CL3-E CANopen, USB, Modbus RTU Technisches Handbuch

Übergeordnetes Thema: Spezielle Funktionen

Digitale Ein- und Ausgänge

Diese Steuerung verfügt über digitale Ein- und Ausgänge.

Bitzuordnung

Die Software der Steuerung ordnet jedem Eingang und Ausgang zwei Bits im jeweiligen Objekt (z.B. 60FDh Digital Inputs bzw. 60FEh Digital Outputs) zu:

Das erste Bit entspricht der Spezialfunktion eines Ausgangs oder Eingangs. Diese Funktionen sind immer verfügbar auf den Bits 0 bis einschließlich 15 des jeweiligen Objekts. Darunter fallen die Endschalter und der Referenzschalter bei den digitalen Eingängen und die Bremsensteuerung bei den Ausgängen.
Das zweite Bit zeigt den Aus-/Eingang an sich als Pegel, diese sind auf Bit 16 bis 31 verfügbar.


Beispiel
	Um den Wert des Ausgangs 2 zu manipulieren, ist immer Bit 17 in 60FE_h zu benutzen. Um die Spezialfunktion "Negativer Endschalter" des Eingangs 1 zu aktivieren, ist Bit 0 in 3240_h:01_h zu setzen, und um den Zustand des Eingangs abzufragen ist Bit 0 in 60FD_h zu lesen. Das Bit 16 in 60FD_h zeigt ebenfalls den Zustand des Eingangs 1 (unabhängig davon, ob die Spezialfunktion des Eingangs aktiviert wurde oder nicht). In der nachfolgenden Zeichnung ist diese Zuordnung graphisch dargestellt.

Digitale Eingänge

Übersicht

Anmerkung: Bei Digitaleingängen mit 5 V darf die Länge der Zuleitungen 3 Meter nicht überschreiten.

Anmerkung: Die digitalen Eingänge werden einmal pro Millisekunde erfasst. Signaländerungen am Eingang kürzer als eine Millisekunde werden nicht verarbeitet.

Folgende Eingänge stehen zur Verfügung:


Eingang	Sonderfunktion	Schaltschwelle umschaltbar	Differenziell / single-ended
1	Negativer Endschalter	nein, 5 V	single-ended
2	Positiver Endschalter	nein, 5 V	single-ended
3	Referenzschalter	nein, 5 V	single-ended
4	keine	nein, 5 V	single-ended
5	keine	nein, 5 V	single-ended

Objekteinträge

Über die folgenden OD-Einstellungen kann der Wert eines Eingangs manipuliert werden, wobei hier immer nur das entsprechende Bit auf den Eingang wirkt.

3240_h:01_h (Special Function Enable): Dieses Bit erlaubt Sonderfunktionen eines Eingangs aus- (Wert "0") oder einzuschalten (Wert "1"). Soll Eingang 1 z. B. nicht als negativer Endschalter verwendet werden, so muss die Sonderfunktion abgeschaltet werden, damit nicht fälschlicherweise auf den Signalgeber reagiert wird. Auf die Bits 16 bis 31 hat das Objekt keine Auswirkungen.

Die Firmware wertet folgende Bits aus:
- Bit 0: Negativer Endschalter (siehe Begrenzung des Bewegungsbereichs)
- Bit 1: Positiver Endschalter (siehe Begrenzung des Bewegungsbereichs)
- Bit 2: Referenzschalter (siehe Homing)
- Bit 3: Interlock (siehe Interlock-Funktion)
Sollen z. B. zwei Endschalter und ein Referenzschalter verwendet werden, müssen Bits 0-2 in 3240_h:01_h auf "1" gesetzt werden.
3240_h:02_h (Function Inverted): Dieser Subindex wechselt von Schließer-Logik (ein logischer High-Pegel am Eingang ergibt den Wert "1" im Objekt 60FD_h) auf Öffner-Logik (der logische High-Pegel am Eingang ergibt den Wert "0").

Das gilt für die Sonderfunktionen (außer den Takt- und Richtungseingängen) und für die normalen Eingänge. Hat das Bit den Wert "0" gilt Schließer-Logik, entsprechend bei dem Wert "1" die Öffner-Logik. Bit 0 wechselt die Logik des Eingangs 1, Bit 1 die Logik des Eingangs 2 usw.
3240_h:03_h (Force Enable): Dieser Subindex schaltet die Softwaresimulation von Eingangswerten ein, wenn das entsprechende Bit auf "1" gesetzt ist.

Dann werden nicht mehr die tatsächlichen, sondern die in Objekt 3240_h:04_h eingestellten Werte für den jeweiligen Eingang verwendet.
3240_h:04_h (Force Value): Dieses Bit gibt den Wert vor, der als Eingangswert eingelesen werden soll, wenn das gleiche Bit im Objekt 3240_h:03_h gesetzt wurde.
3240_h:05_h (Raw Value): Dieses Objekt beinhaltet den unmodifizierten Eingabewert.
60FD_h (Digital Inputs): Dieses Objekt enthält eine Zusammenfassung der Eingänge und der Spezialfunktionen.

Verrechnung der Eingänge

Verrechnung des Eingangssignals am Beispiel von Eingang 1:

Der Wert an Bit 0 des Objekts 60FD_h wird von der Firmware als negativer Endschalter interpretiert, das Ergebnis der vollständigen Verrechnung wird in Bit 16 abgelegt.

Input Routing

Prinzip

Um die Zuordnung der Eingänge flexibler vornehmen zu können, existiert der sogenannte Input Routing Modus. Dieser weist ein Signal einer Quelle auf ein Bit in dem Objekt 60FD_h zu.

Aktivierung

Dieser Modus wird aktiviert, indem das Objekt 3240_h:08_h (Routing Enable) auf "1" gesetzt wird.

Anmerkung: Die Einträge 3240_h:01_h bis 3240:04_h haben dann keine Funktion mehr, bis das Eingangsrouting wieder abgeschaltet wird.

Anmerkung: Wird das Input Routing eingeschaltet, werden initial die Werte des 3242_h geändert und entsprechen der Funktion der Inputs, wie diese vor der Aktivierung des Input Routing war. Die Eingänge der Steuerung verhalten sich mit der Aktivierung des Input Routing gleich. Es sollte daher nicht zwischen dem normalen Modus und dem Input Routing hin- und her geschalten werden.

Routing

Das Objekt 3242_h bestimmt, welche Signalquelle auf welches Bit des 60FD_h geroutet wird. Der Subindex 01_h des 3242_h bestimmt Bit 0, Subindex 02_h das Bit 1, und so weiter. Die Signalquellen und deren Nummern finden Sie in den nachfolgenden Listen.


Nummer
dec	hex	Signalquelle
00	00	Signal ist immer 0
01	01	Physikalischer Eingang 1
02	02	Physikalischer Eingang 2
03	03	Physikalischer Eingang 3
04	04	Physikalischer Eingang 4
05	05	Physikalischer Eingang 5
06	06	Physikalischer Eingang 6
07	07	Physikalischer Eingang 7
08	08	Physikalischer Eingang 8
09	09	Physikalischer Eingang 9
10	0A	Physikalischer Eingang 10
11	0B	Physikalischer Eingang 11
12	0C	Physikalischer Eingang 12
13	0D	Physikalischer Eingang 13
14	0E	Physikalischer Eingang 14
15	0F	Physikalischer Eingang 15
16	10	Physikalischer Eingang 16
65	41	Hall Eingang "U"
66	42	Hall Eingang "V"
67	43	Hall Eingang "W"
68	44	Encoder Eingang "A"
69	45	Encoder Eingang "B"
70	46	Encoder Eingang "Index"
71	47	USB Power Signal

Die nachfolgende Tabelle beschreibt die invertierten Signale der vorherigen Tabelle.


Nummer
dec	hex	Signalquelle
128	80	Signal ist immer 1
129	81	Invertierter physikalischer Eingang 1
130	82	Invertierter physikalischer Eingang 2
131	83	Invertierter physikalischer Eingang 3
132	84	Invertierter physikalischer Eingang 4
133	85	Invertierter physikalischer Eingang 5
134	86	Invertierter physikalischer Eingang 6
135	87	Invertierter physikalischer Eingang 7
136	88	Invertierter physikalischer Eingang 8
137	89	Invertierter physikalischer Eingang 9
138	8A	Invertierter physikalischer Eingang 10
139	8B	Invertierter physikalischer Eingang 11
140	8C	Invertierter physikalischer Eingang 12
141	8D	Invertierter physikalischer Eingang 13
142	8E	Invertierter physikalischer Eingang 14
143	8F	Invertierter physikalischer Eingang 15
144	90	Invertierter physikalischer Eingang 16
193	C1	Invertierter Hall Eingang "U"
194	C2	Invertierter Hall Eingang "V"
195	C3	Invertierter Hall Eingang "W"
196	C4	Invertierter Encoder Eingang "A"
197	C5	Invertierter Encoder Eingang "B"
198	C6	Invertierter Encoder Eingang "Index"
199	C7	Invertiertes USB Power Signal


Beispiel
	Es soll der Eingang 1 auf Bit 16 des Objekts 60FD_h geroutet werden: Die Nummer der Signalquelle für Eingang 1 ist die "1". Das Routing für Bit 16 wird in das 3242_h:11_h geschrieben. Demnach muss das Objekt 3242_h:11_h auf den Wert "1" gesetzt werden.

Interlock-Funktion

Bei der Interlock-Funktion handelt es sich um eine Freigabe, die Sie über das Bit 3 in 60FD_h steuern. Steht dieses Bit auf "1", darf der Motor fahren. Steht das Bit auf "0", wird die Steuerung in den Fehlerzustand versetzt und die in 605E_h hinterlegte Aktion ausgeführt.

Um die Interlock-Funktion zu aktivieren, müssen Sie die Sonderfunktion einschalten, indem Sie das Bit 3 in 3240:01_h auf "1" setzen.

Mittels Input Routing legen Sie fest, welche Signalquelle auf Bit 3 des 60FD_h geroutet wird und die Interlock-Funktion steuern soll.


Beispiel
	Eingang 4 soll auf Bit 3 des Objekts 60FD_h geroutet werden, um die Interlock-Funktion zu steuern. Ein Low-Pegel soll zum Fehlerzustand führen. Um das Input Routing zu aktivieren, setzen Sie das 3240_h:08_h auf "1". Um den Eingang 4 auf Bit 3 zu routen, setzen Sie das 3242_h:04_h auf "4".

Digitale Ausgänge

Ausgänge

Die Ausgänge werden über das Objekt 60FE_h gesteuert. Dabei entspricht Ausgang 1 dem Bit 16 im Objekt 60FE_h, Ausgang 2 dem Bit 17 usw. wie bei den Eingängen. Die Ausgänge mit Sonderfunktionen sind in der Firmware wieder in den unteren Bits 0 bis 15 eingetragen. Im Moment ist nur Bit 0 belegt, das die Motorbremse steuert.

Beschaltung

Anmerkung: Beachten Sie immer die maximale Belastbarkeit des Ausgangs (siehe Anschlussbelegung).

Die Outputs sind als "Open Drain" realisiert. Demzufolge ist immer eine externe Spannungsversorgung nötig.

Anmerkung:

Beschädigung der Steuerung!
Die Elektronik kann beschädigt werden, wenn eine Spannung am Ausgang anliegt, die höher ist als die Versorgungsspannung (+UB) am X1.
► Legen Sie an die Ausgänge eine Spannung an, die kleiner oder gleich als die +UB ist.
► Schließen Sie keine Spannung an die Ausgänge an, wenn die Versorgungsspannung der Steuerung noch nicht anliegt.


Beispiel
	Es soll das digitale Ausgangssignal weiter verwendet werden. Dazu ist eine Beschaltung wie im nachfolgenden Bild zu realisieren. Bei einer Versorgungsspannung von +24 V wird ein Widerstandswert R_extern von 10 kΩ empfohlen.


Beispiel
	Es soll ein einfacher Verbraucher mit dem digitalen Ausgang gestellt werden.