IFM Electronic Ecomat 100 CR2102 Application guide

Geräte-Handbuch
Device manual
Neigungssensor
2-achsig
Inclination sensor
2 axes
CR2102
X-
-Y
Y
X
DEUTSCHENGLISH
R
Sachnr. 7390398 / 01 12 / 2013

Inhalt
Bestimmungsgemäße Verwendung / Funktion Seite 3
Technische Daten Seite 4
Maße Seite 4
Montage Seite 5
Elektrischer Anschluß Seite 5
Parameter- und EMCY-Objekt-Übersicht Seite 6
Betriebsanzeige (Status-LED) Seite 7
Objektverzeichnis
Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF Seite 8
Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 2FFF Seite 12
Geräteprofile; Index 6000 bis 6FFF Seite 13
Sensorparametrierung und -abgleich Seite 16
Programmierung Seite 16
Wartung, Instandsetzung und Entsorgung Seite 21
Komformitätserklärung Seite 21
Prüfnormen und Bestimmungen Seite 21
Begriffe und Abkürzungen Seite 22
Anschlussbelegung mit 8-poligen ifm-Kabeldosen Seite 46
NEIGUNGSSENSOR CR2102
SEITE 2
Sicherheitshinweise
Diese Beschreibung ist Bestandteil des Gerätes. Sie enthält Texte
und Abbildungen zum korrekten Umgang mit dem Modul und
muß vor einer Installation oder dem Einsatz gelesen werden.
Befolgen Sie die Angaben der Dokumentation. Nichtbeachten der Hinweise,
Verwendung außerhalb der nachstehend genannten bestimmungsgemäßen
Verwendung, falsche Installation oder Handhabung können Beeinträchtigun-
gen der Sicherheit von Menschen und Anlagen zur Folge haben.
Das Gerät darf nur von einer Elektrofachkraft eingebaut, angeschlossen und
in Betrieb gesetzt werden.
Schalten Sie das Gerät extern spannungsfrei bevor Sie irgendwelche Arbeiten
an ihm vornehmen. Schalten Sie ggf. auch unabhängig versorgte Ausgangs-
lastkreise ab.
Bei Fehlfunktion des Geräts oder bei Unklarheiten setzen Sie sich bitte mit
dem Hersteller in Verbindung. Eingriffe in das Gerät können schwerwiegende
Beeinträchtigungen der Sicherheit von Menschen und Anlagen zur Folge
haben. Sie sind nicht zulässig und führen zu Haftungs- und Gewährleistungs-
auschluß.

Bestimmungsgemäße Verwendung / Funktion
Der 2-achsige Neigungssensor mit CANopen-Schnittstelle ermöglicht die Winkel-
nivellierung und Lageerfassung von mobilen Arbeitsmaschinen.
Typische Applikationen sind z.B. die Lageerkennung von Arbeitsbühnen, die
Mobilkrannivellierung oder die Einrichtung von mobilen Arbeitsmaschinen.
Funktionsprinzip
Zwei Messzellen, die nach dem konduktometrischen Prinzip arbeiten, werten die
Leitfähigkeitsänderung einer Flüssigkeit aus.
In der Flüssigkeit befindliche Elektroden werden je nach Sensorneigung unter-
schiedlich benetzt. Daraus resultiert ein Verhalten vergleichbar mit einem Poten-
tiometer. Durch das kreuzweise Anordnen der Elektroden erhält man die vorzei-
chenbehafteten Werte für die beiden Achsen.
Eigenschaften im Überblick
• Beim Einsatz des Sensors am CAN-Bus, kann die Auflösung parametriert und
der 2-achsige Nullpunkt frei gesetzt werden.
• Es sind 1 Server SDO und 3 Transmit PDOs gemäß CiA DS 401 eingerichtet.
Das PDO-Mapping kann nicht geändert werden (statisches PDO-Mapping).
Default-Identifier sind ensprechend des „Predefined connection set“ vergeben.
• Die COB-IDs der PDOs sowie die Übertragungsart (synch/asynch) der einzelnen
PDOs sind konfigurierbar. Die Übertragungsart wird spannungsausfallsicher
gespeichert. Geänderte PDOs (PDO-linking) werden nicht spannungsausfallsi-
cher gespeichert.
• Der Neigungssensor erwartet ein Synch-Objekt. Der CAN Identifier des Synch-
Objektes ist konfigurierbar. Nach einer Änderung wird der ID automatisch
spannungausfallsicher gespeichert.
• Der Neigungssensor unterstützt „Node guarding“und „Heartbeat“.
Die „Guard time“, der „Life time factor“ und die "Heartbeat time“ sind konfi-
gurierbar und werden spannungsausfallsicher gespeichert.
• Der Neigungssensor generiert ein Emergency Objekt. Der COB-ID des EMCY-
Objektes ist konfigurierbar.
• Der Neigungssensor speichert die 4 zuletzt aufgetretenen Fehler. Abgelegt wird
der Fehlercode des jeweiligen Emergency Objektes.
• Der Neigungssensor unterstützt eine Reset-Funktion, d.h. die Belegung der
Parameter mit den werkseitigen Default-Werten* nach Aufforderung.
• Der Neigungssensor verfügt zusätzlich über zwei Analogausgänge.
Die Messwerte -45°...+45° werden als Stromwerte 4...20 mA ausgegeben.
*) Werkseitige Default-Einstellungen siehe „Parameterliste“, Seite 6
DEUTSCH
NEIGUNGSSENSOR CR2102
SEITE 3

Technische Daten
Gehäuse Aluminium, schwarz eloxiert
Trägerplatte Aluminium, natur
Montage Befestigungsbohrungen für M5 Schrauben
Schutzart IP 67
Anschluss M12-Steckverbinder für Betriebsspannung, CAN-Bus
und Analogausgänge, 8-polig (Typ Lumberg)
Betriebsspannung 10...30 V DC SELV
Leistungsaufnahme ≤1,9 W
Betriebstemperatur -30...+80°C
Lagertemperatur - 40...+85°C (keine Schockbelastung unter -25°C)
Messbereich (pro Achse) ±45°
Auflösung parametrierbar 0,1° / 0,5° / 1,0° (bei Auswertung über CAN-Bus)
Genauigkeit 0,5°
Temperaturdrift 0,2%/ K
Querempfindlichkeit 3 %
Analogausgänge 2 Stromschnittstellen 4...20 mA für X- und Y-Achse
Bürde 250 Ω(10 V Versorgung), 500 Ω(24 V Versorgung)
Schnittstelle CAN Interface 2.0 B, ISO 11898
Baudrate 20 kBit/s...1 MBit/s (Defaulteinstellung 125 kBit/s)
Kommunikationsprofil CANopen, CiA DS 301 Version 4.01, Profil WDP 410
Node-ID (Default) hex 20 (= 32)
Betriebsanzeige Zweifarben-LED (Rot/Grün)
Maße
NEIGUNGSSENSOR CR2102
SEITE 4
Status-
LED
Ø 5,3
75
90
45
60 41
6
M12x1
60
X-
-Y
Y
X

DEUTSCH
NEIGUNGSSENSOR CR2102
SEITE 5
Montage
Der Neigungssensor wird gemäß Darstellung mit Schrauben M5x L (nach DIN
7500 bzw. DIN 7984) auf die zu nivellierenden bzw. zu erfassenden Vorrichtung
befestigt. Um exakte Meßwerte zu erhalten, vermeiden Sie die Montage auf stark
vibrierenden Vorrichtungen und sorgen Sie ggf. für eine ausreichende Schwin-
gungsentkopplung.
Beachten Sie bei der Montage die korrekte Ausrichtung der Neigungsach-
sen (siehe Gehäuseaufdruck) und die Hinweise zur Sensorparametrierung
bzw. zum Sensorabgleich (s. Seite 15).
Längsneigung = X-Achse (Trans PDO 1/2)
Querneigung = Y-Achse (Trans PDO 1/3)
Die angegeben Neigungswinkel-Vorzeichen zeigen die werkseitige Default-Einstellung
Elektrischer Anschluß
Zum Schutz des gesamten Systems (Verkabelung und Sensor) ist die Versor-
gungsspannung mit max. 8 A abzusichern.
Anschlussbelegung mit 8-poligen ifm-Kabeldosen siehe Seite 46.
+45° -45°
Y
X
+45° -45°
QuerneigungLängsneigung
Montage-
fläche
5
67
4
2
31
8
Bezeichnung Pin Potential
Betriebsspannung 1 10...30 V DC
2 GND
CAN-Interface 3 CAN_H
4 CAN_L
5 CAN_GND
Analogausgänge 6 I_OUT X
(X-/Y-Achse) 7 I_OUT Y
8 GND_A
Ansicht
auf die Stiftseite

Parameter- und EMCY-Objekt-Übersicht
Über die Funktion „Restore“ (s. Objektverzeichnis, Index 1011) können die Para-
meter mit den werkseitig hinterlegten Default-Werten belegt werden (Ausnahme
Baudrate und Node-ID). Diese sind dann nach dem nächsten Einschalten der Ver-
sorgungsspannung gültig.
Parameterliste
NEIGUNGSSENSOR CR2102
SEITE 6
Index Defaultwert Änderung Änderung
Parameter im Objekt- (werkseitig automatisch wirksam
verzeichnis eingestellt) gesichert
Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF
COB-ID Synch Objekt 1005 0x80 ja sofort
Communication Cycle 1006 0x00 (Off) ja nach Pre-Op
Guard Time 100C 0x00 (Off) ja sofort
Life Time Factor 1) 100D 0x00 ja sofort
COB-ID EMCY 1014 0x80 + Node-ID ja nach Reset
Consumer heartbeat time 1016 0x00 (Off) ja sofort
Producer heartbeat time 1017 0x00 (Off) ja sofort
COB-ID Trans PDO 1 1800 01 0x180 + Node-ID ja nach Reset
Trans Type Trans PDO 1 1800 02 0x01 (synchron) ja sofort
Event Time Trans PDO 1 1800 05 0x00 (Off) ja sofort
COB-ID Trans PDO 2 1801 01 0x280 + Node-ID ja nach Reset
Trans Type Trans PDO 2 1801 02 0x01 (synchron) ja sofort
Event Time Trans PDO 2 1801 05 0x00 (Off) ja sofort
COB-ID Trans PDO 3 1802 01 0x380 + Node-ID ja nach Reset
Trans Type Trans PDO 3 1802 02 0x01 (synchron) ja sofort
Event Time Trans PDO 3 1802 05 0x00 (Off) Ja sofort
Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 5FFF
Node-ID 20F0, 20F1 0x20 (= 0d32) ja nach Reset
Baudrate 20F2, 20F3 0x04 (= 125 kBit/s) ja nach Reset
Geräteprofile; Index 6000 bis 6FFF
Resolution 2) 6000 0d100 (= 0,1°) ja nach Reset
Slope Long 16 6011 0x00 ja sofort
Operating Parameter
Slope Long 16 Preset Value 6012 0x00 ja sofort
Differential 6014 0x00 ja sofort
Slope Long 16 Offset
Slope Lateral 16 6021 0x00 ja sofort
Operating Parameter
Slope Lateral 16 6022 0x00 ja sofort
Preset Value
Differential 6024 0x00 ja sofort
Slope Lateral 16 Offset

1) Life Time Factor 0 wird als 1 interpretiert.
2) Bei einer Änderung der Anzeigeauflösung werden alle eventuell eingegebenen
Offsetwerte bzw. Nullpunktwerte gelöscht.
EMCY Objekte
Folgende Fehlercodes gemäß DS-301 werden unterstützt:
Betriebsanzeige (Status-LED)
DEUTSCH
NEIGUNGSSENSOR CR2102
SEITE 7
LED grün
AUS keine Versorgungsspannung
EIN Sensor im Stand by-Modus CANopen-Status: PREOPERATIONAL / PREPARED
Winkelwerte werden nicht übertragen
LED rot
AUS Kommunikation ok
EIN
Kommunikation gestört
Winkelwerte werden nicht übertragen
- NodeGuard-Fehler (wenn NodeGuarding aktiviert ist)
- keine Synch-Objekte (wenn Synch-Überwachung aktiviert ist)
blinkend
2 Hz
Sensor aktiv
CANopen-Status: OPERATIONAL
Winkelwerte werden übertragen
EMCY Error Zusatz Beschreibung
Code Reg Code
0x5010 0x21 0xxx Bereichsüber- oder unterschreitung des Neigungssensors.
01 long (X-Achse) Bereichsüberschreitung
FF long (X-Achse) Bereichsunterschreitung
Achtung! Bei einer Bereichsüber- oder unterschreitung,
ist der übertragene Neigungswert nicht gültig!
0x5020 0x21 0xxx Bereichsüber- oder unterschreitung des Neigungssensors.
01 lateral (Y-Achse) Bereichsüberschreitung
FF lateral (Y-Achse) Bereichsunterschreitung
Achtung! Bei einer Bereichsüber- oder unterschreitung,
ist der übertragene Neigungswert nicht gültig!
0x6100 0x11 0x00 „Internal Software“ Überlauf einer Rx-Queue;
z.B. Frequenz der Rx PDOs zu groß.
Reset nur extern, über Eintrag in Idx 1003 00
0x6101 0x11 0x00 „Internal Software“ Überlauf einer Tx-Queue;
z.B. Gerät kommt nicht auf den Bus.
Reset nur extern, über Eintrag in Idx 1003 00
0x8130 0x11 0x00 „Monitoring“ (Guarding Error/Heartbeat Error)
Für „guard time“ x „life time factor“
wird kein Guard-Objekt empfangen oder
Heartbeat Objekt außerhalb der Zeiterwartung.
Reset bei erneuter Kommunikation
0x8200 0x11 0x00 „Monitoring“ (Synch Error)
Für „communication cycle“ wird kein Synch-Objekt
empfangen; (nur in OPERATIONAL)
Reset bei Synch-OBJ bzw. PREOP

Objektverzeichnis
Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF
NEIGUNGSSENSOR CR2102
SEITE 8
Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung
1000 0 Device type u32, ro 0x8019A Profil 410; Inclinometer
1001 0 Error register u8, ro 0x00 Bitcodiert gemäß Profil 301;
unterstützt wird:
0b 0000 0000 kein Fehler
0b 0000 0001generic error
0b 00010000 communication error
0b 0010 0000 profile error
0b 1000 0000 manufacturer specific
1003 0 Pre-defined u8, ro 0x02 Es wird eine Fehlerliste mit 4 Einträgen
errorfield unterstützt
1 - 4 Error history u32, ro 0x00 Aufgetretener Fehler;
codiert entsprechend EMCY Liste;
der zuletzt aufgetretene Fehler steht
jeweils in Sub-Index 1
1005 0 COB-ID u32, rw 0x80000080 - Sensor generiert keine Synch Meldung
synch objekt (Bit 30 = 0)
- 11 Bit Identifier System
(Bit 29 = 0)
- Identifier der Synch Meldung
1006 0 Communic. u32, rw 0x00000000 max. Zeit zwischen 2 Synch. Objekten in
Cycle µSek.; Nutzauflösung = 1 mSek.
1007 0 Synch windows - - nicht implementiert
1008 0 Device name str, ro CR2102 Gerätebezeichnung
1009 0 HW Version str, ro x.x Hardware Version
100A 0 SW Version str, ro x.x Software Version
100C 0 Guard time u16, rw 0x0000 Zeit in mSek.
Der Sensor erwartet innerhalb dieser Zeit
ein „node guarding“ des Netz-Masters
Wird hier der Wert 0 eingetragen, wird
diese Funktion nicht unterstützt.
Hinweis:
Die Überwachung des Knotens mit
„node guarding“ oder „heartbeat“ soll
nur alternativ verwendet werden.
Sind beide Funktionen aktiviert, wird
heartbeat ausgeführt.
Erläuterung der Abkürzungen:
0d... = dezimaler Zahlenwert
0x... = hexadezimaler Zahlenwert
rw = read-write
ro = read only
s... = signed ...Bit
str = string (Zeichenkette)
u... = unsigned ...Bit
wo = write only
(siehe auch „Begriffe und Abkürzungen“, Seite 22)

Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF
DEUTSCH
NEIGUNGSSENSOR CR2102
SEITE 9
Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung
100D 0 Life time factor u8, rw 0x00 Wenn für "guard time" * "life time"
kein "node guarding" empfangen wird,
generiert der Sensor ein EMCY und die
rote LED leuchtet.
Das Produkt aus "guard time" * "life
time" muß in dem Bereich zwischen
0 ... 65535 liegen.
1010 0 Number of u8, ro 0x01 Anzahl der Optionen "sichern"
save-options
1 "Alle Parameter u32, rw 0x02 Alle Parameter werden bei einer
sichern" Änderung automatisch gesichert.
1011 0 Number of u8, ro 0x01 Anzahl der Optionen "Restore"
restore-options
1 "Alle Parameter u32, rw 0x01 Wird hier der String "load" eingetragen,
reset" werden die Parameter mit den werkseiti-
gen Voreinstellungen belegt und sind
nach dem nächsten Reset gültig.
1014 0 COB-ID u32, rw 0x40000080 - Sensor reagiert nicht auf
Emergency +Node-ID fremde EMCY Mess. (Bit 31 = 0)
- Sensor generiert EMCY Message
(Bit 30 = 1)
- 11 Bit ID (Bit 29 = 0)
- ID = 0x80 + Node-ID
CAN-Identifier kann vom Benutzer
geändert werden.
1016 0 Number of u8, ro 0x01 Anzahl der überwachten Geräte
options
Consumer
heartbeat time
1 Consumer u32, rw 0x00 Heartbeat Überwachungszeit für
heartbeat time Knoten n.
Es wird nur die Überwachung eines
Knotens unterstützt.
0x0nntttt = Überwachungszeit [ms]
0x0nntttt = Knotennummer
(wenn nn oder tttt gleich 0, findet keine
Überwachung statt)
Hinweis:
Die Überwachung des Knotens mit
„node guarding“ oder „heartbeat“ soll
nur alternativ verwendet werden.
1017 0 Producer u16, rw 0x00 Zeitintervall [ms], in dem der Neigungs-
heartbeat time sensor ein Producer heartbeat erzeugt.
1200 0 Server SDOs u8, ro 0x02 Anzahl der Einträge
1 COB-ID u32, ro 0x600 + - SDO ist gültig (Bit 31 = 0)
Rec SDO Node-ID - CAN ID des Receive SDOs
2 COB-ID u32, ro 0x580 + - SDO ist gültig (Bit 31 = 0)
Trans SDO Node-ID - CAN ID des Transmit SDOs

Objektverzeichnis
Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF
NEIGUNGSSENSOR CR2102
SEITE 10
Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung
1800 0 Trans PDO 1 u8, ro 0x05 Anzahl der Einträge Trans PDO 1;
Neigung Längs- und Querachse
(X-/Y-Achse)
1 COB-ID u32, rw 0x180 + - Bit 31 = 0 = PDO ist aktiviert
Trans PDO 1 Node-ID - Bit 31 = 1 = PDO ist deaktiviert
(wird nicht übertragen)
- CAN ID des 1. Trans PDOs
2 Trans Type u8, rw 0x01 0x00 = synch acyclic
Trans PDO 1 0x01...0xF0 = synch cyclic;
Ausgänge werden erst nach „n“
Synch Objekten aktualisiert
n = 0x01 (1) ... 0xF0 (240)
0xFC nicht implementiert
0xFD nicht implementiert
0xFE = asynch man. spec. event;
PDO wird bei einer Neigungsänderung
um die kleinste eingestellte Einheit
sofort übertragen (siehe Resolution).
0xFF = asynch device profile event;
PDO wird bei einer Neigungsänderung
um die kleinste eingestellte Einheit
sofort übertragen (siehe Resolution).
5 Event Time u16, rw 0x00 Bei Auswahl des Trans Type 0xFE oder
Trans PDO 1 0xFF wird nach Ablauf der Event Zeit
der Sensorwert auch dann übertragen,
wenn er sich nicht geändert hat.
1801 0 Trans PDO 2 u8, ro 0x05 Anzahl der Einträge Trans PDO 2;
Neigung Längsachse (X-Achse)
1 COB-ID u32, rw 0x280 + - Bit 31 = 0 = PDO ist aktiviert
Trans PDO 2 Node-ID - Bit 31 = 1 = PDO ist deaktiviert
(wird nicht übertragen)
- CAN ID des 2. Trans PDOs
2 Trans Type u8, rw 0x01 0x00 = synch acyclic
Trans PDO 2 0x01...0xF0 = synch cyclic;
Ausgänge werden erst nach „n“
Synch Objekten aktualisiert
n = 0x01 (1) ... 0xF0 (240)
0xFC nicht implementiert
0xFD nicht implementiert
0xFE = asynch man. spec. event;
PDO wird bei einer Neigungsänderung
um die kleinste eingestellte Einheit
sofort übertragen (siehe Resolution).
0xFF = asynch device profile event;
PDO wird bei einer Neigungsänderung
um die kleinste eingestellte Einheit
sofort übertragen (siehe Resolution).
5 Event Time u16, rw 0x00 Bei Auswahl des Trans Type 0xFE oder
Trans PDO 2 0xFF wird nach Ablauf der Event Zeit
der Sensorwert auch dann übertragen,
wenn er sich nicht geändert hat.