Kübler LWLA.S Series Service manual

deutsch
R60363.0009 - Index 2 (Deutsch ist die Originalfassung)
Montage- und Bedienungsanleitung
LWL-Sendermodule: LWLA.SXX
LWL-Empfängermodule: LWLA.EXX
1. Sicherheits- und Warnhinweise
Benutzen Sie diese LWL-Module nur
• bestimmungsgemäß
• in technisch einwandfreiem
Zustand
• unter Beachtung der Bedienungs-
anleitung und den allgemeinen
Sicherheitsbestimmungen.
2. Allgemeine Sicherheits- und Warnhinweise
1. Vor Durchführung von Installations- oder Wartungsarbeiten stellen Sie bitte sicher, dass die
LWL-Module von der Versorgungsspannung getrennt sind.
2. Setzen Sie die LWL-Module nur bestimmungsgemäß ein: In technisch einwandfreiem Zustand.
Unter Beachtung der Bedienungsanleitung und den allgemeinen Sicherheitsbestimmungen.
3. Beachten Sie länder- und anwendungsspezifische Bestimmungen.
4. Die Module sind nicht geeignet für den explosionsgeschützten Bereich und den Einsatzberei-
chen, die in EN 61010 Teil 1 ausgeschlossen sind.
5. Die LWL-Module dürfen nur im ordnungsgemäß eingebautem Zustand entsprechend dem
Kapitel “Technische Daten” betrieben werden.
3. EG-Konformitätserklärung
Die LWL-Module der Typenreihe LWLA (Sender und Empfänger) stimmen mit folgenden Normen oder
normativen Dokumenten überein:
• EN 55011 Klasse B
• EN 61000-6-2: 2006
4. Beschreibung
Das System besteht aus einem LWL-Sender und einem LWL-Empfänger. Der LWL-Sender wandelt
die elektrischen Daten eines üblichen absoluten Drehgebers mit Synchronem Seriellem Interface
(SSI) in optische Lichtwellenleiter-Signale um. Das Empfängermodul wandelt die optischen Signale
wieder in elektrische SSI-Signale zurück. Über nur eine Glasfaser können die Absolutwerte bis
zu 2000 m zuverlässig übertragen werden. Mittels Drehschalter an der Modul-Frontseite kann die
Auflösung von 1 ... 99 bit eingestellt werden. Beide Module besitzen LEDs, die eine Diagnostik von
Betriebsstörungen gestatten. Das Empfängermodul besitzt außerdem noch einen Alarm-Ausgang.
DEU - S. 1

DEU - S. 2
5. Die Module können in folgenden Varianten geliefert werden
Bestellbezeichnung Funktion Versorgungsspannung Anschluss
LWLA.S10 LWL-Sender 10 … 30 V DC Klemmenanschluss
LWLA.S40 LWL-Sender 5 V DC ± 5% Klemmenanschluss
LWLA.S11 LWL-Sender 10 … 30 V DC Sub-D, 9-polig
LWLA.S41 LWL-Sender 5 V DC ± 5% Sub-D, 9-polig
LWLA.E10 LWL-Empfänger 10 … 30 V DC Klemmenanschluss
LWLA.E40 LWL-Empfänger 5 V DC ± 5% Klemmenanschluss
LWLA.E11 LWL-Empfänger 10 … 30 V DC Sub-D, 9-polig
LWLA.E41 LWL-Empfänger 5 V DC ± 5% Sub-D, 9-polig
6. Technische Daten
Bezeichnung Kennwert
Konstruktionsart Gehäuse für DIN-Schienenmontage nach
EN 50022
Abmessungen (B x L H) 19 x 110,8 x 92,3 mm
Gehäusefarbe RAL 7035 Lichtgrau
Schutzart nach EN 60529 IP40, Klemmen IP20
LWL-Anschluss ST-Stecker an der Gehäuseunterseite
Klemmen Berührungssicher, max. Aderquerschnitt:
0,14 -1,5 mm2, mit Aderendhülse 0,25 – 1 mm²
(nicht für HDSubD 15)
Glasfaser Multimode – Faser, 50/125 µm, 62,5/125 µm
Max. LWL-Übertragungslänge bei 850 nm 2000 m
Anzeige LWL-Synchronisation Empfänger Grüne LED leuchtet bei vorhandener Synchro-
nisation und blinkt bei Synchronisationsausfall
oder Unterbrechung des LWL
Abtastrate der Eingangssignale 10 MSamples/s
Versorgungsspannung 10 … 30 V bzw. 5 V ± 5%
Leistungsaufnahme (Einzelmodul) < 1 W
Verpolungsschutz der Betriebsspannung vorhanden
Elektrische Eingänge LWL-Sender bzw.
Ausgänge LWL-Empfänger
Takt C+ und C-, RS422
Daten D+ und D-, RS422
/Error NPN-Eingang am Sender,
Open-Drain-Ausgang am Empfänger
Max. Taktfrequenz LWL-Sender und
LWL-Empfänger
1 MHz
Signalverzögerung des Übertragungssystems
(ohne LWL)
< 500 ns

deutsch
Optische Wellenlänge Infrarot 850 nm
Betriebstemperaturbereich -10°C bis +70°C
Störfestigkeit EN 61000-6-2
Störaussendung EN 55011 Klasse B
7. Einsatzgebiete
Einsatzgebiete für die LWL-Module sind vor allem dann gegeben, wenn Signale in stark gestörter
Umgebung übertragen werden sollen, oder wenn aufgrund starker Erdpotentialdifferenzen zwischen
Signalquelle und Auswerteeinrichtung eine Potentialtrennung erforderlich ist.
Große Erdpotentialdifferenzen treten im Allgemeinen auch bei größerer räumlicher Entfernung
zwischen Drehgeber und SPS oder anderer Auswerteelektronik auf.
Das LWL-Kabel ist fehlersicher, d.h. es stellt bei Beschädigung keine Gefährdung dar. Da als lich-
temittierendes Bauelement kein Laser, sonder eine Lichtemitterdiode verwendet wird, geht auch
bei direkter Sicht auf den offenen Stecker oder die gebrochene Glasfaser keine Gefährdung von der
Übertragungsstrecke aus. Der LWL kann durch explosionsgefährdete Bereiche verlegt werden.
Eine Besonderheit des verwendeten Übertragungsverfahrens besteht daran, dass das SSI-Signal
ohne die störenden Umlaufverzögerungen (Round-Trip-Delay) zwischen Takt und Daten übertragen
wird. Hierdurch ist auch ein schnelles Auslesen des Gebers bei Leitungslängen über 2000 m möglich.
8. Anschluss der Module
Die Takt- und Datenleitungen sind paarig zu führen, d.h. die beiden Adern eines Signals sind in
paarverseilten Kabeln zu führen. Eine Verwendung von bündelverseilten Kabeln (sog. Steuerkabel)
ist nicht zulässig, da hierbei weder die korrekte Signalübertragung noch die EMV-Kennwerte sicher-
gestellt werden können.
Die Kabelabschirmung ist beidseitig anzuschließen d.h. am Drehgeber und am LWL-Sender bzw. am
LWL-Empfänger und am Auswertegerät. Hierfür sind die Anschlüsse GND/Schirmung vorgesehen.
Die RS422-Ausgänge erfordern am Signalempfänger einen Differenzeingang mit einem Eingangswi-
derstand von 100 – 120 Ω. Die Ausgänge der Module sind nur bedingt kurzschlussfest, so dass ein
Kurzschluss untereinander oder gegen Masse unbedingt zu vermeiden ist.
Ein Überschreiten der Speisespannung für die Module mit 5 V Speisespannung über einen Wert von
ca. 6 V hinaus führt zum Abschmelzen der geräteinternen Sicherung und muss deshalb vermieden
werden. Für die Module mit einer Speisespannung von 10 – 30 V liegt dieser Wert bei 33 V.
Die Sicherung ist beim Hersteller zu ersetzen. Der Versuch der Selbstreparatur führt zum Verlust der
Gewährleistung.
Zur Verbindung der Module untereinander können Multimode-LWL-Kabel 50/125 µm oder 62,5/125 µm
benutzt werden. Singlemode-LWL-Fasern sind nicht verwendbar.
Bewahren Sie die Staubschutzkappen der optischen Sender und Empfänger auf, und verschließen
Sie diese wieder damit, wenn kein LWL an den Modulen angeschlossen ist, um eine Verschmutzung
durch Staub oder andere Stoffe zu verhindern.
DEU - S. 3

DEU - S. 4
9. Anschlussbelegung
LWL-Sender
Anschlussart Steckbarer Schraubklemmenanschluss
0Signal: 0 V +V C+ C- D+ D- Eingang
/Error –––H
Pin Buchse 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Anschlussart Steckbarer Anschluss, Sub-D9
1Signal: 0 V +V Eingang /Error D- D+ C- C+ – H
Pin Buchse 1 2 3 4 5 6 7 8 9
LWL-Empfänger
Anschlussart Steckbarer Schraubklemmenanschluss
0Signal: 0 V +V C+ C- D+ D- Ausgang /Error –––H
Pin Buchse 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Anschlussart Steckbarer Anschluss, Sub-D9
1Signal: 0 V +V Ausgang /Error D- D+ C- C+ – H
Pin Buchse 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Stromversorgung
Schraubklemme, 2-polig
Signal: 0 V +V Die Kontakte 1/2 des 2-poligen Steckverbinders sind
mit den Kontakten 1/2 des 11-poligen bzw. 1/2 des
Sub-D-Steckverbinders verbunden.
Pin Buchse 1 2
+V: Versorgungsspannung +V DC D+, D- : Datensignal
0 V: Masse GND (0 V) H: Schirm
C+, C- : Taktsignal
10. Betrieb der Module - Sender
Nach dem Anschluss aller Leitungen sind die DIP-Schalter an der Gerätevorderseite des Senders
nach Abnehmen der Frontplatte (Rastung an der Oberseite mit einem Schraubendreher vorsichtig
nach unten drücken) entsprechend einzustellen.
Schalter SW 1 (DIP) Taktfrequenz für den Sensor/Drehgeber
Ein (on) 1 MHz
Aus (off) 500 kHz

deutsch
DEU - S. 5
Im Interesse einer schnellen Datenaktualisierung ist die höhere Frequenz zu wählen, wenn der
Sensor/Drehgeber das zulässt.
Schalter SW 2 (DIP) Pause zwischen den Taktimpulspaketen
Ein (on) 20 µs
Aus (off) 40 µs
Im Interesse einer schnellen Datenaktualisierung ist die kleinere Zeit zu wählen, sofern die Mono-
flopzeit des Sensors/Drehgebers das zulässt. Der gewählte Wert muss größer als die Monoflopzeit
des Sensors bzw. Drehgebers sein.
Die rote LED dient zur Einstellkontrolle; wenn sie in der Stellung „Ein“ leuchtet, ist die Monoflopzeit
des angeschlossenen Gerätes größer als 20 µs.
Der Schalter ist dann auf „Aus“ zu stellen, wonach die rote LED verlöschen muss.
Mit den Drehschaltern „X 10“ und „X 1“ wird die erforderliche Taktimpulsanzahl eingestellt. Der
Einstellbereich der Schalter reicht von 1 bis 99 bit. In der Schalterstellung „00“ wird kein Impuls
ausgegeben; der Taktausgang verbleibt auf logisch High.
Beispiel: Angeschlossen ist ein Multiturn-Drehgeber mit 25 bit. Der Schalter „X 10“ ist in die Stellung
2 zu schalten, der Schalter „X 1“ in die Stellung 5.
LED-Signalisierung
LED Betriebszustand
Power (grün) Speisespannung liegt an und ist richtig gepolt
Error (rot) Die Monoflopzeit des angeschlossenen Gerätes ist größer als die
mit SW 2 eingestellte Zeit
11. Betrieb der Module – Empfänger
Der LWL-Empfänger erfordert keine Einstellungen. Er erhält die erforderlichen Steuerungsinformatio-
nen gemeinsam mit den Daten vom Sender.
An der angeschlossenen Steuerung ist dafür Sorge zu tragen, dass die korrekte Impulsanzahl zum
Auslesen des LWL-Empfängers abgegeben wird.
Ein Rundlaufbetrieb mit durchgehendem Takt der Steuerung ist nicht vorgesehen.
Wenn die Steuerung eine größere Impulsanzahl abgibt, als am Sender eingestellt, werden die Daten
richtig bis zur eingestellten Impulszahl ausgegeben. Alle weiteren Taktimpulse von der Steuerung
führen zur Ausgabe von Nullen am Datenausgang.
Die Monoflopzeit des LWL-Empfängers ist kleiner 12 µs.

LED-Signalisierung
LED Betriebszustand
Power (grün) leuchtet dauerhaft Speisespannung liegt an und ist richtig gepolt,
optische Verbindung i.O.
Error (grün) blinkt Speisespannung des LWL-Senders fehlt oder der LWL ist
unterbrochen.
Error-Ausgang LWL-Empfänger
Wenn der /Error- bzw. Statusausgang des Drehgebers/Sensors ausgewertet werden soll, ist dieser
an Pin 7 (11-Polig) bzw. Pin 3 (SubD) verfügbar. Er ist wie am Sensor /Drehgeber als Open-Drain-
Ausgang ausgeführt und Low-aktiv.
Der Ausgang kann mit 50 mA belastet werden und besitzt einen Serienwiderstand von 51 Ω.
Für die ordnungsgemäße Funktion dieses Ausgangs ist die richtige Polung des angeschlossenen
Stromkreises zu beachten.
12. Maßbilder
Maße in mm [inch]
19,0 [0.75]
19,0 [0.75]
73,5 [2.89]
75 [2.95]
92,3 [3.63]
21,7 [0.85]
DEU - S. 6

english
R60363.0009 - Index 2 (German is the original version)
Mounting and Operating Instructions
Optical fiber transmitter modules: LWLA.SXX
Optical fiber receiver modules: LWLA.EXX
1. Notes on safety and warnings
Use these optical fiber modules only
• according to their intended use
• in perfect technical condition
• subject to observation of the
operating instructions and of the
general safety regulations.
2. General notes on safety and warnings
1. Before carrying out any installation or maintenance work, please make sure that the optical
fiber modules are disconnected from the power supply.
2. Use the optical fiber modules only in accordance with specifications:
3. In perfect technical condition. Subject to observation of the operating instructions and of the
general safety regulations.
4. Comply with country-specific and application-specific regulations.
5. The modules are not suitable for explosion-protected areas and for the areas of application
excluded in standard EN 61010 Part 1.
6. The optical fiber modules may be operated only in properly installed state, in compliance with
chapter “Technical data”.
3. EC Declaration of Conformity
The optical fiber modules of the type series LWLA (transmitter and receiver) comply with the
following standards or normative documents:
• EN 55011 class B
• EN 61000-6-2: 2006
4. Description
The system is made of an optical fiber transmitter and of an optical fiber receiver. The optical fiber
transmitter module converts the electrical data of a usual absolute encoder equipped with a
synchronous serial interface (SSI) into optical fiber signals. The optical fiber receiver module
converts the optical signals back into electrical SSI signals. One single glass fiber is sufficient to
transmit the absolute values reliably at distances up to 2000 m. A rotary switch on the front side of
the module allows setting the resolution to 1 ... 99 bits. Both modules are equipped with LEDs, al-
lowing a diagnosis of operating troubles. In addition, the receiver module also has a general alarm
output.
ENG- P. 1

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5. The modules are available in the following variants:
Order code Function Power supply Connection
LWLA.S10 Optical fiber transmitter 10 … 30 V DC Terminal connection
LWLA.S40 Optical fiber transmitter 5 V DC ± 5% Terminal connection
LWLA.S11 Optical fiber transmitter 10 … 30 V DC Sub-D, 9-pole
LWLA.S41 Optical fiber transmitter 5 V DC ± 5% Sub-D, 9-pole
LWLA.E10 Optical fiber receiver 10 … 30 V DC Terminal connection
LWLA.E40 Optical fiber receiver 5 V DC ± 5% Terminal connection
LWLA.E11 Optical fiber receiver 10 … 30 V DC Sub-D, 9-pole
LWLA.E41 Optical fiber receiver 5 V DC ± 5% Sub-D, 9-pole
6. Technical data
Designation Description
Type Housing for DIN rail mounting according to
EN 50022
Dimensions (W x L H) 19 x 110.8 x 92.3 mm [0.75 x 4.36 x 3.63“]
Housing color RAL 7035 light-gray
Protection according to EN 60529 IP40, terminals IP20
Optical fiber connection ST plug connector on the bottom side of the
housing
Terminals Protected against contact, max. conductor cross
section: 0.14 -1.5 mm2, with wire-end sleeve 0.25 -
1 mm² (not for HDSubD 15)
Glass fiber Multimode fiber, 50/125 µm, 62.5/125 µm
Max. optical transmission distance at 850 nm 2000 m
Optical fiber receiver synchronization
indication
Green LED lights up when synchronized and fla-
shes in case of synchronization failure or optical
fiber breakage
Input signals sampling rate 10 MSamples/s
Power supply 10 … 30 V or 5 V ± 5%
Power consumption (individual module) < 1 W
Operating voltage
reverse polarity protection
Available
Electrical inputs (optical fiber transmitter) and
outputs (optical fiber receiver)
Clock pulse C+ and C-, RS422
Data D+ and D-, RS422
/Error NPN input on the transmitter,
open-drain output on the receiver
Max. clock frequency of optical fiber
transmitter and optical fiber receiver
1 MHz

english
Transmission system signal delay
(without optical fiber)
< 500 ns
Optical wavelength 850 nm infrared
Operating temperature range -10°C ... +70°C [+14°F ... +158°F]
Immunity to interference EN 61000-6-2
Emitted interference EN 55011 class B
7. The optical fiber modules are mainly used when signals are to be transmitted in environments
with strong interferences or when, due to high ground potential differences between the signal
source and the signal processing equipment, potential separation is necessary.
High ground potential differences generally appear also in case of large distances between the
encoder and the PLC or any other processing electronics.
The optical fiber cable is failure-safe: it does not constitute any danger in case of damage. Since the
light-emitting component used is not a laser, but a light-emitting diode, the transmission line is totally
safe, even when looking directly into the opened connector or into the broken glass fiber.
The optical fiber cable can be routed through explosive areas.
A specific feature of the transfer mode used is the fact that the SSI signal is transmitted without the
troubles due to the round-trip delays between the clock and the data. This allows also a quick read-
ing of the encoder even when using cable lengths exceeding 2000 m.
8. Connecting the modules
The clock pulse and data lines are to be routed in pairs, i.e. the two lines of a signal are to be routed
in paired cables. The use of bundle-stranded cables (so-called control cables) is not permissible,
since in this case neither the correct signal transmission nor the EMC values can be ensured.
The cable shielding is to be connected on both sides, i.e. to the encoder and to the optical fiber
transmitter or to the optical fiber receiver and to the evaluation unit. To this purpose, the connections
are provided with GND/shielding.
The RS422 outputs on the signal receiver require a differential input with an input impedance of
100 - 120 Ω.
The outputs of the modules are short-circuit-proof to a limited extent only, so that it is
absolutely necessary to avoid a short circuit with each other or with the ground.
Any exceeding of the power supply for the modules with 5 V power supply beyond a value of
approx. 6 V leads to the melting of the fuse located inside the unit and must therefore be avoided.
For the modules with a power supply of 10 - 30 V, this value is 33 V.
The fuse is to be replaced by the manufacturer. Any attempt to repair the device voids the guarantee.
The modules may be connected together using 50/125 µm or 62.5/125 µm multimode optical fiber
cables. Single mode optic fibers cannnot be used.
ENG - P. 3

ENG - P. 4
Keep the dust protection caps of the optical transmitters and receivers and use them for closing
them again if no optical fiber guide is connected to the modules, in order to prevent any dirt accumu-
lation through dust or other materials.
9. Terminal assignment
Optical fiber transmitter
Type of
connection
Plug-in screw terminal connection
0
Signal: 0 V +V C+ C- D+ D- Input
/Error –––H
Pin female
contact: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Type of
connection
Plug-in connector, Sub-D9
1
Signal: 0 V +V Input
/Error D- D+ C- C+ – H
Pin female
contact: 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Optical fiber receiver
Type of
connection
Plug-in screw terminal connection
0
Signal: 0 V +V C+ C- D+ D- Output
/Error –––H
Pin female
contact: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Type of
connection
Plug-in connector, Sub-D9
1
Signal: 0 V +V Output
/Error D- D+ C- C+ – H
Pin female
contact: 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Power supply
Screw terminal, 2-pin
Signal: 0 V +V Contacts 1/2 of the 2-pin plug-in screw terminal
are connected to contacts 1/2 of the 11-pin plug-in
screw terminal or with contacts 1/2 of the Sub-D
connector.
Pin female
contact:
1 2
+V: Power supply +V DC D+, D- : Data signal
0 V: Power supply ground GND (0 V) H: Shield
C+, C- : Clock signal

english
ENG - P. 5
10. Operating the modules - transmitter
After the connection of all lines, the DIP switches are to be set accordingly on the front side of
the transmitter after removing the front panel (carefully press latch on the upper side down with a
screwdriver).
Switch SW 1 (DIP) Clock frequency for the sensor/encoder
On 1 MHz
Off 500 kHz
In the interest of a fast data update, the higher frequency is to be selected if the sensor/encoder
allows this.
Switch SW 2 (DIP) Pause between the clock pulse packages
On 20 µs
Off 40 µs
In the interest of a fast data update, the shorter time is to be selected, provided that the monoflop
time of the sensor/encoder allows this. The selected value must be larger than the monoflop time of
the sensor or rotation encoder.
The red LED is used for checking the setting; if it lights up in the “On” setting, the monoflop time of
the connected device is larger than 20 µs.
The switch is then to be set to “Off“, after which the red LED must go out.
The rotary switches „X 10“ and „X 1“ allow setting the necessary number of clock pulses. The set-
ting range of the switches reaches from 1 to 99 bits. In switch position “00“, no pulse is output; the
clock output remains on logical High.
Example: a 25-bit multiturn encoder is connected. Switch “X 10“ is to be switched to setting 2, switch
“X 1“ to setting 5.
LED signalling
LED Operating state
Power (green) Power supply applied and poled correctly
Error (red) Monoflop time of the connected device larger than the time
set with SW 2
11. Operation of the modules - receiver
The optical fiber receiver does not require any settings. It is provided with the necessary control
information together with the data from the transmitter.
It is therefore to be made sure on the connected controller that the correct pulse number is submit-
ted for the read-out of the optical fiber receiver.
A round-loop operation with continuous clock pulse from the control is not provided.

Kübler Group
Fritz Kübler GmbH
Schuberstr. 47
D-78054 Villingen-Schwenningen
Germany
Phone: [phone]
Fax: [phone]
[e-mail]
www.kuebler.com
R60363.0009 - Index 2
19,0 [0.75]
19,0 [0.75]
73,5 [2.89]
75 [2.95]
92,3 [3.63]
21,7 [0.85]
If the control submits a greater pulse number than set on the transmitter, the data is output correctly
up to the set pulse number. All further clock pulses from the control lead to the output of zeroes at
the data output.
The monoflop time of the optical fiber receiver is shorter than 12 µs.
LED signalling
LED Operating state
Power (green) lights up
permanently
Power supply applied and poled correctly,
optical link is established
Power (green) flashes Power supply of the optical fiber transmitter is missing or
optical fiber breakage.
Optical fiber receiver error output
If the /Error and Status output of the encoder/sensor is to be evaluated, this output is available on
Pin7 (11-pole) and Pin 3 (SubD). As on the sensor/encoder, it is implemented as an open-drain outlet
with low active.
The output can be loaded with 50 mA and has a series resistance of 51 Ω.
For the proper operation of this output, the correct polarity of the connected electric circuit is to be
ensured.
7. Dimensions
Dimensions in mm [inch]