EtherCAT pour contrôleur de moteur CMMP−AS · 2020-03-06 · X Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR...

Description

EtherCATCMMP−AS

Description570 926fr 0912NH

[749 130]

EtherCAT pour contrôleur de moteur CMMP−AS

Contenu et consignes générales de sécurité

I

Version originale de. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Edition fr 0912NH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Désignation P.BE−CMMX−EC−SW−FR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Référence 570 926. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

© Festo SE�&�Co. KG, D�73726 Esslingen, Allemagne, 2009 Internet : http://www.festo.comE−Mail : [email protected]

Toute transmission ou reproduction de ce document, ainsi que toute exploitation ou communication de son contenu sont interdites, sauf autorisation expresse. Les transgressions feront l’objet de dommages et intérêts. Tous droits réservés pour le dépôt des brevets, des modèles d’utilité ou des modèles de présentation.

Festo P.BE−CMMX−EC−SW−F R fr 0912NH


II Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Adobe et Reader sont des marques déposées d’Adobe Systems Incorporated aux USA et/ou dans d’autres pays.

Beckhoff et EtherCAT sont des marques commerciales appar�tenant à leurs propriétaires respectifs dans certains pays.


IIIFesto P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Table des matières

Utilisation conforme à l’usage prévu VII . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Instructions de sécurité VIII . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Utilisateurs IX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Après−vente IX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Volume de la livraison IX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Instructions importantes d’utilisation X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Documentation concernant le contrôleur de moteur CMMP−AS XII . . . . . . . . . . . . . . . . .

Informations relatives à la version XIII . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Concepts et abréviations XIV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. Instructions de sécurité pour les entraînements et automates électriques 1−1

1.1 Remarques générales 1−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2 Dangers liés à une utilisation incorrecte 1−6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3 Instructions de sécurité 1−7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3.1 Mesures générales de sécurité 1−7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3.2 Instructions de sécurité liées au montage et à l’entretien 1−10 . . . . . . .

1.3.3 Protection contre le contact avec les pièces électriques 1−13 . . . . . . . .

1.3.4 Protection par très basse tension de sécurité (TBTS) contre l’électrocution 1−15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3.5 Protection contre les mouvements dangereux 1−16 . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3.6 Protection contre le contact avec les pièces chaudes 1−17 . . . . . . . . . . .

1.3.7 Protection lors de la manipulation et du montage 1−18 . . . . . . . . . . . . .

2. Vue d’ensemble 2−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1 CANopen 2−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2 EtherCAT 2−5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3 Protocole EtherCAT 2−10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4 Interface EtherCAT CAMC−EC 2−11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.5 Fichier de description XML 2−13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Montage 3−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1 Montage de l’interface EtherCAT dans le contrôleur 3−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


IV Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

4. Installation 4−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1 Affectation des connecteurs et spécifications du câble 4−3 . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.1 Type de connecteurs à pousser X1 et X2 4−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.2 Affectation des connecteurs à pousser X1 et X2 4−3 . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.3 Type et version du câble 4−4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.4 Disposition des broches avec X1 et X2 4−5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.5 Terminaison du bus 4−5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. CANopen over EtherCAT (CoE) 5−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1 Interface de communication CANopen 5−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.1 Configuration de l’interface de communication 5−4 . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.2 Nouveaux objets de communication CANopen et objets modifiés dans CoE 5−8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.3 Objets de communication CANopen non supportés dans CoE 5−20 . . . .

5.2 Profil FHPP 5−22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.3 Machine d’état de communication 5−27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.3.1 Différences entre les machines d’état de CANopen et EtherCAT 5−30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.4 SDO−Frame 5−31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.5 PDO−Frame 5−33 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.6 Error Control 5−36 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.7 Emergency Frame 5−37 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.8 Adaptation du fichier de description de l’appareil XML 5−38 . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.8.1 Structure générale du fichier de description des appareils 5−39 . . . . . .

5.8.2 Configuration Receive−PDO dans le n�ud RxPDO 5−41 . . . . . . . . . . . . .

5.8.3 Configuration Transmit−PDO dans le n�ud TxPDO 5−43 . . . . . . . . . . . . .

5.8.4 Commandes d’initialisation via le n�ud « Boîte aux lettres électro−niques » 5−44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.9 Synchronisation (Distributed Clocks) 5−46 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


VFesto P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

6. Mise en service 6−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.1 Introduction 6−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.2 Conditions préalables 6−4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.3 Remarque importante 6−5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.4 Etape par étape 6−6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.4.1 Configuration avec l’outil FCT 6−6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.5 Configuration sur un API Beckhoff 6−9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.5.1 Configuration des données de processus 6−13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Fonctions de maintenance et messages d’erreur 7−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.1 Messages de mode de fonctionnement et d’erreur 7−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.1.1 Messages d’erreurs 7−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

A. Annexe technique A−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

A.1 Caractéristiques techniques A−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


VI Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH


VIIFesto P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Utilisation conforme à l’usage prévu

Le présent manuel a pour but d’assurer un travail sûr avec lesystème de bus de terrain EtherCAT pour le contrôleur demoteur CMMP−AS. Il doit uniquement être utilisé avec le ma�nuel du produit P.BE−CMMP−AS....

Le contrôleur de moteur CMMP−AS ainsi que les modules etcâbles qui peuvent y être raccordés doivent toujours êtreutilisés de la manière suivante :

� conformément à l’usage prévu

� uniquement dans le domaine industriel

� dans un état fonctionnel irréprochable

� dans leur état d’origine sans modifications non autorisées(les transformations ou modifications décrites dans ladocumentation accompagnant le produit sont autorisées).

· Respectez les instructions de sécurité et utilisez tous lesgroupes de construction et les modules conformément àl’usage prévu décrit dans la documentation.

· Respectez toutes les normes indiquées ainsi que les pres�criptions des organismes professionnels, les réglementa�tions nationales en vigueur et les règles VDE.

· Respectez les valeurs limites de tous les composants additionnels (p. ex. capteurs, actionneurs).


VIII Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Instructions de sécurité

Il est impératif, lors de la mise en service et de la programma�tion des systèmes de positionnement, de respecter les ins�tructions de sécurité figurant dans ce manuel ainsi que dansles notices d’utilisation des autres composants utilisés.

L’utilisateur doit veiller à ce que personne ne stationne dansla sphère d’influence des actionneurs connectés ou du sys�tème d’axes. La zone dangereuse éventuelle doit être proté�gée par des mesures appropriées, comme des barrières etdes panneaux d’avertissement.

AvertissementLes axes électriques se déplacent à grande vitesse et avecune force importante. Des collisions risquent de causer degraves blessures ou de détruire des composants.

· Assurez−vous que personne ne peut intervenir dans lasphère d’influence des axes ainsi que d’autres action�neurs connectés et qu’aucun objet ne se trouve dans lazone de déplacement tant que le système est raccordéaux sources d’énergie.

AvertissementLes erreurs de paramétrage peuvent provoquer des bles�sures corporelles et des dommages matériels.

· N’activez le régulateur que lorsque le système d’axes aété installé et paramétré dans les règles de l’art.


IXFesto P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Utilisateurs

Cette description s’adresse exclusivement aux spécialistesdes techniques d’asservissement et d’automatisation, possé�dant l’expérience requise sur le plan de l’installation, de lamise en service, de la programmation et du diagnostic dessystèmes de positionnement.

Après−vente

En cas de problèmes techniques, veuillez vous adresser auservice après−vente Festo le plus proche ou envoyer un cour�rier électronique à l’adresse suivante :

[email protected]

Volume de la livraison

Le maître configure chaque esclave à l’aide d’un fichier XML(« EtherCAT Device Description »). Ce fichier XML peut être téléchargé sur Internet à l’adressewww.festo.com.


X Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Instructions importantes d’utilisation

Catégories de dangers

Cette description contient des instructions relatives aux dan�gers pouvant résulter de l’utilisation non−conforme du pro�duit. Ces instructions sont accompagnées d’un mot d’avertis�sement (danger, attention, etc.) ; elles sont imprimées avecun effet d’ombre et repérées par un pictogramme. On distin�gue les indications de dangers suivantes :

Avertissement... signifie qu’il existe un risque de dommages corporels oumatériels graves en cas de non−respect des instructions.

Attention... signifie qu’il existe un risque de dommages corporels oumatériels en cas de non−respect des instructions.

Nota... signifie qu’il existe un risque de dommages matériels encas de non−respect des instructions.

Composants sensibles aux charges électrostatiques : unemanipulation non−conforme risque d’entraîner l’endommage�ment de composants.


XIFesto P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Signalisation d’informations spéciales

Les pictogrammes suivants signalent les passages de textecontenant des informations spéciales.

Pictogrammes

Information :recommandations, astuces et renvois à d’autres sources d’informations

Accessoires :Indications concernant des accessoires nécessaires ou pou�vant être utiles

Environnement :Informations relatives à une utilisation des produitsrespectueuse de l’environnement

Signes d’énumération

· Les points d’énumération accompagnent une liste d’opé�rations qui peuvent se dérouler dans un ordre quelcon�que.

1. Des chiffres sont utilisés lorsque les opérations doivent sedérouler dans l’ordre indiqué.

� Des tirets précèdent des énumérations d’ordre général.


XII Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Documentation concernant le contrôleur de moteur CMMP−AS

Le présent manuel a pour but d’assurer un travail sûr avec lesystème de bus de terrain EtherCAT pour le contrôleur demoteur CMMP−AS.

Pour obtenir des informations complémentaires, se reporteraux manuels suivants portant sur la gamme de produitsCMMP :

Nom Code type Contenu

Manuel CANopen P.BE−CMMP−CO−SW... Description du protocole CANopen àmettre en �uvre selon CiA 402 et 301.

Manuel FHPP P.BE−CMM−FHPP−SW... Description du profil de données FHPPimplémenté

Manuel du produit P.BE−CMMP−AS... Description des caractéristiques techni�ques et de la fonctionnalité de l’appareilet conseils relatifs à l’installation et àl’exploitation du contrôleur de moteurCMMP−AS.


XIIIFesto P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Informations relatives à la version

Les informations figurant dans le présent manuel concernentla variante de matériel et la version de firmware du contrô�leur de moteur CMMP−AS ainsi que la version de logiciel deparamétrage FCT (Festo Configuration Tool) suivantes :

Firmware Matériel Logiciel de paramétrage

Remarque

3.5.1501.3 à partir de V 1.0 à partir de V 1.2

Le contrôleur de moteur CMMP−AS dispose d’une mémoirede programme FLASH permettant une mise à jour du logicielopératoire (firmware) du contrôleur de moteur CMMP−AS,même après livraison et installation dans la machine. Le logi�ciel opératoire du contrôleur de moteur CMMP−AS est perfec�tionné et actualisé en permanence par le fabricant afin desatisfaire au mieux aux exigences des clients.


XIV Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Concepts et abréviations

Concept/abréviation Signification

ASIC Application Specific Integrated Circuit

CiA CAN in Automation

CoE CANopen over EtherCAT

DS Draft Standard

ETG EtherCAT Technology Group

EtherCAT Ethernet for Controller and Automation Technology

ESC EtherCAT Slave Controller

FCT Festo Configuration Tool

FHPP Manipulation et positionnement de profil Festo

FPGA Field Programmable Gate Array

FW Firmware

IEC International Electrotechnical Commission

PDI Process Data Interface

Tab.�0/1: Liste des concepts et des abréviations

Instructions de sécurité pour les entraînements etautomates électriques

1−1Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Chapitre 1

1. Instructions de sécurité pour les entraînements et automates électriques

1−2 Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Table des matières

1. Instructions de sécurité pour les entraînements et automates électriques 1−1

1.1 Remarques générales 1−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2 Dangers liés à une utilisation incorrecte 1−6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3 Instructions de sécurité 1−7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3.1 Mesures générales de sécurité 1−7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3.2 Instructions de sécurité liées au montage et à l’entretien 1−10 . . . . . . .

1.3.3 Protection contre le contact avec les pièces électriques 1−13 . . . . . . . .

1.3.4 Protection par très basse tension de sécurité (TBTS) contre l’électrocution 1−15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3.5 Protection contre les mouvements dangereux 1−16 . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3.6 Protection contre le contact avec les pièces chaudes 1−17 . . . . . . . . . . .

1.3.7 Protection lors de la manipulation et du montage 1−18 . . . . . . . . . . . . .



1.1 Remarques générales

Festo SE & Co.�KG se dégage de toute responsabilité en cas de dommages dus au non−respect des avertissements figu� rant dans cette notice d’utilisation.

NotaAvant toute mise en service, lire attentivement toutes lesinstructions de sécurité relatives aux entraînements et auxcommandes électriques.

Si la documentation dans la langue présente n’est pas parfai�tement compréhensible, veuillez vous adresser au fournis�seur et l’en informer.

Le fonctionnement optimal et sûr du contrôleur de moteurprésuppose le transport approprié et professionnel, le stoc�kage, le montage, de même que l’installation, l’utilisationdans les règles de l’art et la maintenance.

NotaSeul un personnel formé et qualifié est autorisé à manipu�ler les systèmes électriques.

Personnel dûment formé et compétent

Termes qui désignent dans ce manuel d’utilisation et dans lesavertissements figurant sur le produit lui−même les person�nes qui connaissent suffisamment la conception, la mise enplace, le montage, la mise en route et le fonctionnement duproduit, ainsi que tous les avertissements et mesures de pro�tection conformes à ce que stipule ce manuel d’utilisation, etqui disposent des qualifications correspondant à leur acti�vité�:

� Formation et apprentissage ou autorisation, mise en mar�che et arrêt d’appareils/systèmes conformes aux normesde sécurité, mise à la terre et identification correcteconformément aux exigences du travail.



� Formation ou apprentissage selon les normes de sécuritésur la maintenance et l’utilisation de l’équipement desécurité adéquat.

� Formation aux premiers secours.

Les consignes suivantes doivent être lues avant la premièremise en service du système afin d’éviter toute blessure cor�porelle et/ou tout dommage matériel :

Observer à tout moment ces instructions de sécurité.

Ne pas essayer d’installer ni de mettre en service le contrô�leur de moteur avant d’avoir soigneusement lu l’intégralitédes instructions de sécurité relatives aux entraînements etaux commandes électriques figurant dans ce document. Lire impérativement ces instructions de sécurité ainsi quetoutes les autres consignes à l’attention de l’usager avant detravailler avec le contrôleur de moteur.

En l’absence d’instructions d’utilisation pour le contrôleur demoteur, s’adresser au distributeur compétent. Exiger l’envoi immédiat de ces documents au(x) responsa�ble(s) du fonctionnement correct du contrôleur de moteur.

En cas de vente, de prêt et/ou d’autre cession du contrôleurde moteur, ces consignes de sécurité doivent impérativementêtre remises.

L’exploitant n’est pas autorisé à ouvrir le contrôleur de moteur pour des raisons de sécurité et de garantie.

Une conception dans les règles de l’art est la condition préa�lable au fonctionnement optimal du contrôleur de moteur !



AvertissementToute utilisation non conforme du contrôleur de moteur ettout non−respect des consignes d’avertissement donnéesici ainsi que toute intervention incorrecte sur le dispositifde sécurité peuvent occasionner des dommages maté�riels, des blessures corporelles, une électrocution ou,dans des cas extrêmes, entraîner la mort.



1.2 Dangers liés à une utilisation incorrecte

AvertissementHaute tension électrique et courant de travail élevé !

Danger de mort ou de graves blessures par électrocution !

AvertissementHaute tension électrique en cas de mauvais raccorde�ment�!

Danger de mort ou de graves blessures par électrocution� !

AvertissementSurfaces chaudes possibles sur le boîtier de l’appareil !

Risque de blessure ! Risque de brûlure !

AvertissementDéplacements dangereux !

Danger de mort, de graves blessures ou de dommagesmatériels suite à des mouvements inopinés des moteurs !



1.3 Instructions de sécurité

1.3.1 Mesures générales de sécurité

AvertissementLe contrôleur de moteur affiche une classe de protectionIP20 et une classe de propreté 1.

Il convient de veiller à ce que l’environnement correspondeà cette classe de protection ou de propreté.

AvertissementUtiliser uniquement des accessoires et des pièces de rechange agréés par le fabricant.

AvertissementLes contrôleurs de moteur doivent être raccordés au ré�seau conformément aux normes EN et aux prescriptionsVDE, de manière à pouvoir être débranchés du réseau àl’aide d’appareils de déconnexion appropriés (p. ex. inter�rupteur général, contacteur−disjoncteur, interrupteur depuissance).

Le contrôleur de moteur peut être protégé à l’aide d’un disjoncteur FI (RCD = Residual Current protective Device) 300 mA sensible à tous les courants.

AvertissementUtiliser des contacts dorés ou des contacts à forte pres�sion de contact pour la commutation des contacts de commande.



Par précaution, des mesures d’antiparasitage du système deraccordement doivent être prévues, comme p. ex. le branche�ment de contacteurs et de relais avec des circuits RC ou desdiodes.

Observer les consignes et les directives de sécurité du paysdans lequel l’appareil va être utilisé.

AvertissementRespecter les conditions ambiantes indiquées dans la do�cumentation du produit.

Les applications critiques en termes de sécurité sont inter�dites à moins qu’elles ne soient expressément autoriséespar le fabricant.

Les indications relatives à une installation conforme aux nor�mes CEM figurent dans le manuel d’utilisation de la gammeCMMP−AS.Les fabricants de l’installation ou de la machine sont tenus derespecter les valeurs limites préconisées par les directivesnationales en vigueur.

AvertissementLes caractéristiques techniques et les conditions de raccor�dement et d’installation du contrôleur de moteur figurentdans ce manuel d’utilisation et doivent impérativementêtre respectées.

AvertissementLes consignes générales concernant le montage et la sécu�rité dans le cadre de travaux sur des installations à courantfort (p. ex. DIN, VDE, EN, CIE ou autres réglementationsnationales et internationales) doivent être respectées.Tout non−respect peut entraîner la mort, des blessurescorporelles ou de graves dommages matériels.



Sans être exhaustives, les directives suivantes en particuliers’appliquent :

� VDE 0100 Prescription pour le montage d’installations dehaute tension jusqu’à 1 000 volts

� EN 60204 Equipement électrique des machines

� EN 50178 Equipement d’installations de haute tensionavec composants électroniques



1.3.2 Instructions de sécurité liées au montage et à l’entretien

Pour le montage et l’entretien du système, les normes DIN,VDE, EN et CIE en vigueur s’appliquent, ainsi que toutes lesréglementations nationales et locales concernant la sécuritéet la prévention des accidents. Afin de respecter ces régle�mentations, le fabricant du système ou l’exploitant doiventveiller aux éléments suivants :

AvertissementL’utilisation, la maintenance et/ou la réparation du contrô�leur de moteur sont réservées à un personnel formé etqualifié pour travailler sur ou avec des appareils électri�ques.

Prévenir les accidents, les blessures corporelles et/ou lesdommages matériels :

AvertissementLe frein de maintien du moteur inclus en version standardou tout autre frein de maintien du moteur externe, com�mandé par un régulateur d’entraînement seul n’est pasprévu pour la protection des personnes !

· Il convient de prévoir un dispositif contre le détache�ment ou la chute des axes verticaux après la mise horscircuit du moteur, notamment avec :

� un verrouillage mécanique des axes verticaux,

� un dispositif externe de freinage/prise/serrage ou

� un contrepoids suffisant sur les axes.



AvertissementLa résistance de freinage externe ou interne s’établit pen�dant le fonctionnement et peut, environ 5 minutes après lamise hors circuit du contrôleur de moteur, entraîner unetension dangereuse dans le circuit intermédiaire. En cas decontact, ceci peut provoquer des blessures corporellesgraves voire mortelles.

· Avant d’effectuer les travaux d’entretien, il convient des’assurer que l’alimentation électrique est coupée, ver�rouillée et que le circuit intermédiaire est déchargé.

· Mettre l’équipement électrique hors tension à l’aide del’interrupteur général et le protéger contre toute remiseen marche, attendre que le circuit intermédiaire soitdéchargé, ceci en cas de :

� travaux de maintenance et de réparation,

� travaux de nettoyage,

� longues interruptions d’exploitation.

AvertissementProcéder au montage avec précaution. S’assurer, tant pourle montage que pendant le fonctionnement ultérieur del’entraînement, que ni copeaux de forage, ni poussièremétallique, ni pièces de montage (vis, écrous, bouts decâble) ne tombent dans le contrôleur de moteur.

Il convient également de s’assurer que l’alimentation électri�que externe du module de commande (24 V) soit coupée.

Une coupure de l’alimentation électrique de la partie de puissance doit toujours précéder la coupure de l’alimentation24 V du module de commande.



AvertissementToujours effectuer les travaux dans la zone de la machineaprès avoir coupé et verrouillé l’alimentation en courantalternatif ou continu.

La mise hors circuit des étages de sortie ou de l’activationdu régulateur ne constitue pas un verrouillage approprié.En cas de défaillance, un déplacement inopiné de l’entraî�nement peut tout à fait se produire.

AvertissementProcéder à la mise en service avec le moteur à vide afind’éviter des dommages mécaniques, p. ex. en raison d’unmauvais sens de rotation.

AvertissementEn principe, les appareils électroniques n’ont pas de sûreté intégrée.

· En cas de défaillance de l’appareil électrique, l’utilisa�teur est tenu de préserver l’état sûr de son installation.

AvertissementLe contrôleur de moteur et la résistance de freinage enparticulier, externe ou interne, peuvent absorber des températures élevées susceptibles, en cas de contact, de provoquer de graves brûlures corporelles.



1.3.3 Protection contre le contact avec les pièces électriques

Ce paragraphe ne concerne que les appareils et composantsd’entraînement soumis à une tension supérieure à 50 volts.Tout contact avec des pièces parcourues de tensions supé�rieures à 50 volts peut se révéler dangereux pour les person�nes et entraîner une électrocution. Lors du fonctionnementdes appareils électriques, certaines pièces de ces appareilsse trouvent inévitablement sous une tension dangereuse.

AvertissementTension mortelle !

Haute tension !

Danger de mort ou de graves blessures par électrocutionou risque de graves blessures corporelles !

Le fonctionnement est dans tous les cas soumis aux normesDIN, VDE, EN et CIE en vigueur, ainsi qu’à toutes les directi�ves nationales et internationales en matière de sécurité et deprévention des accidents. Afin de respecter ces réglementa�tions, le fabricant du système ou l’exploitant doivent veilleraux éléments suivants :

AvertissementAvant toute mise en marche, monter les caches et dispositifsde protection contre les contacts prévus sur les appareils.

Pour les appareils modulaires, la protection contre uncontact direct avec des composants électriques doit êtreassurée par un boîtier externe, comme p. ex. une armoirede commande.

Les directives VGB4 doivent être respectées !

AvertissementRelier de façon fixe et permanente au réseau d’alimenta�tion le conducteur de protection de l’équipement électri�que et des appareils.

En raison du filtre réseau intégré, le courant de fuite estsupérieur à 3,5 mA !



AvertissementRespecter impérativement et sur toute la longueur la sec�tion minimale prescrite du fil de cuivre pour la connexiondu conducteur de protection conformément à la norme EN 60617 !

AvertissementAvant toute mise en service, même pour des besoins tem�poraires de mesure et d’essai, toujours raccorder leconducteur de protection à l’ensemble des appareils élec�triques conformément au schéma de câblage ou le relierau conducteur de terre.

Sinon, de fortes tensions peuvent survenir sur le carter etprovoquer une électrocution.

AvertissementNe pas toucher les points de raccordement électrique descomposants lorsque ces derniers sont sous tension.

Avertissement· Avant d’accéder à des composants électriques soumis àdes tensions supérieures à 50 volts, déconnecter l’appa�reil du réseau ou de la source de tension.

· Le protéger contre toute remise en marche.

AvertissementLors de l’installation et surtout en matière d’isolement etde mesures de protection, il convient de tenir compte de latension de circuit intermédiaire.

Prévoir une mise à la terre et un dimensionnement desconducteurs appropriés ainsi qu’une protection contre lescourts−circuits correspondante.



AvertissementL’appareil est doté d’un circuit de décharge rapide de cir�cuit intermédiaire conforme à la norme EN 60204, paragra�phe 6.2.4. Dans certaines configurations d’appareil, sur�tout lors de la commutation parallèle de plusieurs contrô�leurs de moteur dans le circuit intermédiaire ou en casd’une résistance de freinage non raccordée, le dispositifde décharge rapide peut s’avérer sans effet. Les contrô�leurs de moteur peuvent alors rester sous une tensiondangereuse pendant 5 minutes après leur arrêt (chargedes condensateurs).

1.3.4 Protection par très basse tension de sécurité (TBTS) contre l’électrocution

Toutes les connexions et bornes soumises à une tension com�prise entre 5 et 50 volts dans le contrôleur de moteur sont detrès basses tensions de sécurité qui ne présentent pas dedanger en cas de contact, conformément aux normes suivan�tes :

au niveau international : CIE 60364−4−41

dans les pays européens membres de l’UE : EN 50178/1998,paragraphe 5.2.8.1.

AvertissementHaute tension électrique en cas de mauvais raccorde−ment !

Danger de mort ou de blessures par électrocution !

Toutes les connexions et bornes soumises à une tension com�prise entre 0 et 50 volts ne doivent être raccordées qu’à desappareils, composants électriques et câbles munis d’une trèsbasse tension de sécurité (TBTS).

Ne raccorder que des tensions et des circuits électriques séparés avec sûreté des tensions dangereuses.



Une séparation sûre peut p. ex. être obtenue grâce à untransformateur de séparation, un optocoupleur de sécuritéou un mode batterie hors réseau.

1.3.5 Protection contre les mouvements dangereux

Les mouvements dangereux peuvent être occasionnés parune commande erronée des moteurs raccordés. Les causespeuvent être diverses :

� câblage incorrect ou défaillant

� panne de commande des composants

� erreurs des transducteurs et des générateurs de signaux

� composants défectueux ou non conformes CEM

� erreur logicielle du système de commande de niveau supérieur.

Ces erreurs peuvent survenir immédiatement après la miseen marche ou après une période indéterminée en cours deservice.

Les surveillances intégrées aux composants d’entraînementexcluent quasiment tout dysfonctionnement des entraîne�ments raccordés. En matière de protection des personnes ettout particulièrement de risque de blessures corporelleset/ou de dommages matériels, il convient de se fier unique�ment à ces faits. Jusqu’à l’activation des surveillances inté�grées, il faut dans tous les cas s’attendre à un mouvementd’entraînement erroné dont l’ampleur dépend du type decommande et de l’état de fonctionnement.

AvertissementDéplacements dangereux !

Danger de mort, risque de blessure corporelle grave ou dedommages matériels !



Pour les raisons indiquées ci−dessus, la protection des per�sonnes doit être assurée par des dispositifs de surveillancesou des mesures de niveau supérieur, applicables à toute l’installation. Le fabricant de l’installation doit les prévoir enfonction des caractéristiques spécifiques de l’installationaprès avoir procédé à une analyse des dangers et des er�reurs. Sans oublier d’intégrer les directives de sécurité vala�bles pour l’installation. La désactivation, le pontage ou l’acti�vation erronée des dispositifs de protection peut provoquerdes mouvements arbitraires de la machine ou d’autres dys�fonctionnements.

1.3.6 Protection contre le contact avec les pièces chaudes

AvertissementSurfaces chaudes possibles sur le boîtier de l’appareil !

Risque de blessure ! Risque de brûlure !

AvertissementRisque de brûlure !

· Ne pas toucher la surface du boîtier à proximité de sources de chaleur élevée !

· Avant d’accéder aux appareils, les laisser refroidir 10 minutes après leur mise hors circuit.

Tout contact avec des parties chaudes de l’équipement,comme le carter de l’appareil, contenant des dissipateursde chaleur et des résistances, risque de provoquer desbrûlures !



1.3.7 Protection lors de la manipulation et du montage

La manipulation et le montage de certains composants etpièces de manière inappropriée peut, dans des conditionsdéfavorables, entraîner des blessures.

AvertissementRisque de blessure en cas de manipulation non−conforme !

Risque de blessure corporelle par écrasement, coupure,cisaillement ou en cas de choc !

Les mesures générales de sécurité s’appliquent donc :

Avertissement· Observer les consignes d’installation et de sécurité enmatière de manipulation et de montage.

· Utiliser des dispositifs de montage et de transport appropriés.

· Empêcher tout blocage et tout écrasement en prenantdes mesures préventives appropriées.

· N’utiliser que des outils adéquats. Dans la mesure oùcela est préconisé, utiliser des outils spéciaux.

· Mettre en �uvre les dispositifs de levage et les outils demanière adéquate.

· Si nécessaire, utiliser les équipements de protectionappropriés (par exemple, lunettes de protection, chaus�sures de sécurité, gants de protection).

· Ne pas stationner en dessous de charges suspendues.

· Essuyer immédiatement les fuites de liquides sur le solpour éviter de glisser.

Vue d’ensemble


Chapitre 2

2. Vue d’ensemble


Table des matières

2. Vue d’ensemble 2−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1 CANopen 2−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2 EtherCAT 2−5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3 Protocole EtherCAT 2−10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4 Interface EtherCAT CAMC−EC 2−12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.5 Fichier de description XML 2−14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Vue d’ensemble


2.1 CANopen

CANopen est une norme mise au point par l’association « CAN in Automation ». Un grand nombre de fabricants d’appareils font partie de cette association. A quelques dé�tails près, cette norme a remplacé les précédents protocolesCAN spécifiques aux fabricants. L’utilisateur final disposeainsi d’une interface de communication non dépendante desfabricants. Vous pouvez vous procurer les manuels suivantsauprès de l’association :

Norme CiA Draft Standard 201−207 : Ces ouvrages traitent des principes de base et de l’intégra�tion de CANopen dans le modèle d’architecture en coucheOSI. Les points significatifs de ce livre sont présentés dans leprésent manuel CANopen, si bien que l’achat du DS201...207s’avère généralement inutile.

Norme CiA Draft Standard 301 : Cet ouvrage décrit la structure fondamentale du répertoired’objets d’un appareil CANopen ainsi que l’accès à ce réper�toire. Par ailleurs, les propositions du DS201...207 sontconcrétisées. Les éléments du répertoire d’objets nécessairesaux familles de contrôleurs de moteur CMMP ainsi que lesméthodes d’accès sont décrits dans le présent manuel.L’achat de l’ouvrage DS301 est conseillé, mais pas impératif.

Norme CiA Draft Standard 402 : Ce livre traite de la mise en �uvre concrète de CANopen dansles régulateurs d’entraînement. Bien que tous les objets im�plémentés soient également documentés et décrits sousforme abrégée dans le manuel CANopen, il est conseillé àl’utilisateur de posséder cet ouvrage.

Adresse d’achat :

CAN in Automation (CiA) International HeadquarterAm Weichselgarten 26D−91058 ErlangenTél. : 09131−601091Fax : 09131−601092www.can−cia.de

2. Vue d’ensemble


L’implémentation CANopen du contrôleur de moteur se réfèreaux normes suivantes :

� [1] − Norme CiA Draft Standard 301, version 4.02, 13 février 2002

� [2] − Norme CiA Draft Standard Proposal 402, version 2.0,26 juillet 2002

2. Vue d’ensemble


2.2 EtherCAT

Le système de bus de terrain EtherCAT signifie « Ethernet forController and Automation Technology » et a été développépar la société Beckhof Industrie. Il bénéficie d’un suivi et d’unsupport de l’organisation internationale EtherCAT TechnologyGroup (ETG) et a été conçu comme technologie ouverte, nor�malisée par l’« International Electrotechnical Commission »(CIE).EtherCAT est un système de bus de terrain basé sur Ether�net�; il définit de nouveaux standards de vitesse et, grâce àune topologie souple (trait, arbre, étoile) et une configurationsimple, peut être manipulé comme un bus de terrain.Le protocole EtherCAT est transporté directement dans Ether�net−Frame avec un type Ethernet normalisé spécifique,conformément à la norme IEEE802.3. Le Broadcast, le Multi�cast et la communication transversale entre les esclaves sontpossibles.Avec EtherCAT, l’échange de données se base sur une puremachine matérielle. C’est pourquoi un matériel spécial per�mettant de traiter le télégramme Ethernet selon le protocoleEtherCAT est utilisé côté esclave. Ces matériels interprètes deprotocoles sont proposés avec un logiciel correspondant auchoix sous forme d’un ASIC (Application Specific IntegratedCircuit) ou d’un FPGA (Field Programmable Gate Array).

Le tableau ci−après vous présente les différentes versionsASIC et FPGA pouvant être implémentées dans le matériel.

Fonction ESC10 ESC20 ASIC

FMMU 2 4 � 8

Sync Manager 4 6 � 8

DPRAM 4 Ko 4 Ko 4 Ko

AL Event Mask register x x

Process Data Interfaces (PDI)

8/16 bits �C Interface x x x

2. Vue d’ensemble


Fonction ASICESC20ESC10

32 bits numérique x x x

SPI x x

Distributed Clocks x x

Tab.�2/2: Vue d’ensemble des fonctions du contrôleur esclave EtherCAT

Le maître existe généralement en tant que pure solution logi�cielle, il n’est pas nécessaire d’utiliser un matériel spécial.Cela signifie que dans la plupart des cas, un connecteurEthernet standard suffit pour le maître.

Le système de bus de terrain EtherCAT définit exclusivementun nouveau protocole pour la couche de transmission. Il nedéfinit pas de protocole utilisateur ou d’appareil propre.EtherCAT est plutôt en mesure de transmettre différents pro�tocoles utilisateur et d’appareils déjà existants et testés via leprotocole EtherCAT (tunneling).

2. Vue d’ensemble


Les protocoles utilisateurs et appareils suivants sont suppor�tés par EtherCat :

supporté par CMMP−AS

CANopen over EtherCAT(CoE)

Oui, au choix avec les objetsCiA301/402 ou le profil dedonnées Festo FHPP

Profil Servodrive selon CIE61491 over EtherCAT (SoE)(correspond au protocoleSERCOS 2)

non

File Access over EtherCAT(FoE)

non

Ethernet over EtherCAT (EoE) non

Tab.�2/3: Protocoles utilisateurs et appareils

Le contrôleur de moteur CMMP−AS avec interface CAMC−ECsupporte le protocole CoE (CANopen over EtherCAT) en utili�sant le FPGA ESC20. Les objets de communication CANopensont ainsi transportés via le télégramme EtherCAT.

Dans le traitement électronique des données (EDV), on ap�pelle tunneling le transfert des données d’un protocole ré�seau (ici, les objets de communication CANopen du protocoleCiA402 et CiA301), intégré dans un autre protocole réseau (ici le protocole EtherCAT CoE).

Les différents protocoles du système de bus de terrain Ether�CAT à capacité multiprotocole sont représentés schématique�ment dans Fig.�2/1. Une attention toute par ticulière y estprêtée au protocole CAN−open−over−EtherCAT (protocole CoE)utilisé par le contrôleur de moteur CMMP−AS.

Comme vous pouvez le voir dans Fig.�2/1, le protocole Ether �CAT met à disposition sur la couche de transmission le proto�cole de boîte aux lettres électronique (pour la communication

2. Vue d’ensemble


acyclique) et le protocole des données de processus pourl’échange de données cycliques.

Le protocole CoE est détecté et traité via ces deux protocoles.Les objets de communication CANopen transportés dans leprotocole EtherCAT sont transmis aux niveaux d’applicationCANopen implémentés dans le contrôleur de moteur CMMPet traités en interne dans le contrôleur de moteur commeobjets de communication CANopen standard.

Le protocole de télégramme de la boîte aux lettres électroni�que sert à la transmission acyclique des données, p. ex. pourle télégramme SDO−Frame pour la transmission d’objets decommunication CANopen SDO standard.

Le protocole de télégramme de données de processus sert àla transmission des données cycliques, p. ex. pour le télé�gramme PDO−Frame pour la transmission de télégrammesPDO standard.

File system, bootloader

HTTP, FTP, ...

SERCOS Application

CANopen Application

Process Data

UDP

File Access

TCP

IP

Ethernet

IDN

Service Channel

ObjectDictionarySDO PDO

MappingATMDT

EtherCAT Slave Controller

FoE SoEEoE CoE CoE/SoE

Mailbox Process Data

Physical Layer

Fig.�2/1: Système de bus de terrain EtherCAT multiprotocole

Vous trouverez plus de détails concernant le protocole Ether�CAT au chapitre 2.3 « Protocole EtherCAT ».

2. Vue d’ensemble


Les détections d’erreurs et les fonctions de diagnostic suivan�tes sont mises à disposition du système de bus de terrainEtherCAT :

� Rupture de fil ou réponse manquante

� Mauvaise réaction lors de l’exécution (tous les esclavesn’ont pas répondu)

� Mode normal redondant (deuxième porte Ethernet)

� Redondance de ligne

� Redondance du maître avec Hot−Stand−By

� Remplacement d’appareil avec réseau de communi−cation en marche

� Hot−Connect de segments de câbles

Un fichier XML (Extended Markup Language) est créé pourchacun de ces appareils afin de faciliter l’intégration d’unappareil conforme EtherCAT tel que le contrôleur de moteurCMMP−AS. Ce fichier XML décrit de manière détaillée l’appa�reil à appeler ainsi que ses caractéristiques de puissance etest mis à disposition par le fabricant. Le fichier XML disponi�ble pour le CMMP−AS est décrit au chapitre 2.5 « Fichier dedescription XML ».

2. Vue d’ensemble


2.3 Protocole EtherCAT

Le protocole EtherCAT est optimisé pour les données de pro�cessus et est transmis via Ethernet. Pour le protocole Ether�CAT, un EtherType (88A4h) propre a été défini. Les donnéesEtherCAT peuvent ainsi directement être transportées dansles Standard−Ethernet−Frames. Ce type de transmission esttoujours sélectionné lorsque tous les abonnés du bus setrouvent dans le même sous−réseau Ethernet. Pour la communication au−delà du sous−réseau actuel, leprotocole UDP/IP peut également être utilisé pour la transmission des paquets de données EtherCAT. L’en−têteEthernet est alors simplement remplacé par l’en−tête UDP/IP.Les données utiles EtherCAT restent alors inchangées (voir figure Fig.�2/2).Un télégramme EtherCAT peut se composer de plusieurssous−télégrammes pouvant commander respectivement unespace mémoire de la représentation logique du processuspouvant atteindre 4 gigaoctets. L’ordre technique des don�nées ne dépend alors pas de l’ordre physique des bornesEthernet dans le réseau. Il peut être adressé au choix. LeBroadcast, le Multicast et la communication transversale entre les esclaves sont possibles.

160�bits

Header

Destination Source

Ethernet H.

EtherType

48�bits 48�bits 16�bits 16�bits 32�bits

MTU�:�max.�1�514�octets

CRC

CRC

1...n EtherCATCommands

Header

64�bits

1�bit 4�bits11�bits

Length0 11 12 15

Res. Type

IP�Header UDP�H....

...

Embedded�in�Standard�Ethernet�Frame

with�Ether�Type�88A4h

Or:�via�UDP/IPwith�UDP�Port�88A4h

Fig.�2/2: EtherCAT − Structure des télégrammes

2. Vue d’ensemble


2.4 Interface EtherCAT CAMC−EC

L’interface EtherCAT CAMC−EC permet la liaison du contrôleurde moteur CMMP au système de bus de terrain EtherCAT. Lacommunication via l’interface EtherCAT (IEEE 802.3u) s’effec�tue avec un câblage standard EtherCAT et est possible entrele CMMP à partir de la version de firmware 3.5.1501.3.x et lelogiciel de paramétrage FCT à partir de la version 1.2.0.xxx.

Avec le CMMP, Festo supporte le protocole CoE (CANopenover EtherCAT) avec le FPGA ESC20 de la société Beckhoff. DS402 et FHPP sont supportés comme profils de données.

L’interface EtherCAT peut uniquement être utilisée dans lecompartiment d’options Ext2. L’exploitation d’autres modulesd’interface dans le compartiment d’options Ext1 n’est alorsplus possible, excepté avec le module CAMC−D−8E8A.

Caractéristiques de l’interface EtherCAT CAMC−EC

L’interface EtherCAT possède les caractéristiques de puis�sance suivantes :

� Mécaniquement entièrement intégrable dans le contrô�leur de moteur de la série CMMP−AS

� EtherCAT conformément à IEEE−802.3u (100Base−TX) avec100 Mbps (plein duplex)

� Topologie linéaire et en étoile

� Connecteur à pousser : RJ45

� Interface EtherCAT avec séparation de potentiel

� Cycle de communication : 1�ms (avec le profil DS402) ; 2�ms (avec le profil FHPP)

� 127 esclaves max.

� L’implémentation esclave EtherCAT se base sur le FPGAESC20 de la société Beckhoff

2. Vue d’ensemble


� Support de la caractéristique « Distributed Clocks » pourla reprise synchrone des valeurs de consigne

� Témoins LED pour l’ordre de marche et Link−Detect

2. Vue d’ensemble


2.5 Fichier de description XML

Afin de pouvoir connecter facilement les appareils esclaveEtherCAT à un maître EtherCAT, un fichier de description doitêtre disponible pour chaque appareil esclave EtherCAT. Cefichier de description est comparable aux fichiers EDS pour lesystème de bus de terrain CANopen ou les fichiers GSD pourProfibus. Contrairement à celui−là, le fichier de descriptionEtherCAT est gardé en format XML, comme utilisé fréquem�ment dans les applications Web et sur Internet et contient des informations relatives aux caractéristiques suivantes del’appareil esclave EtherCAT :

� Informations concernant le fabricant de l’appareil

� Nom, type et numéro de version de l’appareil

� Type et numéro de version du protocole à utiliser pour cetappareil (p. ex. CANopen over Ethernet, ...)

� Paramétrage de l’appareil et configuration des donnéesde processus

EXEMPLE d’un fichier de description XML pour le CMMP :

<?xml version="1.0" encoding="UTF−8"?><EtherCATInfo Version="0.2">

<Vendor><Id>#x1D</Id><Name>Festo SE</Name><ImageData16x14>424DE60000000000000076000000 28000000100000000E00000001000400000000007000 0000C40A0000C40A00000000000000000000BA79230 0CE962900CC944300DCAD4900D2A36600E2B96900E3 C07E00EED09800F3D7AE00F3E0BF00F7EBCA00F7EED 800F7EF00FFF5ED00FFFFF700FFFFFF00ECFDCCCCBDE BECBDB6F9445448D4B647A4F7223126C09225A3E67 B8585B085A3A3A66AA875C276E3A146448625C276E3 B006206005C076E3A3A58B84ABC076D1A2856772767 16371A033136233315333B013113307214507D99A99 9A8C99AB8CFEEEEEEEEFEEEEEFFFFFFFFFFFFFFFFF</ImageData16x14>

</Vendor><Descriptions>

2. Vue d’ensemble


<Groups><Group SortOrder="1"><Type>Festo E−Drives</Type><Name LcId="1033">Festo E−Drives</Name>

</Groups><Devices>

<Device Physics="YY"><Type ProductCode="#x264860d3" RevisionNo= "#x20000">CMMP−AS</Type><Name LcID="1033">CMMP−AS</Name><Name LcID="1031">CMMP−AS</Name>

En cas d’utilisation du protocole EtherCAT, il est possible dedéfinir le paramétrage complet des paramètres de communi�cation pour l’appareil utilisé via le fichier de description XML.Cela comprend p. ex. également, en cas d’utilisation de CoE,le paramétrage des objets de données de processus pourl’échange de données cyclique.

Ces données seront lues lors de la phase d’initialisation dumaître EtherCAT (la plupart du temps un API ou une com�mande numérique) et utilisées pour l’initialisation et la com�munication cyclique avec l’appareil esclave.

Montage


Chapitre 3

3. Montage


Table des matières

3. Montage 3−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1 Montage de l’interface EtherCAT dans le contrôleur 3−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Montage


3.1 Montage de l’interface EtherCAT dans le contrôleur

AvertissementLe non−respect des « Instructions de sécurité relatives auxentraînements et aux commandes électriques » figurant auchapitre 1 peut entraîner des dommages matériels, desblessures corporelles, une électrocution ou, dans des casextrêmes, la mort.

AvertissementAvant de monter le module, débrancher tous les câblesélectriques sous tension du régulateur d’entraînement.

A l’aide d’un tournevis à fente cruciforme approprié, dévisserla plaque avant par le biais du compartiment d’options Ext2du contrôleur de moteur CMMP. Introduire à présent le mo�dule technologique dans le compartiment d’options (Ext2)ouvert de manière à faire glisser la carte dans les guides laté�raux du compartiment d’options. Insérer le module technolo�gique jusqu’en butée. Visser ensuite le module technologi�que à l’aide de la vis à fente cruciforme sur le boîtier ducontrôleur de moteur. Veiller à ce que la plaque frontale éta�blisse un contact électrique avec le boîtier du CMMP (mise àla terre/PE).

La plaque frontale du module technologique EtherCAT com�porte les éléments suivants :

� LED 1 (LED bicolore) pour :

� communication EtherCAT (jaune)

� « connexion active sur port 1 » (rouge)

� Run (verte)

� LED 2 (rouge) pour l’affichage « connexion active sur port 2 »

� deux connecteurs femelles RJ45.

3. Montage


La figure suivante indique la position des connecteurs femel�les et leur numérotation :

X1

X2

LED�2 LED�1

Fig.�3/3: Position des éléments sur la plaque frontale

Installation


Chapitre 4

4. Installation


Table des matières

4. Installation 4−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1 Affectation des connecteurs et spécifications du câble 4−3 . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.1 Type de connecteurs à pousser X1 et X2 4−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.2 Affectation des connecteurs à pousser X1 et X2 4−3 . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.3 Type et version du câble 4−4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.4 Disposition des broches avec X1 et X2 4−5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.5 Terminaison du bus 4−5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Installation


4.1 Affectation des connecteurs et spécifications du câble

4.1.1 Type de connecteurs à pousser X1 et X2

Connecteurs femelles RJ45

X1 (connecteur femelle RJ45 en haut) Liaison montante (uplink) vers le maître ou un précédent abonné d’une connexion en ligne (p. ex. plusieurs contrôleurs de moteur)

X2 (connecteur femelle RJ45 en bas) Liaison montante (uplink) vers le maître, fin d’uneconnexion en ligne ou raccordement d’abonnéssubordonnés supplémentaires

4.1.2 Affectation des connecteurs à pousser X1 et X2

Broche Spécification

1 Signal récepteur− (RX−) Paire de conducteurs 3

2 Signal récepteur+ (RX+) Paire de conducteurs 3

3 Signal d’envoi− (TX−) Paire de conducteurs 2

4 Paire de conducteurs 1


6 Signal d’envoi+ (TX+) Paire de conducteurs2



Tab.�4/4: Affectation des connecteurs à pousser X1 et X2

4. Installation


4.1.3 Type et version du câble

Le câblage s’effectue avec des câbles blindés Twisted−PairSTP, cat.5. Les topologies linéaires et en étoile sont suppor�tées. L’établissement du réseau doit s’effectuer selon la règle 5−4−3. Dix courses maximum peuvent être raccordéesen ligne. Le module technologique EtherCat contient unecourse. La longueur totale du câble est limitée à 100�m.

Les désignations de câbles indiquées se réfèrent aux câblesdes entreprises LAPP et Lütze. Ces câbles ont été éprouvés etsont utilisés avec succès dans de nombreuses applications.Mais il est également possible d’utiliser des câbles compara�bles d’autres fabricants.

Longueur de câble Référence

Câble EtherCAT de l’entreprise LAPP

0,5 m 90PCLC50000

1 m 90PCLC500010

2 m 90PCLC500020G

5 m 90PCLC500050G

Câble EtherCAT de l’entreprise Lütze

0,5 m 192000

1 m 19201

5 m 19204

Tab.�4/5: Câble EtherCAT

4. Installation


AttentionErreur due à un câble de bus inapproprié

En raison des vitesses de transmission potentiellementtrès élevées, nous recommandons l’utilisation exclusive decâbles et connecteurs normalisés. Ces derniers offrent enpartie des possibilités de diagnostic supplémentaires et,en cas de panne, permettent de procéder plus simplementet plus rapidement à l’analyse de l’interface du bus deterrain.

Lors de la création du réseau EtherCAT, respecter impérati�vement les conseils figurant dans la documentation envigueur ou les informations et remarques suivantes afind’obtenir un système stable et exempt de dysfonctionne�ment. En cas de câblage incorrect, des troubles peuventsurvenir en cours de service sur le bus EtherCAT et entraî�ner une désactivation pour raisons de sécurité du contrô�leur de moteur CMMP, suite à une erreur.

4.1.4 Disposition des broches avec X1 et X2

Fig.�4/4: Disposition des broches avec X1 et X2

4.1.5 Terminaison du bus

Aucune terminaison de bus externe n’est nécessaire. Le module technologique EtherCAT surveille ses deux ports et ferme le bus automatiquement (fonction Loop−back).

4. Installation


CANopen over EtherCAT (CoE)


Chapitre 5

5. CANopen over EtherCAT (CoE)


Table des matières

5. CANopen over EtherCAT (CoE) 5−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1 Interface de communication CANopen 5−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.1 Configuration de l’interface de communication 5−4 . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.2 Nouveaux objets de communication CANopen et objets modifiés dans CoE 5−8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.3 Objets de communication CANopen non supportés dans CoE 5−20 . . . .

5.2 Profil FHPP 5−22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.3 Machine d’état de communication 5−27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.3.1 Différences entre les machines d’état de CANopen et EtherCAT 5−30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.4 SDO−Frame 5−31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.5 PDO−Frame 5−33 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.6 Error Control 5−36 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.7 Emergency Frame 5−37 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.8 Adaptation du fichier de description de l’appareil XML 5−38 . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.8.1 Structure générale du fichier de description des appareils 5−39 . . . . . .

5.8.2 Configuration Receive−PDO dans le n�ud RxPDO 5−41 . . . . . . . . . . . . .

5.8.3 Configuration Transmit−PDO dans le n�ud TxPDO 5−43 . . . . . . . . . . . . .

5.8.4 Commandes d’initialisation via le n�ud « Boîte aux lettres électro−niques » 5−44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.9 Synchronisation (Distributed Clocks) 5−46 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



5.1 Interface de communication CANopen

Comme déjà décrit au chapitre 1, les données des protocolesutilisateurs sont encapsulées via EtherCAT. Pour le protocoleCANopen−over−EtherCAT (CoE) supporté par CMMP−AS, lesprincipaux objets sont supportés par EtherCAT pour la cou�che de communication, conformément à la norme CANopenDS301 de la CiA. Il s’agit ici très largement d’objets destinés à la configuration de la communication entre le maître etl’esclave.

Les principaux objets pouvant également être commandés viale bus de terrain CAN−open normal sont supportés pour leprofil CANopen−Motion selon CiA 402. En principe, les ser�vices et groupes d’objets suivants sont supportés parl’implémentation EtherCAT−CoE dans le contrôleur de moteurCMMP−AS :

SDO Service Data Object : Sont utilisés pour le paramétrage nor�mal du contrôleur de moteur.

PDO Process Data Object : Permettent un échange rapide des don�nées de processus (p. ex. vitesse réelle).

EMCY Emergency Message : Transmission de messages d’erreur.

Les différents objets pouvant être appelés dans le contrôleurde moteur CMMP−AS via le protocole CoE sont transmis eninterne à l’implémentation CANopen existante et y sonttraités. C’est pourquoi les différents objets CANopen ne sontpas de nouveau énumérés dans le présent manuel. Se référerici au manuel CANopen.

Les différents objets de communication CANopen sont décrits dans le manuel CANopen « Contrôleur de moteurCMMP−AS ».

Toutefois, quelques nouveaux objets CANopen nécessaires à la liaison spéciale vie CoE ont été ajoutés dans l’implémen�tation CoE, sous EtherCAT. Ceci résulte de l’interface de communication modifiée entre le protocole EtherCAT et leprotocole CANopen. Un Sync Manager y est utilisé afin de



commander la transmission des PDO et SDO via les deux types de transfert EtherCAT (protocole des données du pro�cessus et de la boîte aux lettres électronique).

Ce Sync Manager et les étapes de configuration nécessaires àl’exploitation du CMMP−AS dans EtherCAT−CoE sont décrits auchapitre 5.1.1 « Configuration de l’interface de communica�tion ». Les objets supplémentaires sont décrits au chapitre5.1.2 « Nouveaux objets de communication CANopen et objets modifiés dans CoE ».

En outre, certains objets CANopen du CMMP−AS disponiblesavec une liaison CANopen normale, ne sont pas supportés viaune liaison CoE par EtherCAT. Vous trouverez une liste des ob�jets CANopen non supportés dans CoE au chapitre 5.1.3 « Ob�jets de communication CANopen non supportés dans CoE ».

5.1.1 Configuration de l’interface de communication

Comme déjà décrit au chapitre 1, le protocole EtherCAT utilisedeux différents types de transfert pour la transmission desprotocoles utilisateurs et d’appareils, comme p. ex. le proto�cole CANopen−over−EtherCAT (CoE) utilisé par CMMP−AS.Ces�deux types de transfer t sont d’une part le protocole detélégramme de la boîte aux lettres électronique pour lesdonnées acycliques et d’autre part le protocole de télé−gramme des données de processus pour la transmission desdonnées cycliques.

Pour le protocole CoE, ces deux types de transfert sont uti�lisés pour les différents types de transfert CANopen. Ils sontalors utilisés de la manière suivante :

� Protocole du télégramme de la boîte aux lettres électro−nique :Ce type de transfert sert à la transmission des ServiceData Objects (SDO) définis dans CANopen. Ils sont trans�mis dans EtherCAT dans les SDO−Frames. Ces dernierssont décrits de manière plus détaillée au chapitre 5.4 « SDO−Frame ».



� Protocole du télégramme des données du processus : Ce type de transfert sert à la transmission des ProcessData Objects (PDO) définis dans CAN−open et utiliséspour l’échange des données cycliques. Ils sont transmisdans EtherCAT dans les PDO−Frames. Ces derniers sontdécrits de manière plus détaillée au chapitre 5.5 « PDO−Frame ».

En principe, tous les PDO et SDO peuvent être utilisés via cesdeux types de transfert de manière identique à leur définitiondans le protocole CANopen pour le CMMP−AS. Se référer à ceteffet au manuel CANopen pour le contrôleur de moteurCMMP−AS.

Toutefois, le paramétrage des PDO et SDO pour l’envoi desobjets via EtherCAT se distingue des paramètres devant êtredéfinis dans CANopen. Afin d’intégrer les objets CANopendevant être échangés entre le maître et l’esclave via les trans�ferts PDO ou SDO dans le protocole EtherCAT, un Sync Mana�ger est implémenté dans EtherCAT.

Ce Sync Manager sert à inclure les données des PDO et SDO àenvoyer dans les télégrammes EtherCAT. A cet effet, le SyncManager met à disposition plusieurs canaux Sync permettantde convertir resp. un canal de données CANopen (ReceiveSDO, Transmit SDO, Receive PDO ou Transmit PDO) sur letélégramme EtherCAT.



Cette image a pour but d’illustrer l’intégration du Sync Mana�ger dans le système :

Bus EtherCAT

Canal SYNC 0

Canal SYNC 1

Canal SYNC 2

Canal SYNC 3

ESC10

Receive SDO

Transmit SDO

Receive PDO (1/2)

Transmit PDO (1/2)

Fig.�5/5: Exemple de mapping des SDO et PDO sur les canaux Sync

Tous les objets sont envoyés via des canaux appelés canauxSync. Les données de ces canaux sont intégrées et transmi�ses automatiquement dans le train de données EtherCAT.L’implémentation EtherCAT dans le contrôleur de moteurCMMP−AS supporte quatre de ces canaux Sync.

C’est pourquoi, par rapport à CANopen, un mappingsupplémentaire des SDO et PDO est nécessaire sur les canaux Sync. Cela est effectué via les objets appelés SyncManager (objets 0x1C00 et 0x1C10 à 0x1C13 / voir le chapi�tre�5.1.2). Ces objets sont décrits ci−après de manière plusdétaillée.



Le CMMP−AS dispose de quatre différents canaux Sync. L’affectation de ces canaux Sync aux différents types detransfert est prédéfinie et ne peut pas être modifiée par l’utilisateur. L’affectation est la suivante :

� Canal Sync 0 : protocole du télégramme de la boîte auxlettres électronique pour SDO entrants (maître => esclave)

� Canal Sync 1 : protocole du télégramme de la boîte auxlettres électronique pour SDO sortants (maître <= esclave)

� Canal Sync 2 : protocole du télégramme des données deprocessus pour PDO entrants (maître => esclave) Tenircompte ici de l’objet 0×1C12.

� Canal Sync 3 : protocole du télégramme des données deprocessus pour PDO sortants (maître <= esclave) Tenircompte ici de l’objet 0×1C13.

Le paramétrage des différents PDO est configuré via les objets 0x1600 à 0x1603 (Receive PDOs) et 0x1A00 à 0x1A03(Transmit PDOs). Le paramétrage des PDO est exécuté selonla description figurant dans le manuel CANopen.

En principe, le paramétrage des canaux Sync et la configura�tion des PDO peuvent uniquement être exécutés dans l’état « Pre−Operational ».

Dans EtherCAT, il n’est pas prévu d’exécuter soi−même leparamétrage de l’esclave. Les fichiers de description des appareils sont mis à disposition à cet effet. Le paramétragecomplet ainsi que le paramétrage PDO sont prédéfinis dansces fichiers et sont utilisés ainsi par le maître lors de l’initiali�sation.

Par conséquent, toute modification du paramétrage ne de�vrait pas être effectuée manuellement, mais dans les fichiersde description des appareils. A cet effet, les sections des fichiers de description des appareils importantes pour l’uti−lisateur sont décrites de manière plus détaillée au paragra�phe 5.8.



Les canaux Sync décrits ici NE correspondent PAS aux télé�grammes Sync connus par CANopen. Les télégrammes SyncCANopen peuvent encore être transmis comme SDO via l’interface SDO implémentée dans CoE, mais n’influencentpas directement les canaux Sync décrits ci−dessus.

5.1.2 Nouveaux objets de communication CANopen et objets modifiésdans CoE

Le tableau suivant donne une vue d’ensemble des index etsous−index utilisés pour les objets de communication com−patibles avec CANopen qui ont été ajoutés pour le systèmede bus de terrain EtherCAT dans la plage de 0×1000h bis0×1FFFh. Ils remplacent principalement les paramètres decommunication selon CiA 301.



Valeur Signification Autorisé pour

0x1000 Device Type Identificateur de la commande d’appareils

0x1018 Identity Object Vendor−ID, Product−Code, Revision. N° de série

0x1100 EtherCAT fixed station address

Adresse fixe affectée à l’esclave par le maître lors de l’initialisation

0x1600 1. RxPDO Mapping Identificateur du 1er Receive

0x1601 2. RxPDO Mapping Identificateur du 2e Receive



0x1A00 1. TxPDO Mapping Identificateur du 1er Transmit

0x1A01 2. TxPDO Mapping Identificateur du 2e Transmit



0x1C00 Sync Manager Communication Type

Objet pour la configuration des différents canauxSync (transfert SDO ou PDO)

0x1C10 Sync Manager PDO Mapping for Syncchannel 0

Affectation du canal Sync 0 à un PDO/SDO(le canal 0 est toujours réservé pour le Mailbox Receive SDO Transfer)


Affectation du canal Sync 1 à un PDO/SDO (le canal 1 est toujours réservé pour le Mailbox Send SDO Transfer)


Affectation du canal Sync 2 à un PDO(le canal 2 est réservé pour les Receive PDO)


Affectation du canal Sync 3 à un PDO(le canal 3 est réservé pour les Transmit PDO)

Tab.�5/6: Nouveaux objets de communication et objets modifiés



Les objets 0×1C00 et 0×1C10 à 0×1C13 sont décrits de ma�nière plus détaillée dans les chapitres suivants, car ils sontuniquement définis et implémentés dans le protocole CoEEtherCAT et ne sont par conséquent pas documentés dans lemanuel CANopen du contrôleur de moteur CMMP−AS.

Le contrôleur de moteur CMMP−AS avec l’interface EtherCATsupporte quatre Receive PDO (RxPDO) et quatre TransmitPDO (TxPDO).

Les objets 0x1008, 0x1009 et 0x100A ne sont pas supportéspar CMMP−AS car aucune chaîne en texte clair ne peut êtrelue à partir du contrôleur de moteur.

Objet 1100h − EtherCAT fixed station address

Cet objet permet d’attribuer une adresse unique à l’esclavelors de la phase d’initialisation. L’objet a la signification sui�vante :

Index 1011h

Nom EtherCAT fixed station address

Object Code V

Data Type uint16

Access ro

PDO Mapping no

Value Range 0...FFFFh

Default Value 0



Objet 1C00h − Sync Manager Communication Type

Cet objet permet de lire le type de transfert pour lesdifférents canaux du EtherCAT−Sync−Manager. Puisque leCMMP−AS supporte uniquement les quatre premiers canauxSync dans le protocole CoE EtherCAT, les objets suivantspourront seulement être lus (du type « read only » (lectureseule).La configuration du Sync Manager pour le CMMP−AS est ainsiconfigurée et ne peut plus être modifiée. Les objets ont lasignification suivante :

Index 1C00h

Nom Sync Manager Communication Type

Object Code Array

Data Type uint8

Sub−Index 00h

Description Number of used Sync Manager Channels

Access ro

PDO Mapping no

Value Range 4

Default Value 4

Sub−Index 01h

Description Communication Type Sync Channel 0

Access ro

PDO Mapping no

Value Range 2: Mailbox Transmit (Master => Slave)

Default Value 2: Mailbox Transmit (Master => Slave)



Sub−Index 02h


Access ro

PDO Mapping no

Value Range 2: Mailbox Transmit (Master <= Slave)

Default Value 2: Mailbox Transmit (Master <= Slave)

Sub−Index 03h


Access ro

PDO Mapping no

Value Range 0: unused3: Process Data Output (RxPDO / Master =>Slave)

Default Value 3

Sub−Index 04h


Access ro

PDO Mapping no

Value Range 0: unused4: Process Data Input (TxPDO / Master <=Slave)

Default Value 4



Objet 1C10h − Sync Manager Channel 0 (Mailbox Receive)

Cet objet permet de configurer un PDO pour le canal Sync 0.Puisque le canal Sync 0 est toujours occupé par le protocoledu télégramme de la boîte aux lettres électronique, cet objetne pourra pas être modifié par l’utilisateur. L’objet a donctoujours les valeurs suivantes :

Index 1C10h

Nom Sync Manager Channel 0 (Mailbox Receive)

Object Code Array

Data Type uint8

Sub−Index 00h

Description Number of assigned PDOs

Access ro

PDO Mapping no

Value Range 0 (no PDO assigned to this channel)

Default Value 0 (no PDO assigned to this channel)

Le nom « Number of assigned PDOs » défini par la spécifica�tion EtherCAT pour le sous−index 0 de ces objets est ici trom�peur, car les canaux Sync Manager 0 et 1 sont toujours occu�pés par le télégramme de la boîte aux lettres électronique.Dans ce type de télégramme, les SDO sont toujours transmisdans CoE EtherCAT. Le sous−index 0 de ces deux objets restedonc inutilisé.



Objet 1C11h − Sync Manager Channel 1 (Mailbox Send)

Cet objet permet de configurer un PDO pour le canal Sync 1.Puisque le canal Sync 1 est toujours occupé par le protocoledu télégramme de la boîte aux lettres électronique, cet objetne pourra pas être modifié par l’utilisateur. L’objet a donctoujours les valeurs suivantes :

Index 1C11h

Nom Sync Manager Channel 1 (Mailbox Send)

Object Code Array

Data Type uint8

Sub−Index 00h


Access ro

PDO Mapping no

Value Range 0 (no PDO assigned to this channel)

Default Value 0 (no PDO assigned to this channel)



Objet 1C12h − Sync Manager Channel 2 (Process Data Output)

Cet objet permet de configurer un PDO pour le canal Sync 2.Le canal Sync 2 est prédéfini pour la réception des PDO Re�ceive (Master => Slave). Dans cet objet, le nombre de PDOaffectés à ce canal Sync doit être défini dans le sous−index 0.

Dans les sous−index 1 à 4, le numéro d’objet du PDO devantêtre affecté au canal est ensuite entré. Cependant, seuls lesnuméros d’objet des PDO Receive configurés auparavantpeuvent être utilisés ici (objet 1600h à 1603h).

Dans l’implémentation actuelle, aucune analyse supplémen�taire des données des objets indiqués ci−dessous n’est effec�tuée par le firmware du contrôleur de moteur.

La configuration CANopen des PDO pour l’analyse dansEtherCAT est prise en compte.

Index 1C12h

Nom Sync Manager Channel 2 (Process Data Output)

Object Code Array

Data Type uint8



Sub−Index 00h


Access rw

PDO Mapping no

Value Range 0: no PDO assigned to this channel1: one PDO assigned to this channel2: two PDOs assigned to this channel3: three PDOs assigned to this channel4: four PDOs assigned to this channel

Default Value 0 :no PDO assigned to this channel

Sub−Index 01h

Description PDO Mapping object Number of assignedRxPDO

Access rw

PDO Mapping no

Value Range 0x1600: first Receive PDO

Default Value 0x1600: first Receive PDO

Sub−Index 02h


Access rw

PDO Mapping no





Sub−Index 03h


Access rw

PDO Mapping no



Sub−Index 04h


Access rw

PDO Mapping no





Objet 1C13h − Sync Manager Channel 3 (Process Data Input)

Cet objet permet de configurer un PDO pour le canal Sync 3.Le canal Sync 3 est prédéfini pour l’envoi des Transmit−PDO(Master <= Slave). Dans cet objet, le nombre de PDO affectésà ce canal Sync doit être défini dans le sous−index 0.

Dans les sous−index 1 à 4, le numéro d’objet du PDO devantêtre affecté au canal est ensuite entré. Cependant, seuls lesnuméros d’objets des Transmit PDO configurés auparavantpeuvent être utilisés ici (0x1A00 bis 0x1A03).

Dans l’implémentation actuelle, aucune analyse supplémen�taire des données des objets indiqués ci−dessous n’est effec�tuée par le firmware du contrôleur de moteur. La configura�tion CANopen des PDO est prise en compte pour l’analysedans EtherCAT.

Index 1C13h

Nom Sync Manager Channel 3 (Process Data Input)

Object Code Array

Data Type uint8

Sub−Index 00h


Access rw

PDO Mapping no

Value Range 0: no PDO assigned to this channel1: one PDO assigned to this channel2: two PDOs assigned to this channel3: three PDOs assigned to this channel4: four PDOs assigned to this channel

Default Value 0 :no PDO assigned to this channel



Sub−Index 01h

Description PDO Mapping object Number of assignedTxPDO

Access rw

PDO Mapping no

Value Range 0x1A00: first Transmit PDO

Default Value 0x1A00: first Transmit PDO

Sub−Index 02h


Access rw

PDO Mapping no



Sub−Index 03h


Access rw

PDO Mapping no





Sub−Index 04h


Access rw

PDO Mapping no



5.1.3 Objets de communication CANopen non supportés dans CoE

En cas de liaison du CMMP−AS dans « CANopen over Ether�CAT », certains objets CANopen présents dans une liaisondirecte du CMMP−AS via CAN−open ne sont pas supportés.Ces objets figurent dans le tableau suivant :

Identifier Nom Signification

0x1008 Manufacturer Device Name (String) Nom de l’appareil (objet n’est pas disponible)

0x1009 Manufacturer Hardware Version (String) Version HW (objet n’est pas disponible)

0x100A Manufacturer Software Version (String) Version SW (objet n’est pas disponible)

0x6089 position_notation_index Indique le nombre de chiffres après lavirgule pour l’affichage des valeurs deposition dans la commande. L’objet estuniquement disponible comme conte�neur de données. Le firmware n’exécuteplus d’analyse supplémentaire.

0x608A position_dimension_index Indique l’unité pour l’affichage des va�leurs de position dans la commande.L’objet est uniquement disponiblecomme conteneur de données. Le firmware n’exécute plus d’analyse supplémentaire.



Identifier SignificationNom

0x608B velocity_notation_index Indique le nombre de chiffres après lavirgule pour l’affichage des valeurs devitesse dans la commande. L’objet estuniquement disponible comme conte�neur de données. Le firmware n’exécuteplus d’analyse supplémentaire.

0x608C velocity_dimension_index Indique l’unité pour l’affichage des va�leurs de vitesse dans la commande.L’objet est uniquement disponiblecomme conteneur de données. Le firmware n’exécute plus d’analyse supplémentaire.

0x608D acceleration_notation_index Indique le nombre de chiffres après lavirgule pour l’affichage des valeurs d’accélération dans la commande. L’objet est uniquement disponiblecomme conteneur de données. Le firmware n’exécute plus d’analyse supplémentaire.

0x608E acceleration_dimension_index Indique l’unité pour l’affichage des va�leurs d’accélération dans la commande.L’objet est uniquement disponiblecomme conteneur de données. Le firmware n’exécute plus d’analyse supplémentaire.



5.2 Profil FHPP

Comme alternative au profil DS301/402, il est égalementpossible d’utiliser le profil FHPP. Tous les objets FHPP figu�rant dans le manuel FHPP pour le contrôleur de moteur detype CMM... peuvent alors être utilisés ici.



Brève présentation FHPP

Pour toutes les tâches de manipulation et de positionnement,Festo a développé un profil de données optimisé, le « FestoHandling and Positioning Profile (FHPP) ». Le FHPP permet une commande et programmation uniquepour les différents systèmes de bus de terrain et contrôleursde Festo.

Il définit pour l’utilisateur d’une manière homogène

� les modes de fonctionnement,

� la structure des données E/S,

� les objets de paramètres et

� la commande séquentielle.

Communication avec le bus de terrain

Sélection d’enregistrement

Accès libre à tous lesparamètres � lecture etécriture

. . .

Ordre direct Paramétrage

Position Vitesse Couple

. . .

1

2

3...

n

>

Fig.�5/6: Principe FHPP



Données de commande et d’état

La communication via le bus de terrain s’effectue par l’in�termédiaire de 8 octets de commande et d’état. Les fonctionset messages d’état nécessaires peuvent être directementécrits et lus.

Sélection d’enregistrement

Le mode de fonctionnement Sélection d’enregistrement per�met d’exécuter des enregistrements de déplacement. A cet effet, lors de la mise en service, des enregistrements dedéplacement sont paramétrés avec le Festo ConfigurationTool, ou appris via le FHPP.

Ordre direct

En mode de fonctionnement direct, les données de déplace�ment essentielles sont transmises directement via les octetsde commande.

� Les positions cibles, les vitesses et les couples peuventêtre déterminés et définis pendant le temps d’exécutionde la commande en fonction de l’état de fonctionnement.

� Aucune limitation par le nombre d’enregistrements dedéplacement.

Paramétrage

Le canal de paramètres permet à l’automate d’accéder à toutes les valeurs de paramètres du contrôleur via le bus deterrain.8 octets de données E/S supplémentaires sont utilisés à ceteffet.



Concept

Un API échange les données suivantes avec le FHPP :

� 8 octets de commande et d’état :

� octets de commande et d’état,

� numéro d’enregistrement ou position de consignedans les données S,

� signal de retour de la position réelle et du numérod’enregistrement dans les données E,

� d’autres valeurs de consigne et réelles en fonction desmodes de fonctionnement,

� en cas de besoin, 8 octets E et 8 octets S supplémentairespour paramétrer selon FPC.

Le protocole FHPP prévoit toujours 8 octets E et 8 octets S. Lepremier de ces octets est fixe (les 2 premiers octets dans lesmodes de fonctionnement FHPP sélection d’enregistrement etordre direct). Il reste inchangé dans tous les modes de fonc�tionnement et active la validation du contrôleur et les modesde fonctionnement FHPP. Les autres octets dépendent dumode de fonctionnement FHPP sélectionné. Ils permettent detransmettre d’autres octets de commande ou d’état et desvaleurs de consigne et réelles.

Dans les données cycliques, 8 octets E et 8 octets Ssupplémentaires sont autorisés pour la transmission de pa�ramètres selon le protocole FPC.

Tenez compte, le cas échéant,,des spécifications du maître dubus lors de la représentation de mots et de mots doubles(Intel/Motorola). P. ex. lors de l’envoi via CAN, la représenta�tion s’effectue dans la représentation « little endian » (octetde poids le plus faible en premier).



FHPP avec EtherCAT

Les données FHPP sont réparties pour la communicationEtherCAT resp. dans deux objets de données de processus.Pour la transmission, le protocole CoE est également utilisé.

Objets des données de processus supportés

Mapping fixe des donnéesFHPP

TxPDO 1 FHPP Standarddonnées de commande de 8 octets

TxPDO 2 Canal de paramètres FPCDemande de lecture/d’écrituredes valeurs de paramètres FHPP

RxPDO 1 FHPP Standarddonnées d’état de 8 octets

RxPDO 2 Canal de paramètres FPCTransmission des valeurs de paramètres FHPP

Pour une description détaillée du profil de données FHPP, seréférer au manuel suivant : « Festo Handling and Positioning Profile » P.BE−CMM−FHPP−SW−....



5.3 Machine d’état de communication

Comme dans presque tous les coupleurs de bus de terrainpour contrôleurs de moteur, l’esclave raccordé (ici lecontrôleur de moteur CMMP−AS) doit d’abord être initialisépar le maître avant de pouvoir être utilisé par le maître dansune application. Pour la communication, une machine d’état(Statemachine) qui détermine un processus d’action fixe pourune telle initialisation est définie à cet effet.

Une telle machine d’état est également définie pour l’inter�face EtherCAT. Les changements entre les différents états dela machine doivent alors uniquement avoir lieu entre certainsétats et ils sont toujours initiés par le maître. Un esclave nepeut en aucun cas procéder par lui−même à un changementd’état. Les différents états et les changements d’état auto�risés sont décrits dans les figures et tableaux suivants.

Etat Description

Power ON L’appareil a été mis en marche. Il s’initialise seul et commute directement à l’état « Init. ».

Init Dans cet état, le bus de terrain EtherCAT est synchronisé par le maître. Celacomprend également la configuration de la communication asynchroneentre le maître et l’esclave (protocole du télégramme de la boîte aux lettres électronique). Aucune communication directe entre le maître etl’esclave n’est encore établie.La configuration démarre, le chargement des valeurs enregistrées est encours. Une fois tous les appareils raccordés au bus et configurés, l’appareilpasse à l’état « Pre−Operational ».

Pre−Operational Dans cet état, la communication asynchrone entre le maître et l’esclave estactive. Cet état est utilisé par le maître afin de configurer une communica�tion cyclique possible via les PDO et de procéder aux paramétrages néces�saires via la communication acyclique. Si cet état est exécuté sans erreur, le maître passera à l’état « Safe−Opera�tional ».



Etat Description

Safe−Operational Cet état est utilisé pour garantir la sécurité de tous les appareils raccordésau bus EtherCAT. L’esclave envoie alors les valeurs réelles actuelles aumaître, mais ignore les nouvelles valeurs de consigne du maître et utilise àla place les valeurs sûres par défaut.Si cet état est exécuté sans erreur, le maître passera à l’état «� Operatio �nal�».

Operational Dans cet état, la communication acyclique ainsi que la communicationcyclique sont actives. Le maître et l’esclave échangent les données desvaleurs réelles et de consigne. Dans cet état, le CMMP−AS peut être libéréet déplacé via le protocole CoE.

Entre les différents états de la machine d’état de communi−cation, sont uniquement autorisées les transitions selonFig.�5/7 :

Init

Pre−Operational

Safe−Operational

Operational

(OI)

(OS)(SO)

(SI)

(PS)

(OP)

(PI)(IP)

(SP)

Fig.�5/7: Machine d’état de communication

Les transitions sont décrites en détail dans le tableau suivant.



Transition d’état Etat

IP Démarrage de la communication acyclique (protocole du télégramme de laboîte aux lettres électronique)

PI Arrêt de la communication acyclique (protocole du télégramme de la boîteaux lettres électronique)

PS Start Inputs Update : Démarrage de la communication cyclique (protocole dutélégramme des données de processus). L’esclave envoie les valeurs réellesau maître. L’esclave ignore les valeurs de consigne du maître et utilise lesvaleurs par défaut internes.

SP Stop Input Update : Arrêt de la communication cyclique (protocole du télé�gramme des données de processus). L’esclave n’envoie plus de valeurs réelles au maître.

SO Start Output Update : L’esclave analyse les valeurs de consigne actuelles dumaître.

OS Stop Output Update : L’esclave ignore les valeurs de consigne du maître etutilise les valeurs par défaut internes.

OP Stop Output Update, Stop Input Update :Arrêt de la communication cyclique (protocole du télégramme des donnéesde processus). L’esclave n’envoie plus de valeurs réelles au maître et le maître n’envoie plus de valeurs de consigne à l’esclave.

SI Stop Input Update, Stop Mailbox Communication :Arrêt de la communication cyclique (protocole du télégramme des donnéesde processus) et arrêt de la communication acyclique (protocole du télé�gramme de la boîte aux lettres électronique). L’esclave n’envoie plus de valeurs réelles au maître et le maître n’envoie plus de valeurs de consigne à l’esclave.

OI Stop Output Update , Stop Input Update, Stop Mailbox Communication : Arrêt de la communication cyclique (protocole du télégramme des données deprocessus) et arrêt de la communication acyclique (protocole du télégramme dela boîte aux lettres électronique). L’esclave n’envoie plus de valeurs réelles aumaître et le maître n’envoie plus de valeurs de consigne à l’esclave.

Outre les états indiqués ici, l’état « Bootstrap » est spécifiédans la machine d’état EtherCAT. Cet état est destiné à char�ger un nouveau firmware dans l’esclave lorsque le protocoleEtherCAT est en cours.Etant donné qu’avec le contrôleur de moteur CMMP−AS, untéléchargement du firmware est exécuté via l’interfaceRS232, cet état n’est pas implémenté pour le contrôleur demoteur CMMP−AS.



5.3.1 Différences entre les machines d’état de CANopen et EtherCAT

Lors de l’exploitation du CMMP−AS via le protocole CoE Ether�CAT, la machine d’état EtherCAT est utilisée à la place de lamachine d’état CANopen−NMT. Elle se distingue de la ma�chine d’état CANopen sur certains points. Ces différences decomportement sont mentionnées ci−après :

� Pas de transition directe entre Pre−Operational et Power On

� Pas d’état Stopped, mais une transition directe vers l’état INIT

� Etat supplémentaire : Safe−Operational

Le tableau suivant compare les différents états :

EtherCAT State CANopen NMT State

Power ON Power−On (initialisation)

Init Stopped

Safe−Operational −−−

Operational Operational



5.4 SDO−Frame

Toutes les données d’un transfert SDO sont transférées viales SDO−Frames avec CoE. Ces frames sont configurés de lamanière suivante :

6�octets 2�octets 1�octet 2octets 4�octets 1...n�octet1�octet

Mailbox� Header CoE�Header SDO�Control�Byte Index Sous−index Data Data

Mandatory�Header Standard�CANopen�SDO�Frame en�option

Fig.�5/8: SDO−Frame : Structure des télégrammes

Mailbox Header Données pour la communication de la boîte aux lettres élec�tronique (longueur, adresse et type)

CoE Header Identification du service CoE

SDO Control Byte Identification d’une commande de lecture ou d’écriture

Index Index principal de l’objet de communication CANopen

Subindex Sous−index de l’objet de communication CANopen

Data Contenu des données de l’objet de communication CANopen

Data (optional) Données optionnelles supplémentaires. Cette option n’estpas supportée par le contrôleur de moteur CMMP−AS carseuls des objets CANopen standard peuvent être appelés. La taille maximale de ces objets est de 32 bits.

Afin de transférer un objet CANopen standard via un tel SDO−Frame, le CANopen−SDO−Frame proprement dit est emballé ettransmis dans un EtherCAT−SDO−Frame.



Les CANopen−SDO−Frames standard peuvent être utiliséspour :

� Initialisation du téléchargement SDO (Download)

� Téléchargement du segment SDO (Download)

� Initialisation du téléchargement SDO (Upload)

� Téléchargement du segment SDO (Upload)

� Interruption du transfert SDO

� SDO upload expedited request

� SDO upload expedited response

� SDO upload segmented request (max. 1 segment avec 4 octets de données utiles)

� SDO upload segmented response (max. 1 segment avec 4 octets de données utiles)

Tous les types de transferts indiqués ci−dessus sont suppor�tés par le contrôleur de moteur CMMP−AS.Etant donné qu’en cas d’utilisation de l’implémentation CoEdu CMMP−AS, seuls les objets CANopen standard dont lataille est limitée à 32 bits (4 octets) peuvent être appelés, lestypes de transfert seront uniquement supportés jusqu’à unelongueur de données maximale de 32 bits (4 octets).



5.5 PDO−Frame

Les Process Data Objects (PDO) servent au transfert cycliquedes données de valeurs de consigne et de valeurs réellesentre le maître et l’esclave. Ils doivent être configurés par lemaître avant l’exploitation de l’esclave dans l’état « Pre−Ope�rational ». Ils sont ensuite transmis dans les PDO−Frames. CesPDO−Frames sont configurés de la manière suivante :

Process�Data Process�Data

1...8�octets 1...n�octet

Standard�CANopen�PDO�Frame en�option

Fig.�5/9: PDO−Frame : Structure des télégrammes

Process Data Contenu des données du PDO (Process Data Object)

Process Data (optional) Contenus optionnels des données de PDO supplémentaires

Afin de transférer un PDO via le protocole CoE EtherCAT, lesPDO Transmit et Receive doivent, en plus de la configurationPDO (PDO Mapping), être affectés à un canal de transmissiondu Sync Manager (voir le chapitre 6.1.1 « Configuration del’interface de communication »). L’échange de données desPDO pour le contrôleur de moteur CMMP−AS a donc exclusi�vement lieu via le protocole du télégramme des données deprocessus EtherCAT.

La transmission des données de processus CANopen (PDO)via la communication acyclique (protocole du télégramme dela boîte aux lettres électronique) n’est pas supportée par lecontrôleur de moteur CMMP−AS.

Etant donné qu’en interne dans le contrôleur de moteurCMMP−AS, toutes les données échangées via le protocole CoEEtherCAT sont directement transmises à l’implémentationCANopen interne, le mapping PDO tel que décrit dans le ma�nuel CANopen « Contrôleur de moteur CMMP−AS » sera éga�lement réalisé. L’image suivante a pour but d’illustrer cetteprocédure :



Index Sub

6TTTh

Object� Contents

6WWWh

6YYYh

6XXXh

6VVVh

6UUUh

6ZZZh

1ZZZh

1ZZZh

1ZZZh

01h

02h

03h

6TTTh�TTh

6UUUh�UUh

6WWWh�WWh

8

16

8

YYh

XXh

WWh

VVh

UUh

TTh

ZZh

Object�A

Object�D

Object�C

Object�B

Object�E

Object�F

Object�G

Mapping�Object

Application�Object

Object�Dictionary

Object A Object B Object D

PDO�Length:�32�bits

PDO1

Fig.�5/10: PDO−Mapping

Grâce à la transmission simple des données reçues via CoEau protocole CANopen implémenté dans CMMP−AS, il estpossible d’utiliser pour les PDO à paramétrer, outre le mapping des objets CANopen, également les « TransmissionTypes » des PDO disponibles pour le CMMP−AS, pour le pro�tocole CAN−open.

Le contrôleur de moteur CMMP−AS supporte également letype de transmission « Sync Message ». Alors que le SyncMessage ne doit pas être envoyé via EtherCAT.

Sont utilisés soit l’arrivée du télégramme, soit l’impulsion desynchronisation du matériel du mécanisme « DistributedClocks (voir ci−dessous) pour la prise en charge des données.Par l’utilisation du module FPGA ESC20, l’interface EtherCATpour CMMP−AS supporte une synchronisation via le méca�nisme de « Distributed Clocks » (horloges distribuées) spé−cifié dans EtherCAT. Le régulateur du courant du contrôleurde moteur CMMP−AS est synchronisé à cette cadence et l’analyse ou l’envoi des PDO configurés correspondants sontexécutés.



Pour de plus amples informations, se référer au manuel CA�Nopen du contrôleur de moteur CMMP−AS.

Le contrôleur de moteur CMMP−AS avec l’interface EtherCATsupporte les fonctions :

� Télégramme PDO−Frame cyclique via le protocole du télé�gramme des données de processus.

� Télégramme PDO−Frame synchrone via le protocole dutélégramme des données de processus.

Le contrôleur de moteur CMMP−AS avec interface EtherCATsupporte quatre Receive−PDO (RxPDO) et quatre Transmit−PDO (TxPDO).



5.6 Error Control

L’implémentation CoE EtherCAT pour le contrôleur de moteurCMMP−AS surveille les états d’erreurs du bus de terrainEtherCAT suivants :

� FPGA n’est pas prêt lors du démarrage du système.

� Une erreur de bus est survenue.

� Une erreur sur le canal de la boîte aux lettres électroniqueest survenue. Les erreurs suivantes sont surveillées ici :

� Un service inconnu fait l’objet d’une demande.

� Un autre protocole que CANopen over EtherCAT (CoE)doit être utilisé.

� Un Sync Manager inconnu est appelé.

Toutes ces erreurs sont définies comme « Error−Codes » pourle contrôleur de moteur CMMP−AS. Si l’une des erreurs sus�mentionnées survient, elle sera transmise à la commande viaun « Standard Emergency Frame ». Voir à ce sujet égalementle chapitre 5.7 « Emergency Frame » et le chapitre 7.1 « Fonc�tions de maintenance et messages d’erreur ».

Le contrôleur de moteur CMMP−AS avec interface EtherCATsupporte la fonction :

� Application Controller transmet en raison d’un événementun numéro de message d’erreur défini (Error−Control−Frame−Telegramm du régulateur).



5.7 Emergency Frame

Les messages d’erreur sont échangés entre le maître et l’esclave via le EtherCAT−CoE−Emergency−Frame. Les CoE−Emergency−Frames servent ainsi directement à la transmis�sion des « Emergency Messages » définis dans CANopen.Comme pour la transmission SDO et PDO, les données destélégrammes CANopen sont également simplement encap�sulées par les CoE−Emergency−Frames.

6�octets 2�octets 1�octet2octets 5�octets 1...n�octet

Mailbox� Header CoE�Header Error�Code Error�Register Data Data

Mandatory�Header Standard�CANopen�Emergency�Frame en�option

Fig.�5/11: Emergency Frame: Structure des télégrammes

Mailbox Header Données pour la communication de la boîte aux lettres élec�tronique (longueur, adresse et type)

CoE Header Identification du service CoE

ErrorCode Code d’erreur des CANopen−EMERGENCY−Message

Error Register Registre d’erreur des CANopen−EMERGENCY−Message

Data Contenu des données des CANopen−EMERGENCY−Message

Data (optional) Données optionnelles supplémentaires. Etant donné quedans l’implémentation CoE pour le contrôleur de moteurCMMP−AS, seuls les Standard−CANopen−Emergency−Framessont supportés, le champ « Data (optional) » n’est pas supporté.

Etant donné qu’une transmission simple des « EmergencyMessages » reçus et envoyés via CoE au protocole CANopenimplémenté dans le contrôleur de moteur a également lieuici, tous les messages d’erreur peuvent être consultés dans lemanuel CANopen du contrôleur de moteur CMMP.



5.8 Adaptation du fichier de description de l’appareil XML

Comme déjà mentionné au chapitre 2.5 « Fichier de descrip�tion XML », chaque appareil est décrit dans EtherCAT à l’aided’un fichier de description des appareils. Ce fichier peut êtreutilisé pour la liaison simple des appareils EtherCAT à la com�mande EtherCAT. Ce fichier contient le paramétrage completde l’esclave, ainsi que le paramétrage du Sync Manager etdes PDO. Pour cette raison, une modification de la configura�tion de l’esclave peut avoir lieu par ce fichier.

Pour le contrôleur de moteur CMMP−AS, Festo a créé un telfichier de description des appareils. Il peut être téléchargésur le site Internet de Festo. Afin de permettre à l’utilisateurd’adapter ce fichier à son application, son contenu est décritici plus précisément.

Dans le fichier de description des appareils disponible, leprofil DS402 ainsi que le profil FHPP sont supportés via desmodules pouvant être sélectionnés séparément.



5.8.1 Structure générale du fichier de description des appareils

Le fichier de description des appareils EtherCAT est conservéen format XML. L’avantage de ce format est qu’il peut être luet édité avec un éditeur de texte standard. Un fichier XMLdécrit alors toujours une arborescence. Dans cette arbores−cence, différentes branches sont définies par des n�uds.Ces�n�uds ont un marquage initial et final. Un n�ud peutcontenir un grand nombre de sous−n�uds.

EXEMPLE : Explication approximative de la structure généraled’un fichier XML :

<car><engine>

<pistons>4</pistons><valves>8</valves><power>78 kW</power>...

</engine><chassis>

<interior>...</interior>...

</chassis>...

</car>

Pour la structure d’un fichier XML, les brèves règles suivantesdoivent être respectées :

� Chaque n�ud a un nom unique.

� Chaque n�ud est ouvert par un <nom de n�ud> et fermépar un </nom de n�ud>.



Le fichier de description des appareils pour le contrôleur demoteur CMMP−AS dans EtherCAT−CoE comprend les sous−points suivants :

Nom du n�ud Signification Adaptable

Vendor Ce n�ud contient le nom et l’ID du fabricant de l’appareilauquel ce fichier de description appartient. Le code binaired’un bitmap est de plus compris avec le logo du fabricant.

non

Description Ce sous−point contient la description de l’appareil avec laconfiguration et l’initialisation.

partielle

Groupe Ce n�ud contient l’affectation de l’appareil à un groupe d’appareils. Ces groupes sont prédéfinis et ne doivent enaucun cas être modifiés par l’utilisateur.

non

Devices Ce sous−point contient la description proprement dite del’appareil.

partielle

Le tableau suivant décrit exclusivement les sous−n�uds dun�ud « Descriptions » qui sont nécessaires au paramétragedu contrôleur de moteur CMMP−AS dans CoE. Tous les autresn�uds sont fixes et ne doivent en aucun cas être modifiéspar l’utilisateur.


RxPDO Fixed=... Ce n�ud contient le PDO−Mapping et l’affectation du PDO auSync Manager pour les Receive−PDO.

oui

TxPDO Fixed=... Ce n�ud contient le PDO−Mapping et l’affectation du PDO auSync Manager pour les Transmit−PDO.

oui

Mailbox Ce n�ud permet de définir les commandes qui sont trans−mises par le maître lors de la transition de la phase « Pre−Operational » à « Operational » via le transfert SDO àl’esclave.

oui



Puisque pour l’utilisateur, pour l’adaptation du fichier dedescription des appareils, seuls les n�uds du tableau au−dessus sont importants, ils seront décrits de manièredétaillée dans les chapitres suivants. Le contenu restant dufichier de description des appareils est fixe et ne doit en au�cun cas être modifié par l’utilisateur.

AttentionSi des modifications au niveau d’autres n�uds et conte�nus que les n�uds RxPDO, TxPDO et boîte aux lettres élec�tronique doivent être effectuées dans le fichier de descrip�tion des appareils, un fonctionnement parfait de l’appareilne pourra plus être garanti.

5.8.2 Configuration Receive−PDO dans le n�ud RxPDO

Le n�ud RxPDO sert à la détermination du mapping pour lesReceive−PDO et leur affectation à un canal du Sync Manager.Une entrée typique dans le fichier de description des appa�reils pour le contrôleur de moteur CMMP−AS peut être saisiede la manière suivante :

<RxPDO Fixed="1" Sm="2"><Index>#x1600</Index><Name>Outputs</Name><Entry>

<Index>#x6040</Index><SubIndex>0</SubIndex><BitLen>16</BitLen><Name>Controlword</Name><DataType>UINT</DataType>

</Entry><Entry>

<Index>#x6060</Index><SubIndex>0</SubIndex><BitLen>8</BitLen><Name>Mode_Of_Operation</Name><DataType>USINT</DataType>

</Entry></RxPDO>



Comme on peut le voir dans l’exemple ci−dessus, le mappingcomplet du Receive PDO dans une telle entrée est décrit endétail. Le premier grand bloc indique le numéro d’objet duPDO et son type. Suit alors une liste de tous les objets CANopen devant être mappés dans le PDO.

Les différentes entrées sont décrites plus précisément dans le tableau suivant :


RxPDO Fixed="1" Sm="2"

Ce n�ud décrit directement la qualité du Receive−PDO et sonaffectation au Sync Manager. L’entrée Fixed="1" indique quele mapping de l’objet ne peut pas être modifié. L’entréeSm="2" indique que le PDO doit être affecté au canal Sync 2du Sync Manager.

non

Index Cette entrée contient le numéro d’objet du PDO. Le premierReceive−PDO est configuré ici sous le numéro d’objet 0x1600.

oui

Nom Le nom indique s’il s’agit pour ce PDO d’un Receive−PDO(Outputs) ou d’un Transmit−PDO (Inputs).Pour un Receive PDO, cette valeur doit toujours être définiesur « Output ».

non

Entry Le n�ud Entry contient respectivement un objet CANopen quidoit être mappé dans le PDO. Un n�ud Entry contient l’indexet le sous−index de l’objet CANopen à mapper, ainsi que sonnom et le type de données.

oui



L’ordre et le mapping des différents objets CANopen pour lePDO correspondent à l’ordre dans lequel ils sont indiqués viales entrées « Entry » dans le fichier de description des appa�reils. Les différents sous−points d’un n�ud « Entry » sontindiqués dans le tableau suivant :


Index Cette entrée indique l’index de l’objet CANopen qui doit êtremappé dans le PDO.

oui

Sous−index Cette entrée indique le sous−index de l’objet CAN−open quidoit être mappé.

oui

BitLen Cette entrée indique la taille en bits de l’objet à mapper.Cette entrée doit toujours correspondre au type d’objet quidoit être mappé. Autorisés : 8 bits/16 bits/32 bits.

oui

Nom Cette entrée indique le nom de l’objet qui doit être mappésous forme de chaîne.

oui

Data Type Cette entrée indique le type de données de l’objet qui doitêtre mappé. Pour les différents objets CANopen, se référer au

manuel CANopen pour le contrôleur de moteur CMMP.

oui

5.8.3 Configuration Transmit−PDO dans le n�ud TxPDO

Le n�ud TxPDO sert à la détermination du mapping pour lesTransmit−PDO et leur affectation à un canal du Sync Manager.La configuration correspond à celle du Receive−PDO figurantau paragraphe 5.8.2 « Configuration Receive−PDO dans len�ud RxPDO » à la différence que le n�ud « Name » du PDOdoit être défini sur « Inputs », à la place de « Outputs ».



5.8.4 Commandes d’initialisation via le n�ud « Boîte aux lettresélectroniques »

Le n�ud « Boîte aux lettres électronique » dans le fichier dedescription des appareils sert à la description des objets CA�Nopen par le maître dans l’esclave, lors de la phase d’initiali�sation. Les commandes et les objets qui doivent y être décritssont définis par des entrées spécifiques. La transition de laphase à laquelle cette valeur doit être décrite est définie dansces entrées. En outre, une telle entrée contient le numérod’objet CAN−open (index et sous−index), ainsi que la valeurdes données qui doit être écrite et un commentaire.

Une entrée typique se présente de la manière suivante :

<InitCmd><Transition>PS</Transition><Index#x6060</Index><SubIndex>0</SubIndex><Data>03</Data><Comment>velocity mode</Comment>

</InitCmd>

Dans l’exemple ci−dessus, dans la transition de l’état PS « Pre−Operational » vers « Safe Operational », le mode defonctionnement est activé dans l’objet CAN−open « mo�des_of_operation » sur « Réglage de vitesse ». Les différentssous−n�uds ont la signification suivante :


Transition Nom de la transition d’état à l’apparition de laquelle cettecommande doit être exécutée (voir à ce sujet le chapitre 6.2 « Machine d’état de communikation »)

oui

Index Index de l’objet CANopen à écrire oui

Sous−index Sous−index de l’objet CANopen à écrire oui

Data Valeur des données devant être écrite, comme valeur hexadécimale

oui

Comment Commentaire concernant cette commande oui



AttentionCertaines entrées dans cette section sont déjà prédéfiniesdans un fichier de description des appareils pour le con−trôleur de moteur CMMP−AS. Ces entrées doivent êtreconservées et ne doivent en aucun cas être modifiées parl’utilisateur.



5.9 Synchronisation (Distributed Clocks)

La synchronisation temporelle est réalisée avec EtherCAT viades horloges appelées « horloges distribuées » (DistributedClocks). Chaque esclave EtherCAT contient une horloge tempsréel qui est synchronisée par le maître dans tous les esclaves,lors de la phase d’initialisation. Ensuite, les horloges serontréajustées dans tous les esclaves lors du fonctionnement.

Ainsi, l’ensemble du système dispose d’une base de tempsunique sur laquelle les différents esclaves peuvent se synchroniser. Les télégrammes Sync prévus à cet effet dansCANopen sont supprimés dans CoE.

Le FPGA ESC20 utilisé dans le contrôleur de moteur CMMP−AS supporte les Distributed Clocks. Une synchronisation tem�porelle très précise peut ainsi être effectuée. La durée decycle du EtherCAT−Frame doit correspondre exactement à ladurée de cycle tp de l’interpolateur interne au régulateur. Lecas échéant, la durée de l’interpolateur doit être adaptée vial’objet contenu dans le fichier de description des appareils.

Dans l’implémentation actuelle, il est cependant égalementpossible d’atteindre sans Distributed Clocks une reprise syn�chrone des données PDO et une synchronisation de la PLLinterne au régulateur sur le cadre de données synchrone duEtherCAT−Frame. L’arrivée du EtherCAT−Frame est utiliséecomme base de temps par le firmware.

Sont applicables les restrictions suivantes :

� Le maître doit pouvoir envoyer les EtherCAT−Frames avecune gigue très faible.

� La durée de cycle du EtherCAT−Frame doit correspondreexactement à la durée de cycle tp de l’interpolateur interne au régulateur.

� L’Ethernet doit être exclusivement disponible pour leEtherCAT−Frame. Le cas échéant, les autres télégrammesdoivent être synchronisés sur la trame et ne doivent enaucun cas bloquer le bus.

Mise en service


Chapitre 6

6. Mise en service


Table des matières

6. Mise en service 6−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.1 Introduction 6−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.2 Conditions préalables 6−4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.3 Remarque importante 6−5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.4 Etape par étape 6−6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.4.1 Configuration avec l’outil FCT 6−6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.5 Configuration sur un API Beckhoff 6−9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.5.1 Configuration des données de processus 6−13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Mise en service


6.1 Introduction

Ce chapitre a pour objectif de vous montrer à titre d’exemplecomment configurer un CMMP−AS afin de l’exploiter à un APIBeckhoff dans un réseau de communication EtherCAT.

Pour le paramétrage à titre d’exemple, les composants sui�vants sont utilisés :

� CMMP−AS−C2−3A : servocontrôleur

� CAMC−EC : module EtherCAT pour le CMMP−AS

� EMMS−AS−55−S−TS : servomoteur

� Beckhoff CX1020−0113 : API Beckhoff

� Beckhoff CX1100−0004 : bloc d’alimentation Beckhoffpour API

� Beckhoff EK1110 : module d’extension EtherCAT Beckhoff

� câble Patch Ethernet CAT5e

6. Mise en service


6.2 Conditions préalables

� PC avec Windows 2000/XP/Vista

� FCT−Framework installé (version 1.1.5.120)

� FCT−Plugin installé pour CMMP−AS (version 1.2.0.5xx)

� Beckhoff TwinCAT installé (testé avec TwinCAT v2.10.0Build 1340)

� Fichier de description XML pour le CMMP−AS

� CMMP−AS−...* servocontrôleur

� EMMS−AS−... * servomoteur avec NEBM−...* câble de moteur et de codeur

� Module EtherCAT CAMC−EC

� Bloc d’alimentation 24 V CC

� Câble pour l’alimentation en puissance *

*) Composants en fonction de l’application

6. Mise en service


6.3 Remarque importante

Assurez−vous que la version 2.10 (Build 1328) au minimumest disponible sur le système cible (API) ! Dans le cascontraire, le téléchargement automatique de la configurationPDO ne fonctionnera pas.

Pour trouver la version la plus récente pour votre API, veuillezvous adresser à l’assistance technique de Beckhoff ou re�chercher sur la page Internet ftp://ftp.beckhoff.com/Software/embPC−Control/

6. Mise en service


6.4 Etape par étape

Raccordez le servomoteur (EMMS−AS−...) à l’aide du câble demoteur/codeur (NEBM−...) au servocontrôleur (CMMP−AS−)comme décrit dans les manuels correspondants. Insérez lemodule EtherCAT (CAMC−EC) dans l’emplacement Ext−2 duCMMP−AS, comme indiqué dans la description.

6.4.1 Configuration avec l’outil FCT

Seules les étapes concernant directement le bus de terrainEtherCAT sont décrites ici. Lancez le FCT et créez un nouveauprojet. Si des versions plus anciennes du CMMP−AS sont dis�ponibles sur votre ordinateur, veillez à sélectionner la versionV 1.2.0 pour le nouveau projet !

Fig.�6/12: FCT 1

6. Mise en service


A la page « Configuration », dans le compartiment d’options�2, sélectionnez le « CAMC−EC : EtherCAT ».

Fig.�6/13: FCT 2

A la page « Application Data », l’interface de commandeEtherCAT est sélectionnée automatiquement et ne peut pasêtre modifiée.

A la page « Fieldbus », vous pouvez régler le profil de don�nées souhaité (CANopen DS402 ou Festo FHPP). Dans le second onglet de la page du bus de terrain, vous pouvez enoutre activer le « Factor Group ». Les valeurs d’accélération,de vitesse et de position sont alors converties en unités nor�males. Si cette option n’est pas activée, toutes les valeursseront indiquées ou lues en incréments.

Fig.�6/14: FCT 3

6. Mise en service


Une fois tous les paramètres nécessaires à l’application con−figurés, effectuez un téléchargement. Les données du FCTseront alors transmises au CMMP−AS. Cliquez ensuite sur«�Save » afin de sauvegarder de manière durable dans l’ap �pareil les données transmises à l’instant. Coupez alors l’ali�mentation électrique de l’unité logique (24 V) et rétablissez−laafin d’exécuter un reboot.

6. Mise en service


6.5 Configuration sur un API Beckhoff

Ce point décrit uniquement la liaison côté matériel du CMMPà l’API Beckhoff. Cela signifie qu’un programme d’applicationdevra être créé avec « TwinCAT PLC Control » avant d’exécu�ter toutes ces étapes.

Avant de démarrer, copiez le fichier de description de l’appa�reil XML (Festo_CMMP−AS_Vx.xml) dans le dossier d’instal−lation du logiciel TwinCAT. Ce dernier est généralement « C:\TwinCAT\Io\EtherCAT\ ».

A présent, démarrez le TwinCAT−System−Manager et créez unenouvelle configuration. Cliquez dans la configuration SYSTEMsur le bouton « Choose Target System » afin de sélectionnerl’API qui représente le maître EtherCAT.

Fig.�6/15: TwinCAT 1

6. Mise en service


Cliquez ensuite sur le bouton droit de la souris sur le point « PLC−Configuration » pour lire le programme d’application.

Fig.�6/16: TwinCAT 2

Lancez à présent l’API dans le mode de configuration.

Fig.�6/17: Mode de configuration 1

6. Mise en service


Une fois l’API lancé dans le mode de configuration, cliquezavec le bouton droit de la souris sur « I/O Devices » afin delancer la recherche de tous les appareils raccordés à l’API (p. ex. maître de bus de terrain).

Fig.�6/18: Mode de configuration 2

Une fois le scan terminé, une fenêtre d’aperçu de tous lesappareils trouvés apparaît.

Fig.�6/19: Vue d’ensemble des appareils détectés

6. Mise en service


Le dialogue suivant demande si la recherche doit concernerles abonnés qui sont connectés aux appareils détectés aupa�ravant. Confirmez ici en cliquant sur oui puis le/les CMMP−ASraccordés devraient apparaître sous l’appareil « EtherCAT ».

Fig.�6/20: CMMP−AS dans EtherCAT

6. Mise en service


6.5.1 Configuration des données de processus

Festo FHPP

Dans la liste, sélectionnez le CMMP−AS qui doit être exploitévia le profil FHPP puis passez à l’onglet « Process Data ».

Fig.�6/21: Données de processus

Dans les paramètres par défaut du fichier de description desappareils XML, le module 0x0001 dans l’affectation PDO estactivé pour le canal Output et le module 0x0010 dans l’affec�tation PDO est activé pour le canal Input du Sync Manager.Ces modules (0x0001 et 0x0010) permettent l’exploitation duCMMP−AS via FHPP.

Si vous souhaitez également utiliser le FPC (Festo ParameterChannel) afin de pouvoir modifier des paramètres supplé�mentaires pour une exploitation ultérieure, vous devez acti�ver en outre le module 0x0002 dans le canal Output et le module 0x0010 dans le canal Input du Sync Manager.

Ne modifiez pas les paramètres dans le champ « Download »(PDO Assignment activée, PDO Configuration désactivée).

Reliez ensuite les variables actives avec les variables du pro�gramme API intégré auparavant.

6. Mise en service


Fig.�6/22: Affectation des variables

CANopen DS402

Dans la liste, sélectionnez le CMMP−AS qui doit être exploitévia le profil CAN−open DS402 puis passez à l’onglet « ProcessData ».

Fig.�6/23: Données de processus

6. Mise en service


Puisque les modules pour FHPP sont activés automatique�ment dans les paramètres par défaut du fichier de descriptiondes appareils XML, vous devez à présent exécuter les modifi�cations dans l’affectation PDO afin d’activer les modules pourl’exploitation DS402.

Désactivez également le module 0x0001 dans l’affectationPDO du canal Output et le module 0x0010 dans le canal Inputdu Sync Manager.

Les modules 0x1600 et 0x1601 pour le canal Output ainsi queles modules 0x1A00 et 0x1A01 pour le canal Input peuvent àprésent être activés. Les modules pour FHPP sont ainsi blo�qués afin d’éviter des problèmes d’incohérence de données.

Fig.�6/24: Affectation PDO 1

Il est en outre absolument nécessaire de modifier les para−mètres dans le champ « Download » afin que le télé−chargement automatique des données PDO soit exécuté(PDO Assignment activée, PDO Configuration activée).

Fig.�6/25: Affectation PDO 2

6. Mise en service


Reliez ensuite les variables actives avec les variables du pro�gramme API intégré auparavant.

Fig.�6/26: Affectation des variables

Fonctions de maintenance et messages d’erreur


Chapitre 7

7. Fonctions de maintenance et messages d’erreur


Table des matières

7. Fonctions de maintenance et messages d’erreur 7−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.1 Messages de mode de fonctionnement et d’erreur 7−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.1.1 Messages d’erreurs 7−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



7.1 Messages de mode de fonctionnement et d’erreur

7.1.1 Messages d’erreurs

Lorsqu’une erreur survient, le contrôleur de moteur CMMP−AS affiche un message d’erreur dans le logiciel deparamétrage.

Vous trouverez de plus amples informations sur les messagesd’erreur dans le manuel d’utilisation.

Les messages d’erreur spécifiques à EtherCAT sont résumésdans le tableau suivant :

Message d’erreur

Signification Mesures

62−0 EtherCAT − Erreur bus générale Activer le maître EtherCAT. Vérifier lecâblage.

62−1 EtherCAT − Puce ESC non détectée Erreur du matériel : contacter le support technique.

62−2 Erreur de protocole EtherCAT, pas deCoE

Protocole erroné. Câblage de busEtherCAT défaillant.

62−3 Erreur de protocole EtherCAT, RPDOSM2 Longueur incorrecte

Contrôler la configuration RPDO duCMMP et de la commande

62−4 Erreur de protocole EtherCAT, TPDOSM3 Longueur incorrecte

Contrôler la configuration TPDO duCMMP et de la commande.

62−5 EtherCAT − Transmission synchrone incorrecte

Contrôler la configuration du maître.La transmission synchrone n’est passtable.

63−0 Absence de puce EtherCAT−ESC20 Erreur du matériel : Veuillez contacterle support technique.

63−1 Données incorrectes sur le bus EtherCAT

Contrôler le câblage.



Message d’erreur

MesuresSignification

63−2 Les données TPDO n’ont pas été lues. Les données sont envoyées plus rapi�dement que le contrôleur de moteurpeut les traiter. Réduisez la durée decycle sur le bus EtherCAT.

63−3 Lors du lancement de l’EtherCAT, aucun Hardware−SYNC (DistributedClocks) n’a été détecté. Le firmware se synchronise à présent sur l’EtherCAT−Frame.

Le cas échéant, vérifier si le maîtresupporte la caractéristique « Distributed Clocks ».Dans le cas contraire :S’assurer que les EtherCAT−Frames ne soient pas perturbés par d’autresFrames, en cas d’utilisation du « interpolated position mode ».

Tab.�7/7: Messages d’erreurs

Annexe technique

A−1Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Annexe A

A. Annexe technique

A−2 Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

Table des matières

B. Annexe technique A−1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

A.1 Caractéristiques techniques A−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

A. Annexe technique

A−3Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR fr 0912NH

A.1 Caractéristiques techniques

Plage Valeurs

Plage de température de stockage −25 °C à +75 °C

Plage de température de service 0 °C à 50 °C

Humidité de l’air 0 ... 90 %, sans dégel

Altitude d’installation jusqu’à 1 000 m au−dessus du niveau de la mer

Dimensions hors tout (L x l x H) env. 92 x 65 x 19 mm

Poids env. 55 g

Emplacement Uniquement le compartiment d’options Ext2

Interface EtherCAT, niveau de signal 0 ... 2,5 V CC

Interface EtherCAT, tension différentielle 1,9 ... 2,1 V CC

EtherCAT pour contrôleur de moteur CMMP−AS · 2020-03-06 · X Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR...

Documents

Transcript of EtherCAT pour contrôleur de moteur CMMP−AS · 2020-03-06 · X Festo P.BE−CMMX−EC−SW−FR...