IFM Electronic ecomat100 CR2101 Application guide

Geräte-Handbuch
Device manual
Neigungssensor
2-achsig
Inclination sensor
2 axes
CR2101
X-
-Y
Y
X
DEUTSCH
ENGLISH
R
7390255 / 01 08 / 2014

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
Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 2FFF Seite 8
Objektverzeichnis
Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF Seite 10
Wartung, Instandsetzung und Entsorgung Seite 13
Prüfnormen und Bestimmungen Seite 13
Programmierung Seite 14
Begriffe und Abkürzungen Seite 20
Notizen Seite 42
NEIGUNGSSENSOR CR2101
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.

NEIGUNGSSENSOR CR2101
SEITE 3
Bestimmungsgemäße Verwendung / Funktion
Der 2-achsige Neigungssensor ermöglicht die Nullpunktnivellierung und Lage-
erfassung 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 konduktometrischem Prinzip arbeiten, werten die
Leitfähigkeitsänderung einer Flüssigkeit aus.
Durch Anlegen einer Wechselspannung zwischen den Elektroden in der Flüssig-
keit fließt ein Strom in Form eines elektrischen Streufeldes.
Beim Neigen des Sensors ändert sich das Streufeld – damit die Leitfähigkeit der
Flüssigkeit – in Abhängigkeit von der Füllhöhe. Durch paarweises Anordnen der
Elektroden erhält man einen vorzeichenbehafteten Neigungswinkel.
• Die Sensorauflösung und der 2-achsige Nullpunkt können parametriert bzw.
frei gesetzt werden.
• Es sind 1 Server SDO und 2 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 spannungsausfallsicher 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“.
Die „Guard time“, der „Life time factor“ und der CAN Identifier des Guard
Objektes sind konfigurierbar 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.
*) Werkseitige Default-Einstellungen siehe „Parameterliste“, Seite 6
DEUTSCH

Technische Daten
Maße
Status-
LED
Ø 5,3
75
90
45
60 41
6
M12x1
60
X-
-Y
Y
X
Aluminium, schwarz eloxiert
Aluminium, natur
Befestigungsbohrungen für 4 x M5
IP 67
M12-Steckverbinder für Betriebsspannung und CAN-Bus
5-polig (Typ Lumberg)
10 ... 30 V DC SELV
≤100 mA
-25 ... +85°C
-25 ... +85°C
±15°
parametrierbar bis 0,001°
0,01°
0,025°
< 0,0013°/K
< 0,006°/K
CAN Interface 2.0 B, ISO 11898
10 kBit/s ... 1 MBit/s (Defaulteinstellung 125 kBit/s)
CANopen, CiA DS 301 Version 3.0
0x20 (= 32)
Zweifarben-LED (Rot/Grün)
NEIGUNGSSENSOR CR2101
SEITE 4
Gehäuse
Trägerplatte
Montage
Schutzart
Anschluss
Betriebsspannung
Stromaufnahme
Betriebstemperatur
Lagertemperatur
Messbereich (pro Achse)
Auflösung
Hysterese
Genauigkeit
Temperaturstabilität
Nullpunktdrift
Empfindlichkeit
Schnittstelle
Baudrate
Kommunikationsprofil
Node-ID (Default)
Betriebsanzeige (Status-LED)

Montage
Der Neigungssensor wird gemäß Darstellung mit 4 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 Neigungsachsen
(siehe auch Gehäuseaufdruck).
Längsneigung = X-Achse (Trans PDO 1)
Querneigung = Y-Achse (Trans PDO 2)
Die angegeben Neigungswinkel-Vorzeichen zeigen die werksseitige Default-Einstellung
Elektrischer Anschluss
Vor der Inbetriebnahme ist zu beachten, daß die oben genannten Anschlüsse mit
den zugehörigen Potentialen belegt werden müssen.
Zum Schutz des gesamten Systems (Verkabelung und Sensor) ist die Versor-
gungsspannung mit max. 8 A abzusichern.
Um den elektrischen Störschutz sicherzustellen, muss das Gehäuse mit
GND verbunden werden (z.B. mit Fahrzeugmasse).
Zusätzlich muss die Anschlussleitung geschirmt werden !
NEIGUNGSSENSOR CR2101
SEITE 5
DEUTSCH
+15° -15°
X
+15° -15°
Y
QuerneigungLängsneigung
Montage-
fläche
2
43
1
5
Bezeichnung Pin Potential
Betriebsspannung 1 GND
2 10...30 V DC
CAN-Interface 3 CAN_GND
4 CAN_H
5 CAN_L

Parameter- und EMCY-Objekt-Übersicht
Über die Funktion „Restore“ (s. Objektverzeichnis, Index 1011) können die Para-
meter (Ausnahme Baudrate und Node-ID) mit den werkseitig hinterlegten
Default-Werten belegt werden. Diese sind dann nach dem nächsten Einschalten
der Versorgungsspannung gültig.
Parameterliste
Life Time Factor 0 wird als 1 interpretiert
Das erste Guardprotokoll wird als “Start Guarding” gewertet, auch wenn zu die-
sem Zeitpunkt das Guarding noch nicht aktiviert ist (Guardtime = 0).
NEIGUNGSSENSOR CR2101
SEITE 6
Index Defaultwert Änderung Änderung
Parameter im Objekt- (werksseitig automatisch wirksam
verzeichnis eingestellt) gesichert
Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 5FFF
Resolution 2000 0x01 (0,001°) Ja Nach Pre-Op
Slope Long Sign 2011 0x00 ja sofort
PDO 1 (gem. Herstellerangabe)
Slope Long Offset 2013 0x00 Ja sofort
Slope Cross Sign 2021 0x00 ja sofort
PDO 2 (gem. Herstellerangabe)
Slope Cross Offset 2023 0x00 Ja sofort
Node-ID 20F0, 20F1 0x20 (= 32) ja nach Reset
Baudrate 20F2, 20F3 0x03 (= 125 kBit/s) ja nach Reset
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 100D 0x00 ja sofort
COB ID Guarding 100E 0x700 + Node ID ja sofort
COB ID EMCY 1014 0x80 + Node ID ja sofort
COB ID Trans PDO 1 1800 01 0x180 + Node ID nein sofort
Trans Type Trans PDO 1 1800 02 synchron 1 ja sofort
COB ID Trans PDO 2 1801 01 0x280 + Node ID nein sofort
Trans Type Trans PDO 2 1801 02 synchron 1 ja sofort

EMCY Objekt
Folgende Fehlercodes gemäß DS-301 werden unterstützt:
Bei Guard Error und/oder Synch Error wird der CANopen Status nicht gewechselt.
Betriebsanzeige (Status-LED)
DEUTSCH
NEIGUNGSSENSOR CR2101
SEITE 7
Zusatz
code
EMCY
Code Error Reg Beschreibung
0x8100 0x11
„Monitoring“ (Guarding Error)
- für die „guard time“ x „life time factor“ wird kein
guard objekt empfangen
Reset bei erneuter Kommunikation
0x8200 0x11
0x00
0x00
„Monitoring“ (Synch Error)
- für „communication cycle“ wird kein synch objekt empfangen
Nur in OPERATIONAL
Reset bei Synch-OBJ bzw. PREOP
0x6300 0x81 0b0000xxxx
Bereichsüber- oder unterschreitung des Neigungssensors
0001 long (X) Bereichsüberschreitung
0010 long (X) Bereichsunterschreitung
0100 cross (Y) Bereichsüberschreitung
1000 cross (Y) Bereichsunterschreitung
Achtung! Bei einer Bereichsüber- oder unterschreitung
ist der übertragene Neigungswert nicht gültig!
0x6100 0x11 0x00
0x6101 0x11 „Internal Software“: - Überlauf einer Tx-Queue; z.B. Gerät kommt nicht auf den Bus;
Reset nur extern über Eintrag in 1003 00
0x00
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
„Internal Software“:
- Überlauf einer Rx-Queue; z.B. Frequenz der Rx PDOs zu groß;
Reset nur extern über Eintrag in 1003 00

Objektverzeichnis
Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 5FFF
NEIGUNGSSENSOR CR2101
SEITE 8
Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung
2000 0 resolution u16, rw 0x01 Meßwertauflösung
für beide Achsen
1 = Neigung wird als signed int
in 0,001 Grad angegeben
10 = Neigung wird als signed int
in 0,01 Grad angegeben
100 = Neigung wird als signed int
in 0,1 Grad angegeben
1000 = Neigung wird als signed int
in 1,0 Grad angegeben
2010 0 slope long s16, ro - Neigung der Längsachse ( X-Achse )
2011 0 slope long sign boolean 0x00 Vorzeichensteuerung
rw der Längsachsen-Neigung;
0 = entsprechend Herstellerangabe
(siehe auch Geräteaufdruck)
1 = invertiert
2012 0 slope long zero NULL - Zugriff auf diesen Eintrag setzt den
wo Applikations-Nullpunkt der Längsachse.
Die aktuell anstehende Neigung der
Längsachse wird als Applikationsoffset
weiterverarbeitet
2013 0 slope long offset s16, rw 0x00 Beinhaltet den aktuellen Applikations-
offset der Längsachse.
Der Applikationsoffset kann hier gezielt
eingestellt oder nach "slope long zero"
ausgelesen werden
2020 0 slope cross s16, ro - Neigung der Querachse ( Y-Achse )
2021 0 slope cross sign boolean 0x00 Vorzeichensteuerung
rw der Querachsen-Neigung;
0 = entsprechend Herstellerangabe
(siehe auch Geräteaufdruck)
1 = invertiert
2022 0 slope cross zero NULL - Zugriff auf diesen Eintrag setzt den
wo Applikations-Nullpunkt der Querachse.
Die aktuell anstehende Neigung der
Längsachse wird als Applikationsoffset
weiterverarbeitet
2023 0 slope cross offset s16, rw 0x00 Beinhaltet den aktuellen Applikations-
offset der Querachse.
Der Applikationsoffset kann hier gezielt
eingestellt oder nach "slope cross zero"
ausgelesen werden

Objektverzeichnis
Herstellerspezifische Profile; Index 2000 bis 5FFF
DEUTSCH
NEIGUNGSSENSOR CR2101
SEITE 9
Erläuterung der Abkürzungen:
0x... = hexadezimaler Zahlenwert
rw = read-write
ro = read only
s16 = signed 16 bit
u8 = unsigned 8 bit
u16 = unsigned 16 bit
wo = write only
(siehe auch „Begriffe und Abkürzungen“, Seite 20)
Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung
20F0 0 Einstellung u8, rw 0x20 Node ID unter dem der Sensor im
Node ID (= 32) CANopen Netz angesprochen wird
20F1 0 Einstellung u8, rw 0x20 Node ID unter dem der Sensor im
Node ID (= 32) CANopen Netz angesprochen wird
Eine Node ID Änderung wird nur dann übernommen,
wenn in den Einträgen 20F0 und 20F1 der gleiche geänderte Wert eingetragen ist.
Werte kleiner 1 / größer 127 werden nicht übernommen; die bestehende Einstellung bleibt erhal-
ten. Damit die neuen Einträge gültig werden, muss nach dem Einstellen der Node ID ein Reset
ausgelöst werden (Aus-/Einschalten des Sensors).
20F2 0 Einstellung u8, rw 0x03 Baudrate des CAN-Netzes
Baudrate 0 = 1000 kBaud
1 = 500 kBaud
2 = 250 kBaud
3 = 125 kBaud
4 = 100 kBaud
5 = 50 kBaud
6 = 20 kBaud
7 = 10 kBaud
20F3 0 Einstellung u8, rw 0x03 Baudrate des CAN-Netzes
Baudrate (wie vor)
Eine Baudrate Änderung wird nur dann übernommen,
wenn in den Einträgen 20F2 und 20F3 der gleiche geänderte Wert eingetragen ist.
Werte größer 7 werden nicht übernommen; die bestehende Einstellung bleibt erhalten.
Damit die neuen Einträge gültig werden, muss nach dem Einstellen der Baudrate ein Reset
ausgelöst werden (Aus-/Einschalten des Sensors).

Objektverzeichnis
Kommunikationsprofile; Index 1000 bis 1FFF
NEIGUNGSSENSOR CR2101
SEITE 10
Index S-Idx Name Typ Default Beschreibung
1000 0 device type u32, ro 0x80191 Prof. 401;
analog Ausgänge
1001 0 error register u8, ro 0x00 Bitcodiert gemäß Prof. 301;
unterstützt wird:
0b 0000 0000 kein Fehler
0b 0000 0001generic error
0b 00010000 communication 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
1004 0 number of u32, ro 0x00002 2 Trans PDOs werden unterstützt
PDOs
1 number of u32, ro 0x00002 Die PDOs können synchron übertragen
synch PDOs werden
2 number of u32, ro 0x00002 Die PDOs können asynchron übertragen
asynch PDOs werden
1005 0 COB ID u32, rw 0x80000080 - Sensor erwartet Synch Meldung
synch objekt (Bit 31 = 1)
- Sensor generiert keine Synch Meldung
(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 CR2101 Gerätebezeichnung
1009 0 HW Version str, ro x.x Hardware Version
100A 0 SW Version str, ro x.x Software Version
100B 0 Node ID u32, ro nur zur Abfrage
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.