HYDACELECTRONIC HIT 1500 User manual

Mat Nr..: 669962 Stand: 17.11.2016 D / E
Protokoll-
Beschreibung
Protocol Description
CANopen
HIT 1000 / HIT 1500
(Originalanleitung /
(Translation of original instructions)

Protokoll-Beschreibung CANopen HIT 1000 / 1500 Seite 2
Stand 17.11.2016 HYDAC ELECTRONIC GMBH Mat.-Nr.: 669962
Inhaltsverzeichnis
1Einleitung...................................................................................................................... 6
2Funktionen des HIT 1000 / 1500 CANopen ................................................................. 6
3Übertragungsraten....................................................................................................... 7
4CAN-Frames ................................................................................................................. 7
5Node-ID......................................................................................................................... 7
6Übertragungsdienste ................................................................................................... 7
6.1Service Data Object (SDO)......................................................................................... 7
6.2Process Data Object (PDO)........................................................................................ 8
6.3Synchronisation Object (SYNC).................................................................................. 9
6.4Emergency Object (EMCY)........................................................................................10
6.5Heartbeat...................................................................................................................10
6.6Network Management Services (NMT)......................................................................11
6.7Boot Up Protocol........................................................................................................11
7Datenfluss im HIT 1000 / 1500 CANopen ...................................................................12
7.1Sensor Unit................................................................................................................12
7.2Calibration & Scaling .................................................................................................12
7.3Filter & Fusion ...........................................................................................................12
7.4Transmission Unit......................................................................................................12
8Das Object Dictionary.................................................................................................13
8.1Aufbau des Object Dictionary.....................................................................................13
8.2Struktur des gerätespezifischen Teils nach DS410....................................................13
9Einträge im Object Dictionary ....................................................................................14
9.1Communication Profile Specific Entries (DS301) .......................................................14
9.1.1Index 1000h: DeviceType (read only) .................................................................14
9.1.2Index 1001h: ErrorRegister (read only) ...............................................................14
9.1.3Index 1003h: Pre-defined error field (read only)..................................................14
9.1.4Index 1005h: SyncMessageIdentifier (read write) ...............................................14
9.1.5Index 1008h: ManufacturerDeviceName (const) .................................................14
9.1.6Index 1009h: ManufacturerHardwareVersion (const) ..........................................14
9.1.7Index 100Ah: ManufacturerSoftwareVersion (const)...........................................14
9.1.8Index 1010h: StoreParameters ...........................................................................14
9.1.9Index 1011h: RestoreDefaultParameters ............................................................15
9.1.10Index 1014h: CobIdEmergencyMessage (read write) .........................................15
9.1.11Index 1017h: ProducerHeartbeatTime (read write) .............................................15
9.1.12Index 1018h: IdentityObject ................................................................................16
9.1.13Index 1029h: Error behaviour .............................................................................16
9.1.14Index 1800h / 1801h / 1802h / 1803h: TPDO communication parameter ............16

Protokoll-Beschreibung CANopen HIT 1000 / 1500 Seite 3
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
9.1.15Index 1A00h / 1A01h / 1A02h / 1A03h: TPDO mapping parameter.....................17
9.1.16Index 1F80h: NMT-Startup (read / write).............................................................18
9.2Device Profile Specific Entries (DS410).....................................................................18
9.2.1Index 6000h: Resolution (read only) ...................................................................18
9.2.2Index 6010h: Slope long16 (read only) Statische Neigung..................................19
9.2.3Index 6011h: Slope long16 operating parameter (read write)..............................19
9.2.4Index 6020h: Slope lateral16 (read only) Statische Neigung...............................19
9.2.5Index 6021h: Slope lateral16 operating parameter (read write)...........................19
9.3Manufacturer Specific Entries....................................................................................19
9.3.1Index 2001h: NodeID..........................................................................................19
9.3.2Index 2002h: Baudrate .......................................................................................19
9.3.3Index 5130h: Skalierte Beschleunigungswerte....................................................20
9.3.4Index 5131h: Skalierte Drehratenwerte...............................................................20
9.3.5Index 5132h: Neigung im Raum (bewegungskompensiert).................................20
9.3.6Index 5000h: Status der Neigungsmessung........................................................21
9.3.7Weitere Indizes im Bereich 2000h bis 5FFFh (reserved).....................................21
10Layer setting services (LSS) und Protokolle.............................................................22
10.1Finite state automaton, FSA.......................................................................................23
10.2Übertragung von LSS-Diensten.................................................................................24
10.2.1LSS-Nachrichtenformat.......................................................................................24
10.3Switch mode Protokolle .............................................................................................25
10.3.1Switch mode global Protokoll..............................................................................25
10.3.2Switch mode selective Protokoll..........................................................................25
10.4Configuration Protokolle.............................................................................................26
10.4.1Configure Node-Id Protokoll................................................................................26
10.4.2Configure bit timing parameters Protokoll ...........................................................26
10.4.3Activate bit timing parameters Protokoll..............................................................27
10.4.4Store configuration Protokoll...............................................................................28
10.5Inquire LSS-Address Protokolle.................................................................................28
10.5.1Inquire Identity Vendor-ID Protokoll ....................................................................28
10.5.2Inquire Identity Product-Code Protokoll...............................................................29
10.5.3Inquire Identity Revision-Number Protokoll .........................................................29
10.5.4Inquire Identity Serial-Number Protokoll..............................................................30
10.5.5Inquire Node-ID Protokoll....................................................................................30
10.6Identification Protokolle..............................................................................................31
10.6.1LSS identify remote slave Protokoll.....................................................................31
10.6.2LSS identify slave Protokoll ................................................................................32
10.6.3LSS identify non-configured remote slave Protokoll............................................32
10.6.4LSS identify non-configured slave Protokoll........................................................32
11Anschluss....................................................................................................................33
11.1Einschalten der Versorgungsspannung .....................................................................33
11.2Einstellen der Node-ID und Baudrate mittels LSS-Dienste.........................................33
11.2.1Konfiguration der Node-ID, Ablauf ......................................................................33
11.2.2Konfiguration der Baudrate, Ablauf .....................................................................34

Protokoll-Beschreibung CANopen HIT 1000 / 1500 Seite 4
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
12Inbetriebnahme ...........................................................................................................35
12.1CAN – Schnittstelle....................................................................................................35
12.2EDS-Datei..................................................................................................................35

Protokoll-Beschreibung CANopen HIT 1000 / 1500 Seite 5
Stand 17.11.2016 HYDAC ELECTRONIC GMBH Mat.-Nr.: 669962
Vorwort
Für Sie, den Benutzer unseres Produktes, haben wir in dieser
Dokumentation die wichtigsten Hinweise zum Bedienen und Warten
zusammengestellt.
Sie dient Ihnen dazu, das Produkt kennen zu lernen und seine
bestimmungsgemäßen Einsatzmöglichkeiten optimal zu nutzen.
Diese Dokumentation muss ständig am Einsatzort verfügbar sein.
Bitte beachten Sie, dass die in dieser Dokumentation gemachten Angaben
der Softwaretechnik zu dem Zeitpunkt der Literaturerstellung entsprechen.
Entdecken Sie beim Lesen dieser Dokumentation Fehler oder haben
weitere Anregungen und Hinweise, so wenden Sie sich bitte an:
HYDAC ELECTRONIC GMBH
Technische Dokumentation
Hauptstraße 27
66128 Saarbrücken
-Deutschland-
Tel: [phone] / 509-01
Fax: [phone]
Email: [email protected]om
Die Redaktion freut sich über Ihre Mitarbeit.
„Aus der Praxis für die Praxis“

Protokoll-Beschreibung CANopen HIT 1000 / 1500 Seite 6
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1 Einleitung
Die Neigungsgeber der Familie HIT 1000 / 1500 CANopen entsprechen dem CANopen
Standard gemäß folgenden Profilen und Standards:
[1] CiA DS301, Version: 4.2.0 (21 February 2011)
CANopen application layer and communication profile
[2] CiA DS302, Version: 4.1 (02 February 2009)
Additional application layer functions - Part 2: Network management
[3] CiA DS303, Version: 1.4 (14.08.2006)
Additional specification - Part 2: Representation of SI units and prefix
[4] CiA DS305, Version: 2.2 (26 August 2008)
Layer setting services (LSS) and protocols
[5] CiA DS410, Version 1.3.0 (23 February 2010)
Device profile for inclinometer
Dieses Handbuch beschreibt die vom HIT 1000 / 1500 CANopen unterstützten
Funktionen. Dabei werden Grundkenntnisse von CAN und CANopen vorausgesetzt.
Die genaue Funktionsweise ist in den oben genannten Dokumenten beschrieben. Da
diese in Englisch abgefasst sind, werden die in diesem Handbuch beschriebenen
Dinge, zur besseren Zuordnung, mit dem in der Spezifikation genannten englischen
Begriff bezeichnet und kursiv dargestellt.
2 Funktionen des HIT 1000 / 1500 CANopen
•Berechnung der Neigung aus den Beschleunigungskomponenten in 3
Raumachsen mit Tiefpassfunktion bei HIT 1000 und HIT 1500 (statische
Neigungsmessung)
•Berechnung der Neigung durch Fusion von Beschleunigungs- und
Drehratenkomponenten bei HIT 1500 (bewegungskompensierte
Neigungsmessung, hochdynamisch)
•Umrechnung der Neigungswerte in Euler-Winkel (Einheit °, ein- oder
zweiachsig)
•Übertragung der aktuellen Neigungswerte als PDO bei folgenden Ereignissen:
•Synchron über empfangene SYNC-Objekte
•Asynchron zyklisch im Bereich von 5 Millisekunden bis >1 Minute

Protokoll-Beschreibung CANopen HIT 1000 / 1500 Seite 7
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3 Übertragungsraten
Der HIT 1000 / 1500 CANopen unterstützt folgende Übertragungsraten (Baudraten):
•1000 kbit/s
•800 kbit/s
•500 kbit/s
•250 kbit/s
•125 kbit/s
•50 kbit/s
•20 kbit/s
•10 kbit/s
Das Timing entspricht der DS301, Bit rates and timing.
Die verwendete Übertragungsrate ist in einem nicht-flüchtigen Speicher hinterlegt.
Sie ist im Auslieferzustand auf 250 kbit/s eingestellt und kann über den CAN-Bus
geändert werden (Siehe Object Dictionary Index 2002h).
4 CAN-Frames
Der HIT 1000 / 1500 CANopen unterstützt die in der Spezifikation geforderten 11-bit
Standard–Frames mit 11-bit Identifier sowie 29-bit Frames mit 29-bit Identifier.
5 Node-ID
Zum Betrieb des HIT 1000 / 1500 CANopen in einem CANopen-Netzwerk ist es
notwendig, dass eine innerhalb des Netzes einmalige Node-ID eingestellt wird.
Die eingestellte Node-ID ist in einem nicht-flüchtigen Speicher hinterlegt und kann über
den CAN-Bus (siehe Object Dictionary Index 2001h) eingestellt werden.
Im Auslieferzustand ist die Adresse 1eingestellt.
6 Übertragungsdienste
6.1 Service Data Object (SDO)
Bei CANopen werden alle Daten eines Gerätes (Einstellparameter und Messdaten) in
einem Object Dictionary unter einem definierten Index abgelegt. Verschiedene Einträge
des Object Dictionary werden mit einem Subindex noch weiter untergliedert. Mit den
SDOs können nun andere Netzteilnehmer das Object Dictionary des HIT 1000 / 1500
CANopen auslesen oder beschreiben.
Der HIT 1000 / 1500 CANopen übernimmt dabei die Rolle eines Servers, das Gerät,
das die Daten auslesen oder beschreiben will, die eines Clients.
Zum Transfer von Daten muss der HIT 1000 / 1500 CANopen ein Receive-SDO
besitzen, mit dem er Daten empfängt und ein Transmit-SDO, mit dem er die Daten
sendet. Ablauf des Datentransfers:

Protokoll-Beschreibung CANopen HIT 1000 / 1500 Seite 8
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Auslesen des Object Dictionary :
1. Ein Gerät (Client) sendet das Receive-SDO des HIT 1000 / 1500 CANopen
(Server).
In diesem SDO befindet eine Kennung, dass das Object Dictionary gelesen werden
soll, sowie der gewünschte Index und Subindex.
2. Der HIT 1000 / 1500 CANopen (Server) sendet sein Transmit-SDO. In diesem
befinden sich ebenfalls der Index und der Subindex, sowie die gelesenen Daten.
Beschreiben des Object Dictionary :
1. Ein Gerät (Client) sendet das Receive-SDO des HIT 1000 / 1500 CANopen
(Server).
In diesem SDO befinden eine Kennung, dass das Object Dictionary beschrieben
werden soll, sowie der gewünschte Index, Subindex und die einzuschreibenden
Daten.
2. Der HIT 1000 / 1500 CANopen (Server) sendet sein Transmit-SDO. In diesem
befinden sich ebenfalls der Index und der Subindex, sowie eine Kennung, dass das
Object Dictionary beschrieben wurde.
Sollte dabei ein Fehler auftreten, z.B. dass der angegebene Index nicht existiert, oder
dass versucht wurde einen read only Eintrag zu beschreiben, oder dass die Daten
nicht innerhalb des Gültigkeitsbereiches lagen, so enthält das Transmit-SDO eine
entsprechende Abort SDO Transfer - Kennung und einen entsprechenden Abort Code
(siehe [1])
Die jeweilige COB-ID des SDO entspricht dem in der DS301 festgelegten Pre defined
Connection Set und ist nicht änderbar.
COB-IDs für Service Data Objects
SDO COB-ID
Receive – SDO 600h+Node-ID
Transmit – SDO 580h+Node-ID
6.2 Process Data Object (PDO)
Die Datenübertragung mittels SDOs ist zwar sehr flexibel, hat aber für die Übertragung
von Messwerten oder Stellgrößen einige Nachteile: Es kann nur ein Datum gelesen
werden, die Daten müssen erst mit einem SDO angefordert werden und dadurch dass
der jeweilige Index und Subindex mit übertragen wird, steigt der so genannte Overhead
weiter.
Aus diesem Grund definiert CANopen so genannte Process Data Objects. Diese
enthalten nur die notwendigen Nutzdaten. Es gibt zwei Arten von PDOs:
1. Transmit-PDOs
Hiermit kann ein Messgerät seine Messwerte senden.
2. Receive-PDOs
Hiermit können einem Stellglied oder einer Regelungseinheit die Stellgrößen
übertragen werden.

Protokoll-Beschreibung CANopen HIT 1000 / 1500 Seite 9
Stand 17.11.2016 HYDAC ELECTRONIC GMBH Mat.-Nr.: 669962
Welche Daten sich nun in einem PDO befinden, wird durch das so genannte PDO-
Mapping festgelegt. Dieses PDO-Mapping ist im Object Dictionary hinterlegt (siehe
Object Dictionary, Index 1A00h, 1A01h, 1A02h, 1A03h).
Mit welcher ID und bei welchem Ereignis ein PDO übertragen wird, ist in dem PDO-
Transmission Type festgelegt. Diese Einstellungen befinden sich ebenfalls im Object
Dictionary hinterlegt (siehe Object Dictionary, Index 1800h, 1801h, 1802h, 1803h).
Ereignisse, die zum Senden eines PDOs führen:
1. Empfang eines SYNC Objektes (Synchroner Transfer).
2. Ablauf einer einstellbaren Zykluszeit im Bereich von 5 Millisekunden bis >1 Minute
(Zyklischer Transfer).
Der HIT 1000 / 1500 CANopen implementiert mehrere Transmit-PDO, welche die
aktuellen Sensor- bzw. Prozesswerte beinhalten.
Die DS410 sieht als Standardeinstellung die Übertragung der aktuellen Messwerte als
16-bit oder 32-bit Wert vor.
Der HIT 1000 / 1500 CANopen implementiert nur die Übertragung als 16-bit Wert.
6.3 Synchronisation Object (SYNC)
SYNC Objekte dienen zur Realisierung eines synchronen Datentransfers. Ein SYNC
Objekt ist im Prinzip eine CAN Nachricht mit einem definierten Identifier, ohne Daten.
CANopen unterscheidet zwischen SYNC Producer und SYNC Consumers. SYNC
Producer sind Geräte am Bus, die in einstellbaren Zeitabständen ein SYNC senden.
SYNC Consumers sind Geräte, die auf den Empfang eines SYNC reagieren. In einem
CANopen Netzwerk können mehrere SYNC Objekte existieren. Unterschieden werden
die einzelnen SYNC Objekte anhand der SYNC-ID, welche dem verwendeten CAN
Identifier entspricht. Die verwendete SYNC-ID ist im Object Dictionary hinterlegt.
Der HIT 1000 / 1500 CANopen bietet die Funktionalität eines SYNC Consumers. Bei
entsprechender Einstellung des PDO Transmission Type wird beim Empfang eines
SYNC ein PDO gesendet. Die SYNC-ID ist auf 80h voreingestellt und kann im Object
Dictionary geändert werden (siehe Object Dictionary, Index 1005h). Unter PDO
Transmission Type kann die Anzahl der empfangenen SYNC Objekte, die zum Senden
eines PDO, führt eingestellt werden.

Protokoll-Beschreibung CANopen HIT 1000 / 1500 Seite 10
Stand 17.11.2016 HYDAC ELECTRONIC GMBH Mat.-Nr.: 669962
6.4 Emergency Object (EMCY)
EMCY Objekte werden beim Auftreten eines Fehlers gesendet. EMCY Objekte
enthalten einen Emergency Error Code, den Inhalt des Error register sowie ein
Manufacturer specific Error Field. Ist ein gemeldeter Fehler beseitigt oder
verschwunden, so wird dies ebenfalls durch ein spezielles EMCY Objekt gemeldet.
Eine Emergency-Nachricht wird gesendet, wenn ein Fehler auftritt oder dieser Fehler
wieder verschwindet. Die Nachricht ist folgendermaßen aufgebaut:
Fehler Emergency
ErrorCode Manufacturer SpecificErrorField Fehler Kategorie
Kein Fehler 0000h 0000h Fehler beseitigt
Fehler beim
Laden des
User-Setup
FF00h 0001h Herstellerspezifischer
Fehler (Bit 7)
Controllerfehler FF00h 0002h Herstellerspezifischer
Fehler (Bit 7)
Reserviert N/A 0003h N/A
Reserviert N/A 0004h N/A
CAN Error
Passive
8120h 0005h Kommunikationsfehler
(Bit 4)
Recovered
from Bus-off
8140h 0006h Kommunikationsfehler
(Bit 4)
Das EMCY Objekt hat die voreingestellte ID 80h+Node-ID und kann im Object
Dictionary geändert werden (siehe Object Dictionary, Index 1014h).
6.5 Heartbeat
Mit dem Heartbeat Protocol kann eine Überwachung der einzelnen Teilnehmer
durchgeführt werden. CANopen unterscheidet zwischen folgenden Funktionen:
1. Heartbeat Producer
sendet in zyklischen Abständen ein Heartbeat Objekt.
2. Heartbeat Consumer
überwacht das Senden von bestimmten Heartbeat Objekten.
Die Zykluszeit ist im Object Dictionary in Millisekunden einstellbar. Eine Zeitangabe
von 0 bedeutet „Heartbeat nicht aktiv“.
Mit dem Heartbeat Objekt wird immer der Status des Heartbeat Producers als Byte mit
übertragen.