IO-Link-Devices werden mit handelsüblichen unge-
schirmten Standard-Sensorkabeln angeschlossen.
Die Kommunikation basiert auf einem Standard-UART-
Protokoll mit einer 24-V-Pulsmodulation im Halb-Duplex-
Betrieb. Auf diese Weise ist eine klassische Drei-Leiter-
Physik möglich.
Protokoll
Bei der IO-Link-Kommunikation werden zyklisch fest
definierte Frames zwischen IO-Link-Master und IO-Link-
Device ausgetauscht. In diesem Protokoll werden sowohl
Prozess- als auch Bedarfsdaten, wie Parameter oder
Diagnosedaten, übertragen. Die Größe und Art des ver-
wendeten Frametyps und der verwendeten Zykluszeit
ergibt sich aus der Kombination von Master- und Device-
Eigenschaften (siehe Device-Spezifikation auf Seite13).
Zykluszeit
Die verwendete Zykluszeit (mastercycletime) ergibt sich
aus der minimal möglichen Zykluszeit des IO-Link-Devices
(mincycletime) und der minimal möglichen Zykluszeit des
IO-Link-Masters. Bei der Wahl des IO-Link-Masters ist zu
beachten, dass der größere Wert die verwendete Zyklus-
zeit bestimmt.
Protokollversion 1.0 / 1.1
In der Protokollversion 1.0 wurden die Prozessdaten
größer 2 Bytes über mehrere Zyklen verteilt übertragen.
Ab der Protokollversion 1.1 werden alle verfügbaren Pro-
zessdaten in einem Frame übertragen. Damit ist die Zyk-
luszeit (master cycle time) identisch zum Prozessdatenzyk-
lus.
Das BTL6-U101-… ist für die Protokollver-
sion1.1 ausgelegt. Wird das IO-Link-Device an
einem IO-Link-Master mit der Protokollver-
sion1.0 betrieben, entstehen längere Übertra-
gungszeiten (Prozessdatenzyklus ~ Anzahl
Prozessdaten × master cycle time).
Parameter-Management
In der Protokollversion 1.1 ist ein Parametermanager
definiert, der das Speichern von Device-Parametern auf
dem IO-Link-Master ermöglicht. Bei Austausch eines
IO-Link-Devices können die Parameterdaten des vorherin-
gen IO-Link-Devices übernommen werden. Die Bedienung
dieses Parametermanagers ist abhängig vom verwendeten
IO-Link-Master und sollte der zugehörigen Beschreibung
entnommen werden.
Alle Parameter, die für das Parameter-Manage-
ment im IO-Link-Master gespeichert werden,
sind in Tab. 6-5 entsprechend gekennzeichnet
(siehe Parameterdaten auf Seite15).
Device-Funktionen und Master-Gateway
Die Funktionen des BTL sind in den Kapiteln 6.2 bis 6.7
detailliert beschrieben. Wie die Umsetzung der Prozess-,
Parameter- und Diagnosedaten über das Mastergateway
implementiert ist, ist der Anleitung des IO-Link-Masters zu
entnehmen.
6 IO-Link-Schnittstelle
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6IO-Link Schnittstelle (Fortsetzung)
6.2 Device-Spezifikation
6.2.1 Kommunikationsparameter
In Tab. 6-1 ist die grundlegende IO-Link-Spezifikation der
Standardvariante BTL6-U101-… beschrieben.
Spezifikation IO-Link-Bezeichnung Wert
Übertragungsrate COM3 230,4kBaud
Minimale Zykluszeit Device mincycletime 0×0A (1ms)
Frame-Spezifikation:
– Anzahl Bedarfsdaten Preoperate
– Anzahl Bedarfsdaten Operate
– ISDU
M-Sequence Capability:
– M-Sequence Type Preoperate
– M-Sequence Type Operate
– ISDU supported
0×1B
2Byte
2Byte
unterstützt
IO-Link-Protokollversion Revision ID 0×11 (Version1.1)
Anzahl Prozessdaten vom Device zum Master ProcessDataIn 0×87 (8Byte)
Anzahl Prozessdaten vom Master zum Device ProcessDataOut 0×00 (0Bit)
Herstellerkennung Vendor ID 0×378
Gerätekennung Device ID 0×030201 (sieheTab. 6-8)
Tab. 6-1: Device-Spezifikation der Standardvariante BTL6-U101-…
Um die grundlegenden Kommunikationsparameter flexibel
an die Anwendung anzupassen, können auch andere
Gerätevarianten eingestellt werden (siehe Parameter IO
Link Variant config auf Seite17). Abweichende Einstel-
lungen sind der Tab. 6-8 zu entnehmen.
6.2.2 Übertragungszeiten
Die Übertragungsdauer der Prozessdaten des BTL hängt
maßgeblich vom verwendeten Master ab. Die maximal
mögliche Abfragefrequenz (Master Cycle Time) wird vom
Master bestimmt.
Um die volle Perfomance des BTL nutzen zu
können, muss ein IO-Link-1.1-fähiger Master
verwendet werden.
Wenn der verwendete Master die beim BTL eingestellte
minimale Zykluszeit (Min Cycle Time) unterstützt, kann die
Übertragungszeit wie folgt ermittelt werden:
– Übertragungszeit BTL an 1.0 Master = Anzahl PD ×
minCycleTime (8ms bei Standardvariante)
– Übertragungszeit BTL an 1.1 Master = minCycleTime
(1ms bei Standardvariante)
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6.3 Prozessdaten (PD)
Die Varianten des BTL6-U10_-… geben über die IO-Link-
Schnittstelle zyklisch ein oder mehrere Prozessdatenvaria-
blen (PDV) mit einstellbarem Inhalt aus. Eine Prozessdaten-
variable entspricht einer Geräteinformation und besteht
aus einem vorzeichenbehafteten 32-Bit-Wert.
Bei den verschiedenen Varianten können unterschiedlich
viele Informationen übertragen werden:
IO-Link-Variante Anzahl
Bytes
PDV-Anzahl
BTL6-U100-… / BTL6-U104-… 4 1
BTL6-U101-… / BTL6-U105-… 8 2
BTL6-U102-… / BTL6-U106-… 16 4
BTL6-U103-… / BTL6-U107-… 32 8
Tab. 6-2: Prozessdaten
Folgende Informationen können durch Verwendung des
Parameters PD In Mapping auf die Prozessdatenvariablen
gemappt werden:
– Position des 1. Positionsgebers
– Position des 2. Positionsgebers
– Geschwindigkeit des 1. Positionsgebers
– Geschwindigkeit des 2. Positionsgebers
– Differenz zwischen Positionsgeber 1 und 2
– Aktuelle Geräteinnentemperatur
6IO-Link Schnittstelle (Fortsetzung)
Im Fehlerfall, d.h. wenn keine gültigen Daten ausgegeben
werden können, wird die jeweilige Prozessdatenvariable
durch den Fehlerwert 0x7FFFFFFC ersetzt. Die Daten
werden mithilfe des PD Invalid Bit nur dann als ungültig
gekennzeichnet, wenn das Gerät überhaupt keine gültigen
Daten liefern kann.
Die IO-Link-Funktionalität PD Invalid Bit wird
von verschiedenen IO-Link-Mastern unter-
schiedlich behandelt (siehe Handbuch des
verwendeten Masters).
Postitionswerte
Die Ausgabe der Positionswerte und der Differenz erfolgt
mit der Ausgabeauflösung von 1μm pro Digit und stellt die
relative Position des Positionsgebers zum werksseitig
eingestellten Nullpunkt dar.
Die Messauflösung des BTL ist 5μm. Zwi-
schenwerte werden im Ausgabewert nicht
angezeigt.
Der werksseitig vorgegebene Nullpunkt kann über den
Parameter Nullpunkt-Offset innerhalb des Messbereichs
verschoben werden (siehe Parameterdaten auf Seite 15).
Geschwindigkeitswerte
Die Geschwindigkeitswerte werden mit einer Auflösung
von 0,5mm/s pro Digit ausgegeben. Die minimale Verfahr-
geschwindigkeit liegt bei 1mm/s.
Temperaturwerte
Ausgabe in 1°C
6.4 Identifikationsdaten
Index Subindex Parameter Größe Zugriff
0×0010 (1610) 0 Vendor Name 7 Byte Read Only
0×0011 (1710) 0 Vendor Text 15 Byte Read Only
0×0012 (1810) 0 Product Name max. 40 Byte Read Only
0×0013 (1910) 0 Product ID 12 Byte Read Only
0×0014 (2010) 0 Product Text 27 Byte Read Only
0×0015 (2110) 0 Serial Number max. 18 Byte Read Only
0×0016 (2210) 0 Hardware Revision 2 Byte Read Only
0×0017 (2310) 0 Firmware Revision 9 Byte Read Only
0×0700 (179210) 0 Order Name max. 40 Byte Read Only
0×0701 (179310) 0 Order Name 7 Byte Read Only
Tab. 6-3: Identifikationsdaten
BTL6-U101-M_ _ _ _-A/B/Y/Z-S4
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6IO-Link Schnittstelle (Fortsetzung)
6.5 System Command
Beim BTL sind verschiedene Befehle implementiert, die
über den Parameter System Command auf Index2, Subin-
dex0 erreicht werden können. Wird ein System Command
an das BTL übermittelt, löst der Befehl die gewünschte
Aktion aus, sofern dies im aktuellen Applikationszustand
zulässig ist.
Wert Bezeichnung Beschreibung
0x80 Device Reset BTL führt einen Neustart aus.
0x82 Factory Reset Alle Parameter (außer Index 0x55: IO Link Variant config) werden auf Werks-
einstellungen zurückgesetzt.
0xE0 Set Offset Value Übernimmt die aktuelle Position des 1. Positionsgebers, sodass an dieser
Stelle ab sofort 0 ausgegeben wird.
0xE1 Clear Offset Value to 0 Setzt den Offset auf den Wert 0 zurück.
Tab. 6-4: Systembefehle
6.6 Parameterdaten
Index Subindex Parameter Größe Zugriff Parameter
Management
0×000C (1210) 0 Device Access Locks (siehe Kap.6.6.1) 2 Byte Read/Write Ja
0×000D (1310) 0, 1, 2 Profile Characteristic (siehe Kap.6.6.2) 4 Byte Read Only Nicht verfügbar
0×000E (1410) 0 PD Input Descriptor (siehe Kap.6.6.3) 3 Byte Read Only Nicht verfügbar
0×0018 (2410) 0 Application Specific Tag (siehe Kap.6.6.4) 32 Byte Read/Write Ja
0×0051 (8110) 0, 1, 2, 3, 4 Event Configuration (siehe Kap.6.6.6) 1 Byte Read/Write Ja
0×0052 (8210) 0, 1, 2, 3, 4, 5 Temperature (siehe Kap.6.6.7) 5Byte Read Only Nicht verfügbar
0×0055 (8510) 0 IO Link Variant config (siehe Kap.6.6.8) 1Byte Read/Write Nein
0×00C1 (19310) 0 Nullpunkt-Offset (siehe Kap.6.6.5) 4 Byte Read/Write Ja
0×00C3 (19510) 0 Output Characteristic (siehe Kap.6.6.9) 1Byte Read/Write Ja
0×00C9 (20110) 0, 1, 2 Magnet Mode (siehe Kap.6.6.10) 2Byte Read/Write Ja
0×00CA (20210) 0, 1…n1) PD In Mapping (siehe Kap.6.6.11) nBytes1) Read/Write Ja
1) n entspricht Anzahl der Prozessdatenvariablen beim jeweiligen Typ.
Tab. 6-5: Parameterdaten IO-Link-Schnittstelle
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6IO-Link Schnittstelle (Fortsetzung)
6.6.1 Device Access Locks
Mit diesem Standardparameter ist es möglich, bestimmte
Funktionen des IO-Link-Devices zu aktivieren oder zu
deaktivieren. Beim BTL6-U101-… gibt es die Möglichkeit,
die Funktion des Parametermanagers zu sperren. Dazu
muss Bit1 des 2-Byte-Wertes auf 1 (gesperrt) gesetzt wer-
den. Um den Parametermanager wieder zu entsperren,
wird Bit1 auf 0 gesetzt.
Bit0 Parameterzugriff sperren
(nicht unterstützt)
Bit1 Parameter-Management sperren
(unterstützt)
Bit2 Lokale Parametrierung sperren
(nicht unterstützt)
Bit3 Lokale Anwenderschnittstelle sperren
(nicht unterstützt)
Bit4…15 Reserviert
Tab. 6-6: Parameterdaten sperren
6.6.2 Profile Characteristic
Dieser Parameter gibt an, welches Profil vom IO-Link-
Device unterstützt wird.
Das BTL unterstützt das Smart-Sensor-Profil mit folgenden
Funktionsklassen:
– Subindex 1 (Profile Identifier -> DeviceProfileID):
0×0001 (Smart Sensor Profile)
– Subindex 2 (Profile Identifier -> FunctionClassID):
0×8000 (Device Identification Objects)
– Subindex 3 (Profile Identifier -> FunctionClassID):
0×8002 (ProcessDataVariable)
6.6.3 PD Input Descriptor
Dieser Parameter beschreibt die Zusammensetzung der
verwendeten Prozessdatenvariablen.
Jede Prozessdatenvariable ist über den entsprechenden
Subindex erreichbar (Subindex 1 für PDV1, Subindex 2 für
PDV2, usw.).
Jeder Subindex besteht aus 3 Bytes:
– 1st Octet: 0x03, Datentyp = Signed Integer
– 2nd Octet: 0x20, Datengröße = 32 Bit
– 3rd Octet: 0x00, Bitoffset = 0 (oder ein Vielfaches von
32)
Über Subindex 0 kann die komplette Prozessdatenbe-
schreibung aller PDV ausgelesen werden. Hierbei werden
alle 3-er-Blöcke aneinandergereiht, beginnend mit der
Beschreibung der höchstwertigen PDV.
6.6.4 Application Specific Tag
Der Application Specific Tag bietet die Möglichkeit dem
IO-Link-Device einen beliebigen, maximal 32 Byte großen
String zuzuweisen. Dieser kann zur anwendungsspezifi-
schen Identifikation genutzt und in den Parametermanager
übernommen werden. Über Subindex0 erfolgt der Zugriff
auf das gesamte Objekt.
6.6.5 Nullpunkt-Offset
Dieser Parameter ist wie der Prozessdatenwert ein vorzei-
chenbehafteter 32-Bit-Dezimalwert. Der programmierte
Wert muss zwischen Null- und Endpunkt im gültigen
Messbereich liegen. Der Wert wird als einfacher Offset vom
eigentlichen Ausgabewert abgezogen und verschiebt
damit die Position des Positionsgebers an eine beliebige
Stelle des Messbereichs, an der der Wert 0 ausgegeben
wird. Der Zugriff erfolgt über den Subindex0. Der Offset-
wert kann auch über System Commands gesetzt und
gelöscht werden (siehe System Command auf Seite15).
6.6.6 Event Configuration
Alle Applikations-Events sind über den Parameter Event
Configuration abschaltbar, sodass diese vom BTL nicht
ausgegeben werden.
Um ein Event oder die Funktion Invalid Bit zu aktivieren
oder zu deaktivieren kann das entsprechende Objekt direkt
über den Subindex adressiert und mit einem Boolschen
Wert (True =0xFF, False =0x00) beschrieben werden
(siehe Tab. 6-7).
Subindex Event
Subindex1 Invalid Bit Function
Subindex2 Position Error
Subindex3 Position Warning End Point
Subindex4 Position Warning Nullpoint
Subindex5 Magnet Change
Tab. 6-7: Event Configuration
Mithilfe des Zugriffs über Subindex 0 können die Events
ebenfalls konfiguriert werden. Die letzten 5Bits werden
entsprechend der in Tab. 6-7 genannten Reihenfolge
zugeordnet und können einfach ausmaskiert werden.
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6.6.7 Temperature
Folgende Temperaturwerte werden vom BTL als vorzei-
chenbehaftete 8-Bit-Werte mit der Einheit °C ausgegeben:
– Aktuelle Temperatur (Subindex1)
– Maximale Temperatur seit PowerUp (Subindex2)
– Minimale Temperatur seit PowerUp (Subindex3)
– Maximale Temperatur der gesamten Lebenszeit
(Subindex4)
– Minimale Temperatur der gesamten Lebenszeit
(Subindex5)
Der Temperatursensor erfasst die Temperatur
innerhalb des BT. Diese ist in jedem Fall höher
als die Umgebungstemperatur.
6.6.8 IO Link Variant config
Dieser Parameter sollte nur zur Initalparametrie-
rung einer anderen Gerätevariante verwendet
werden.
Mithilfe dieses Parameters kann die IO-Link-Variante bzw.
die Gerätekonfiguration angepasst werden (siehe Kapitel
Prozessdaten (PD) auf Seite14). Der Zugriff erfolgt über
Subindex 0 mit einem 8-Bit-unsigned-Integer-Wert.
Folgende Gerätevarianten sind wählbar:
Wert Produktname Device ID Produkt ID1) Übertragungs-
rate
Anzahl Prozessdaten
Device – Master
Min Cycle
Time
0x00 BTL6-U100-… 0x030200 BTL6ABYZIOL000 COM3 0x83 (4 Byte) 0x0A (1ms)
0x01 BTL6-U101-…2) 0x030201 BTL6ABYZIOL001 COM3 0x87 (8 Byte) 0x0A (1ms)
0x02 BTL6-U102-… 0x030202 BTL6ABYZIOL002 COM3 0x8F (16 Byte) 0x0F (1,5ms)
0x03 BTL6-U103-… 0x030203 BTL6ABYZIOL003 COM3 0x9F (32 Byte) 0x14 (2ms)
0x04 BTL6-U104-… 0x030204 BTL6ABYZIOL004 COM2 0x83 (4 Byte) 0x28 (4ms)
0x05 BTL6-U105-… 0x030205 BTL6ABYZIOL005 COM2 0x87 (8 Byte) 0x3C (6ms)
0x06 BTL6-U106-… 0x030206 BTL6ABYZIOL006 COM2 0x8F (16 Byte) 0x47 (9,2ms)
0x07 BTL6-U107-… 0x030207 BTL6ABYZIOL007 COM2 0x9F (32 Byte) 0x60 (14,4ms)
1) ABYZ steht für die jeweilige Gehäusebauform
2) Standardvariante, siehe Tab. 6-1
Tab. 6-8: Parameter der verschiedenen IO-Link-Gerätevarianten
BTL6-U10_-…
Dieser Parameter ändert die grundlegenden
Kommunikationseinstellungen des Geräts. Das
Ändern des Parameters löst selbstständig einen
Neuanlauf des Geräts aus, entsprechende
Fehlermeldungen im übergeordneten System
müssen akzeptiert werden.
Der Parameter wird über die Funktion Factory
Reset (siehe Kapitel 6.5) nicht auf Werkseinstel-
lungen zurück gesetzt.
Der Parameter ist aufgrund der speziellen Funktionalität
nicht in der IO-Device-Description (IODD) aufgeführt und ist
auch nicht für die Datenhaltung vorgesehen. Zum Betrieb
in einer speziellen IO-Link-Variante wird der Compatibility
Mode zwischen den Einzelnen Varianten unterstützt (siehe
Grundwissen IO-Link auf Seite12).
6IO-Link Schnittstelle (Fortsetzung)
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6IO-Link Schnittstelle (Fortsetzung)
6.6.9 Output Charakteristic
Dieser Parameter bestimmt die Ausgabefunktion des BTL
mit steigender oder fallender Kennlinie. Der Zugriff erfolgt
über Subindex 0.
Wert Ausgabefunktion
0x00 (FALSE) Fallend (Nullpunkt am Stabende)
0xFF (TRUE)1) Steigend (Nullpunkt am Elektronikkopf)
1) Default-Einstellung
Tab. 6-9: Ausgabe-Charakteristik
6.6.10 Magnet Mode
Die Positionsgeberanzahl kann fest oder flexibel eingestellt
werden.
Positionsgeberanzahl fest einstellen
Bei der festen Einstellung von einem oder zweiPositions-
gebern überprüft das BTL stetig die Anzahl der erkannten
Positionsgeber. Ist diese ungleich der Voreinstellung befin-
det sich die Applikation im Fehlerzustand: Alle Prozessda-
tenwerte werden mit dem Fehlerwert ersetzt.
Flexible Magnet Mode (FMM)
Beim Flexible Magnet Mode ist die Anzahl der Positionsge-
ber flexibel, so dass diese auch während dem Betrieb
geändert werden kann.
Der Zeitpunkt, in dem ein Positionsgeber dazu kommt
oder entfernt wird ist kritisch, da dann die Erfassung neu
ausgeregelt werden muss und sich evtl. die Inhalte der
Prozessdatenwerte verschieben. Für diesen Fall ist eine
sogenannte Diagnosezeit definiert, die im BTL konfiguriert
werden kann. Während dieser Zeit wird bei allen Prozess-
datenvariablen ein Fehlerwert ausgegeben und eine ent-
prechende Diagnose (Warnung) über IO-Link übertragen.
Nach Ablauf der Diagnosezeit wird der neue Applikations-
zustand angezeigt.
Aufbau des Parameters
Der Parameter Magnet Mode bestehet aus zwei 8-Bit-
unsigned-Integer-Werten: Magnetanzahl und Diagnosezeit.
Für Magnetanzahl können folgende Werte eingestellt
werden:
0 = Flexible Magnetanzahl (1 oder 2)
1 = 1 Positionsgeber (fest eingestellt)
2 = 2 Positionsgeber (fest eingestellt)
Die Diagnosezeit wird in 4-ms-Schritten wie folgt einge-
stellt:
1 = 4ms
2 = 8ms
…
255 = 1,02s
Zugriff auf den Parameter
Der Zugriff auf den Parameter ist wie folgt möglich:
– Subindex 0: Byte 1 = Diagnosezeit
Byte 0 = FMM Mode
– Subindex 1: Magnet Mode
– Subindex 2: Diagnosezeit
6.6.11 PD In Mapping
Dieser Parameter dient dazu, die gewünschten Informatio-
nen auf die PDV zu mappen (siehe Prozessdaten (PD) auf
Seite14). Jede PDV kann über den entsprechenden
Subindex konfiguiert werden.
Jeder PDV ist ein 8 Bit unsigend integer als Mappingwert
zugeordnet. Folgende Möglichkeiten sind einstellbar:
Wert Bezeichnung
0x00 Positionswert Positionsgeber 1
0x01 Positionswert Positionsgeber 2
0x10 Geschwindigkeitswert Positionsgeber 1
0x11 Geschwindigkeitswert Positionsgeber 2
0x30 Aktuelle Geräteinnentemperatur
0x40 Differenz zwischen Positionsgeber 1 und 2
0xFD Leermodul (Ausgabe als Wert 0)
Tab. 6-10: PD In Mapping
Fehlermeldungen
Für eine fehlgeschlagene Parametrierung sind bestimmte
Fehlermeldungen hinterlegt.
Fehlercode Fehlermeldung
0×8011 Index not available
0×8012 Subindex not available
0×8020 Service temporarily not available
0×8030 Value out of Range
0×8033 Parameter Length overrun
0×8034 Parameter Length underrun
0×8036 Function temporarily unavailable
Tab. 6-11: Fehlermeldungen IO-Link-Spezifikation
BTL6-U101-M_ _ _ _-A/B/Y/Z-S4
Magnetostriktives Positionsmesssystem – Bauform Stab