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technischen Weiterentwicklung behält sich die KUNBUS GmbH das
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gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadensersatz.
Allgemeines
Markenschutz
– KUNBUS ist eine eingetragene Marke der KUNBUS GmbH
– Windows® und Microsoft® sind eingetragene Marken von Microsoft,
Corp.
– EtherCAT® ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie
lizenziert durch die Beckhoff Automation GmbH, Deutschland.
KUNBUS GmbH
Heerweg 15 C
73770 Denkendorf
Deutschland
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Gateway-Komponente für EtherCAT®
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1.2 Hinweise zum Anwenderhandbuch
Dieses Anwenderhandbuch stellt wichtige, technische Informationen
zur Verfügung, die Ihnen als Anwender eine effiziente, sichere und
komfortable Integration der Gateways in Ihre Anwendungen und
Systeme ermöglichen. Es wendet sich an ausgebildetes
Fachpersonal, bei dem fundiertes Wissen im Bereich der
elektronischen Schaltungen und Kenntnisse von EtherCAT®
vorausgesetzt wird.
Als Bestandteil des Moduls sollen die hier zur Verfügung gestellten
Informationen aufbewahrt und dem Benutzer zugänglich gemacht
werden.
1.3 Gültigkeit
Dieses Dokument beschreibt die Anwendung des KUNBUS
Gateways mit der Produktnummer:
– PR100073, Release 00
Allgemeines
1.4 Haftungsbeschränkung
Der Gewährleistungs- und Haftungsanspruch erlischt wenn:
– das Produkt unsachgemäß verwendet wurde,
– die Schäden auf Nichtbeachtung der Bedienungsanleitung
zurückzuführen sind,
– Schäden durch nicht ausreichend qualifiziertes Personal entstehen,
– Schäden durch technische Veränderung am Produkt entstehen (z.B.
Lötarbeiten).
1.5 Kundenservice
Bei Fragen oder Anregungen zum Produkt freuen wir uns auf Ihre
Kontaktaufnahme:
KUNBUS GmbH
Heerweg 15 C
73770 Denkendorf
+49 (0)711 3409 7077
support@kunbus.de
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Gateway-Komponente für EtherCAT®
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2 Sichere Anwendung
2.1 Benutzer
Das Gateway darf nur von qualifiziertem Fachpersonal montiert,
installiert und in Betrieb genommen werden. Vor der Montage ist es
zwingend erforderlich, dass diese Dokumentation sorgfältig gelesen
und verstanden wurde. Es wird Fachwissen in folgenden Gebieten
vorausgesetzt:
– Elektronische Schaltungen,
– Grundlagen von EtherCAT,
– Arbeiten in elektrostatisch geschützten Bereichen,
– Vor Ort gültigen Regeln und Vorschriften zur Arbeitssicherheit.
2.2 Symbole
Die verwendeten Symbole haben folgende Bedeutung:
Sichere Anwendung
GEFAHR
VORSICHT
HINWEIS
Gefahr
Beachten Sie diesen Hinweis unbedingt!
Es existiert eine Gefahrenquelle, die zu schweren Verletzungen und zum
Tod führen kann.
Vorsicht
Es existiert eine Gefahrenquelle, die geringe Verletzungen und
Sachschaden zur Folge haben kann.
Hinweis
Es existiert eine Gefahrenquelle, die Sachschaden zur Folge haben kann.
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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3 Übersicht
3.1 Funktionsweise
Das KUNBUS Gateway ist ein Protokollumsetzer. Es ermöglicht die
Kommunikation zwischen Netzwerken mit unterschiedlichen
Protokollen.
Übersicht
Abb.1: Funktionsweise
Ein Gateway besteht aus 2 Gateway-Komponenten, die jeweils ein
bestimmtes Protokoll beherrschen. Sie können diese GatewayKomponenten beliebig kombinieren. Diese Konstruktionsart bietet
Ihnen eine hohe Flexibilität, da Sie die einzelnen GatewayKomponenten jederzeit austauschen können. Aktuell sind folgende
Gateway-Komponenten als Slave verfügbar:
zum Verbinden der Gateway-Komponenten untereinander.
2Arretier-Klammer
zum sicheren Befestigen der Gateway-Komponente auf der Hutschiene.
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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Unterseite
1
2
Übersicht
Abb.4: Unterseite
1Netzanschluss
mit 24 V Versorgungsspannung
2Arretier-Klammer
zum sicheren Befestigen der Gateway-Komponente auf der Hutschiene.
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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3.3 Status LEDs
Die Gateway-Komponente ist mit 5 Status-LEDs ausgestattet. Die
LED Power gibt Auskunft über den Zustand der GatewayKomponente. Die anderen LEDs geben Auskunft zum EtherCATStatus.
LEDZustandBedeutung
Power
(Grün/ Rot)
EC ERROR
(Rot)
EC RUN
(Grün)
ausGateway-Komponente läuft
blinkt, grünInitialisierungsphase noch
an, grünAlle Systemteile
blinkt, rotBehebbarer Fehler
an, rotSchwerer Fehler/Defekt in
ausKein Fehler
anFataler Fehler
blitzt einmal auf
(200ms an / 1000ms Aus)
blitzt zweimal auf
(200 ms an /200 ms aus /
200 ms an /1000 ms aus)
flimmert
(50ms an / 50ms aus)
blinkt
(200ms an / 200ms aus)
ausEtherCAT State: Init
blinkt
(200ms an / 200ms aus)
blitzt einmal auf
(200ms an / 1000ms aus)
anEtherCAT State:
Übersicht
nicht
nicht abgeschlossen
funktionieren fehlerfrei
Prüfen Sie, ob die Steckbrücke richtig mit dem Interconnect-Port verbunden ist.
der Gateway-Komponente
Wegen einem lokalen Fehler
hat die Gateway-Komponente den EtherCat-Status
selbstständig geändert.
Zeitlimit überschritten
Ein Fehler wurde während
des Startvorgangs entdeckt
der Status INIT wurde
erreicht, aber ein Fehlerbit
wurde im Alarm-Status
Register gesetzt.
Konfigurationsfehler
(oder Gateway Komponente
ist „aus“)
EtherCAT State:
Pre-Operational
EtherCAT State:
Safe-Operational
Operational
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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L/A 1 (EC IN)
(Grün)
L/A 2 (EC OUT)
(Grün)
ausKeine Verbindung
flimmert
(50ms an / 50ms aus)
anVerbindung
ausKeine Verbindung
flimmert
(50ms an / 50ms aus)
anVerbindung
Verbindung und
Datenverkehr
Verbindung und
Datenverkehr
Übersicht
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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4 Installieren
4.1 Vorbereitungen für einen störungsfreien
Betrieb
Im folgenden Abschnitt haben wir für Sie einige allgemeine
Informationen zusammengestellt, die für einen störungsfreien Betrieb
wichtig sind. Wenn Sie mit diesem Thema bereits vertraut sind,
können Sie im nächsten Abschnitt weiterlesen. Dort erfahren Sie,
welche Rahmenbedingungen für die Installation des Gateways nötig
sind.
Leitungsführung
Verlegen Sie Ihre Leitungen getrennt, in Leitungsgruppen. Damit
Schützen Sie Ihr Gateway vor ungewollten elektromagnetischen
Störungen.
Folgende Gruppen sollten getrennt voneinander verlegt werden:
GruppeLeitung
ADaten- und Versorgungsleitungen für:
Gleichspannung unter 60V
Wechselspannung unter 25V
BDaten- und Versorgungsleitungen für
Gleichspannung zwischen 60 und 400V
Wechselspannung zwischen 25 und 400V
CVersorgungsleitungen über 400V
Installieren
– Leitungen der gleichen Gruppe können Sie gemeinsam in Kabelkanälen
– Leitungen der Gruppe A und B:
– Leitungen der Gruppe C
Gateway-Komponente für EtherCAT®
oder in Bündeln verlegen.
– Verlegen Sie die Gruppen in getrennten Bündeln oder
– In Kabelkanälen mit mindesten 10 cm Abstand zueinander.
– Verlegen Sie die Gruppen in getrennten Bündeln oder
– In Kabelkanälen mit mindesten 50 cm Abstand zu den anderen
Gruppen.
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Schirmung
Schirmen Sie Ihre Leitungen. Damit vermindern Sie ungewollte
elektromagnetische Störungen.
Potenzialausgleich
Potenzialunterschiede treten auf, wenn Geräte an unterschiedliche
Massen und Erden angeschlossen sind. Diese Potenzialunterschiede
verursachen Störungen.
Um Störungen zu vermeiden müssen Sie eine
Potenzialausgleichsleitung legen.
Beachten Sie dabei Folgendes:
– Wählen Sie eine Potenzialausgleichsleitung mit kleiner Impedanz.
– Wählen Sie als Richtwert für den Querschnitt des
Potenzialausgleichsleiters:
– 16 mm2 für Potenzialausgleichsleiter bis 200 m Länge
– 25 mm2 für Potenzialausgleichsleiter über 200 m Länge
– Verwenden Sie Potenzialausgleichsleiter aus Kupfer oder verzinktem
Stahl.
– Verbinden Sie Potenzialausgleichsleiter großflächig mit der
Erdungsschiene.
– Zwischen Potenzialausgleichsleiter und Signalleiter sollten möglichst
kleine Flächen eingeschlossen sein.
Installieren
Wenn die Geräte des Steuerungssystems durch geschirmte
Signalleitungen verbunden sind, die beidseitig geerdet sind, muss die
Impedanz 10% der Schirmimpedanz betragen.
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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4.2 Voraussetzungen
Das Gateway wurde für den Einsatz in einem Schaltschrank
entwickelt.
ü Die Schutzklasse des Schaltschranks muss mindesten IP54
entsprechen.
ü Für die Montage im Schaltschrank benötigen Sie eine Hutschiene 35 x
7,5mm (EN50022).
◦ Montieren Sie die Hutschiene nach Herstellerangaben waagerecht im
Schaltschrank. Achten Sie dabei darauf, dass das Gateway
ausreichend Abstand zu anderen Geräten hat.
Installieren
HINWEIS
Durch zu hohe Temperaturen kann Ihr Gateway beschädigt werden.
èAchten Sie darauf, dass die Umgebungstemperatur im Schaltschrank
geringer als 60°C ist.
èHalten Sie die Lüftungsschlitze frei. Diese dürfen nicht durch Kabel etc.
verdeckt werden.
èHalten Sie genügend Abstand zu anderen Geräten ein.
Abb.5: Installationsabstand
◦ Verbinden Sie jede Gateway-Komponente einzeln mit Funktionserde.
ð Ihr Schaltschrank erfüllt nun alle Voraussetzungen, um das Gateway zu
Gateway-Komponente für EtherCAT®
Achten Sie dabei darauf, dass die Spannungsversorgungen beider
Gatewaykomponenten denselben Ground besitzen.
installieren.
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4.3 Gateway-Komponenten verbinden
Um ein funktionsfähiges Gateway zu erhalten, müssen Sie die
beiden Gateway-Komponenten miteinander verbinden.
◦ Verbinden Sie einen Interconnect-Port an jeder Gateway-Komponente
mit der Steckbrücke (Produktnummer PR100204).
◦
Installieren
Abb.6: Gateway-Komponenten verbinden
ð Sie können das Gateway jetzt im Schaltschrank installieren.
Verbinden Sie immer nur 2 Gateway-Komponenten miteinander.
HINWEIS
Wenn Sie weitere Komponenten anschließen, können schwere Defekte an
allen Gräten entstehen.
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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4.4 Gateway im Schaltschrank installieren
◦ Halten Sie das Rasterelement des Gateways an die Hutschiene.
◦ Drücken Sie die Arretierungen in Richtung des Gateways zu.
◦ Stellen Sie sicher, dass das Gateway fest mit der Hutschiene
verbunden ist.
Installieren
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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4.5 Spannungsversorgung anschließen
3
1
2
4
Um die Gateway-Komponente an die Spannungsversorgung
anzuschließen, benötigen Sie eine Federkraftklemme (z.B. MetzConnect SP995xxVBNC).
Sie müssen jede Gateway-Komponente separat an eine
Spannungsversorgung anschließen. Verbinden Sie nie
Funktionserde und GND miteinander, da sonst die galvanische
Trennung zwischen Gateway GND und Feldbus-Masse aufgehoben
wird. Schließen Sie stattdessen die Funktionserde mit niedriger
Impedanz an den Potenzialausgleich an. Sie können auf diese
Verbindung dann verzichten, wenn der Schirm des Feldbuskabels
beim Eintritt in den Schaltschrank mit niedriger Impedanz an den
Potenzialausgleich angeschlossen wird.
Installieren
HINWEIS
Verbinden Sie jede der beiden Gateway-Komponenten mit einer
eigenen Spannungsversorgung
èAchten Sie besonders darauf, dass zwischen den GND-Pins (2) keine
Potenzialunterschiede entstehen.
Pin-Belegung:
PinBelegung
124V Einspeisung für Module Supply
2GND
3Nicht Anschließen!
4Funktionserde
HINWEIS
Verbinden Sie GND nicht mit PE
Diese Verbindung kann zu unerwünschten Störungen führen.
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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4.6 Gateway mit dem Feldbus verbinden
Um die Gateway-Komponente mit EtherCAT zu verbinden benötigen
Sie zwei RJ45 Stecker.
Die Pin-Belegung entspricht dem Ethernet Standard.
PinBelegung
1TX+
2TX3RX+
4Nicht belegt.
5
6RX7Nicht belegt.
8
Pin 4 und 5 sind miteinander verbunden und über einen Filter auf PE gelegt für besseres EMV Verhalten.
Pin 7und 8 sind miteinander verbunden und über einen Filter auf PE gelegt für besseres EMV Verhalten.
Installieren
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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5 Konfigurieren
5.1 Unterstützte Größe der Prozessdaten
HINWEIS
Die Gateway-Komponente für EtherCAT unterstützt einen Input- und
einen Outputdatenbereich von jeweils 512 Byte:
Beachten Sie, dass die maximale Länge der Prozessdaten immer vom
Feldbus mit der geringeren Datenlänge bestimmt wird.
Beispiel:
EtherCAT unterstützt 512 Byte
PROFIBUS unterstützt 488 Byte
In der Kombination EtherCAT / PROFIBUS bedeutet das, dass 488
Byte übertragen und zyklisch aktualisiert werden.
Konfigurieren
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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5.2 EtherCAT konfigurieren
Um die Gateway-Komponente zu konfigurieren, müssen Sie mit der
Konfigurationssoftware Ihres EtherCAT-Masters die entsprechenden
Einstellungen vornehmen.
Sie können die im Folgenden aufgelisteten Objekte verwenden, um
die Gateway-Komponente zu konfigurieren.
aus bis zu 128
zugeordneten
Objekten bestehen.
Es darf nicht größer
als 128 Byte sein.
U32RW
U32RW
U32RW
U32RW
U32RW
U32RW
U32RW
U8RWEin Mapping darf
aus bis zu 128
zugeordneten
Objekten bestehen.
Es darf nicht größer
als 128 Byte sein.
U32RW
U32RW
U32RW
U32RW
U32RW
U32RW
U32RW
U8ROWert: 4
Konfigurieren
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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1C12hSyncManager 3
(Rx PDOs)
1C13hSyncManager 4
(Tx PDOs)
00hAnzahl der
Einträge
01hU16RW
02hU16RW
03hU16RW
04hU16RW
00hAnzahl der
Einträge
01hU16RW
02hU16RW
03hU16RW
04hU16RW
U8RWRx PDO
U8RWTx PDO
Übertragung
Konfigurieren
Übertragung
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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5.4 EtherCAT Ein-/Ausgänge
Auf die Ein-und Ausgangsdaten (512 Byte) kann byte-, wort- und
doppelwortweise Zugegriffen werden.
Es wird hier jeweils auf denselben Datenbereich zugegriffen.
Beispiel: 2000h:01h bis 2000h:04h mappt auf die gleichen Daten
wie 2010h:01h bis 2010h:02h und auf die gleichen Daten wie
2020h:01h
Konfigurieren
HINWEIS
Gateway-Komponente überträgt nur dann Feldbusdaten an die PartnerGateway-Komponente, wenn sie sich im EtherCAT Status "Operational"
befindet. Ansonsten werden "Nullen" an Partner-Gateway-Komponente
übermittelt.
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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Feldbus-Ausgangsdaten (Richtung Master)
IndexObject Name Sub-In-
dex
2000hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8ROByte
01hAusgangspuffer
02hAusgangspuffer
......
80hAusgangspuffer
2001hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8RO
01hAusgangspuffer
02hAusgangspuffer
......
80hAusgangspuffer
2002hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8RO
01hAusgangspuffer
02hAusgangspuffer
......
80hAusgangspuffer
2003hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8RO
01hAusgangspuffer
02hAusgangspuffer
......
80hAusgangspuffer
BeschreibungDatentypZugriffZugriffsart
U8RO
Byte #0
Byte #1
Byte #127
U8RO
Byte #128
Byte #129
Byte #255
U8RO
Byte #256
Byte #257
Byte #383
U8RO
Byte #384
Byte #385
Byte #511
Konfigurieren
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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2010hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8ROWort
01hAusgangspuffer
Wort #0
02hAusgangspuffer
Wort #1
......
40hAusgangspuffer
Wort #63
2011hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8RO
01hAusgangspuffer
Wort #64
02hAusgangspuffer
Wort #65
......
40hAusgangspuffer
Wort #127
2012hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8RO
01hAusgangspuffer
Wort #128
02hAusgangspuffer
Wort #129
......
40hAusgangspuffer
Wort #191
2013hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8RO
01hAusgangspuffer
Wort #192
02hAusgangspuffer
Wort #193
......
40hAusgangspuffer
Wort #255
U16RO
U16RO
U16RO
U16RO
Konfigurieren
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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2020hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8RODoppelwort
01hAusgangspuffer
Doppelwort #0
02hAusgangspuffer
Doppelwort #1
......
20hAusgangspuffer
Doppelwort #31
2021hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8RO
01hAusgangspuffer
Doppelwort #32
02hAusgangspuffer
Doppelwort #33
......
20hAusgangspuffer
Doppelwort #63
2022hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8RO
01hAusgangspuffer
Doppelwort #64
02hAusgangspuffer
Doppelwort #65
......
20hAusgangspuffer
Doppelwort #95
2023hOutput Buffer 00hAnzahl der EinträgeU8RO
01hAusgangspuffer
Doppelwort #96
02hAusgangspuffer
Doppelwort #97
......
20hAusgangspuffer
Doppelwort #127
U32RO
U32RO
U32RO
U32RO
Konfigurieren
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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Feldbus Eingangsdaten (Vom Master)
IndexObject Name Sub-In-
dex
2100hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RWByte
01hEingangspuffer
02hEingangspuffer
......
80hEingangspuffer
2101hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RW
01hEingangspuffer
02hEingangspuffer
......
80hEingangspuffer
2102hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RW
01hEingangspuffer
02hEingangspuffer
......
80hEingangspuffer
2103hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RW
01hEingangspuffer
02hEingangspuffer
......
80hEingangspuffer
BeschreibungDatentypZugriffZugriffsart
U8RW
Byte #0
Byte #1
Byte #127
U8RW
Byte #128
Byte #129
Byte #255
U8RW
Byte #256
Byte #257
Byte #383
U8RW
Byte #384
Byte #385
Byte #511
Konfigurieren
Gateway-Komponente für EtherCAT®
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2110hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RWWort
01hEingangspuffer
Wort #0
02hEingangspuffer
Wort #1
......
40hEingangspuffer
Wort #63
2111hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RW
01hEingangspuffer
Wort #64
02hEingangspuffer
Wort #65
......
40hEingangspuffer
Wort #127
2112hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RW
01hEingangspuffer
Wort #128
02hEingangspuffer
Wort #129
......
40hEingangspuffer
Wort #191
2113hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RW
01hEingangspuffer
Wort #192
02hEingangspuffer
Wort #193
......
40hEingangspuffer
Wort #255
U16RW
U16RW
U16RW
U16RW
Konfigurieren
Gateway-Komponente für EtherCAT®
28 / 32
2120hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RWDoppelwort
01hEingangspuffer
Doppelwort #0
02hEingangspuffer
Doppelwort #1
......
20hEingangspuffer
Doppelwort #31
2121hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RW
01hEingangspuffer
Doppelwort #32
02hEingangspuffer
Doppelwort #33
......
20hEingangspuffer
Doppelwort #63
2122hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RW
01hEingangspuffer
Doppelwort #64
02hEingangspuffer
Doppelwort #65
......
20hEingangspuffer
Doppelwort #95
2123hInput Buffer00hAnzahl der EinträgeU8RW
01hEingangspuffer
Doppelwort #96
02hEingangspuffer
Doppelwort #97
......
20hEingangspuffer
Doppelwort #127
U32RW
U32RW
U32RW
U32RW
Konfigurieren
Gateway-Komponente für EtherCAT®
29 / 32
5.5 Status abrufen
Sie können den Status der anderen Gateway-Komponente durch
SDO Eintrag im OBD abfragen.
IndexObject NameSub-In-
dex
0x2200 Status der Partner-
GatewayKomponente
00hAnzahl der
01hLänge der
02hLänge der
03hModul TypU16RO74
04hFeldbus Status U8RO0x00 Feldbus nicht angeschlos-
Beschreibung Daten-
typ
U8RO
Einträge
Eingangsdaten
U16ROmax. 512 Bytes
Ausgangsdaten
Zugriff Bemerkung
Konfigurieren
ROmax. 512 Bytes
(EtherCAT Gateway-Komponente)
sen. Überprüfen Sie alle
Verbindungen
0x01 Feldbus angeschlossen,
keine Datenkommunikation.
0x02 Gateway-Komponente
konfiguriert, keine
Datenkommunikation
0x03 Zyklischer Datenaustausch
Gateway-Komponente für EtherCAT®
30 / 32
6 Technische Daten
6.1 Technische Daten
Maße
Breite22,5 mm
Höhe96 mm
Tiefe110,4 mm
Gewicht90 g
Elektrische Daten
Versorgungsspannung24 V DC
Stromaufnahme im Betrieb
(Zyklischer Datenaustausch)
StatusanzeigeLED
Umgebungsbedingungen
Umgebungstemperatur0 – 60 °C
Lagertemperatur- 25 – 60 °C
Luftfeuchtigkeit93 % (bei 40 °C)
BetauungNicht erlaubt
Schutzart
Schaltschrank
Gehäuse
Klemmenbereich
Technische Daten
100mA
IP54
IP20
IP20
Daten zur Montage
Hutschiene35 x 7,5 mm
Höhe96 mm
Tiefe110,4 mm
Gateway-Komponente für EtherCAT®
31 / 32
Abb.7: Maßangaben Seite
Technische Daten
Abb.8: Maßangaben Front
Gateway-Komponente für EtherCAT®
32 / 32
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