CKD ECRシリーズ EtherCAT仕様 ユーザーマニュアル

取扱説明書
取扱説明書
電動アクチュエータ
ECR(コントローラ)
EtherCAT 仕様
SM-A10618/2
製品をご使用になる前に、本取扱説明書を必ずお読みください。
特に安全に関する記述は、注意深くお読みください。
本取扱説明書は必要なときにすぐ取出して読めるように、大切に保管してください。
SM-A10618/2 はじめに
i 2019-10-23
はじめに
このたびは、当社の電動アクチュエータ用コントローラ「ECRをお買求めいただきまして、誠にありがとうござ
います。本取扱説明書は本製品の性能を十分に発揮させるために、取付、使用方法などの基本的な事項を記
載したものです。よくお読みいただき、正しくご使用ください。
なお、本取扱説明書は紛失しないように、大切に保管してください。
本取扱説明書に記載の仕様、外観は、将来予告なく変更することがあります。
SM-A10618/2 安全にご使用いただくために
ii 2019-10-23
安全にご使用いただくために
本製品を使用した装置を設計、製作する場合は、安全な装置を製作する義務があります。そのためには、装置
の機械機構とこれを電気制御するシステムの安全性が確保できることを確認してください。
当社製品を安全にご使用いただくためには、製品の選定、使用、取扱い、保全管理を適切に行うことが重要で
す。
装置の安全性確保のために、本取扱説明書に記載の警告、注意事項を必ずお守りください。
本製品にはさまざまな安全策を実施していますが、お客様の誤った取扱いによって事故につながる場合があ
ます。そのようなことがないためにも、
必ず本取扱説明書を熟読し、内容を十分に理解したうえでご使用ください。
注意事項は危害、損害の大きさと発生の可能性の程度を明示するために、「危険」「警告」「注意」の 3つに区
分されています。
危険
誤っ取扱いをすと、人が死亡る、または重傷を負う危険が差迫って発生す
ることが想定されるもの。
警告
誤っいをと、人が、またはを負可能想定れる
の。
注意
誤った取扱いをすると、人が傷害を負う、または物的損害が発生する可能性が想
定されるもの。
なお、「注意」に記載した事項でも、状況によっては重大な結果に結び付く可能性があります。
いずれも重要な内容を記載しているため、必ずお守りください
その他、一般的な注意事項や使用上のヒントを以下のアイコンで記載しています。
一般的な注意事項や使用上のヒントを表します。
SM-A10618/2 安全にご使用いただくために
iii 2019-10-23
製品に関する注意事
廃棄に関する注意事
SM-A10618/2 目次
iv 2019-10-23
目次
はじめに .............................................................................................................................. i
安全にご使用いただくために ............................................................................................... ii
製品に関する注意事項 .................................................................................................... iii
廃棄に関する注意事項 .................................................................................................... iii
目次 ................................................................................................................................... iv
1. 製品概要 ..................................................................................................................... 1
1.1 製品構成 .............................................................................................................. 1
1.2 システム構成 ........................................................................................................ 2
1.3 コントローラ外 ................................................................................................... 3
1.3.1 外形寸法 ........................................................................................................ 3
1.3.2 通信状態の表示 ............................................................................................. 3
1.4 仕様 ..................................................................................................................... 4
1.4.1 通信仕様 ........................................................................................................ 4
1.5 データ通信 ........................................................................................................... 5
1.5.1 送受信データ .................................................................................................. 5
1.5.2 動作モード ...................................................................................................... 6
2. 取付け ......................................................................................................................... 7
2.1 配線方法 .............................................................................................................. 8
2.1.1 CN5(インターフェースコネクタ)への接続と配 ................................................. 8
2.1.2 その他の接続と配線 ....................................................................................... 9
3. 使用方法 ................................................................................................................... 10
3.1 ESI ファイルによる設定 ...................................................................................... 10
3.2 EtherCAT デバイスの設定 ..................................................................................11
3.3 通信フォーマット ................................................................................................. 12
3.3.1 プロセスデータ .............................................................................................. 13
3.3.2 PIO モードのサイクリックデータ詳細 ............................................................... 24
3.3.3 データ番 .................................................................................................... 33
3.4 データアクセ .................................................................................................... 36
3.5 動作タイムチャート .............................................................................................. 37
3.5.1 サーボ ON .................................................................................................... 37
3.5.2 電源投入時 ................................................................................................... 38
3.5.3 原点復帰動 ............................................................................................... 39
3.5.4 位置決め動 ............................................................................................... 40
3.5.5 モニタ ............................................................................................................ 46
3.5.6 データ読出し ................................................................................................. 47
3.5.7 データ書込み ................................................................................................ 48
4. 保証規定 ................................................................................................................... 49
4.1 保証条件 ............................................................................................................ 49
4.2 保証期間 ............................................................................................................ 49
4.3 特記事項 ............................................................................................................ 49
SM-A10618/2 1. 製品概要
1 2019-10-23
1. 製品概要
本取扱説明書EtherCAT 仕様のコントローラに関する取扱説明書です。
EtherCAT は、ドイBeckhoff Automation GmbH & Co. KG によりライセンスされた特許取得済み技術であり、
登録商標です。
コントローラの外形や取付け、パラメータとポイントデータの説明などパラレI/O 仕様の ECR と重複する内容
や本製品に関連するアクチュエータ、設定ソフトの詳細は下記の取扱説明書を参照してください。
項目
名称
番号
アクチュエータ
電動アクチュエータ
EBS-M シリー(スライダタイプ)
EBR-M シリー(ガイド内蔵形ロッドタイプ)
SM-A11148
電動アクチュエータ
FLSH リーズ
SM-A14266
電動アクチュエータ
FLCR シリーズ
SM-A14445
電動アクチュエータ
FGRC シリーズ
SM-A14448
コントローラ 1
電動アクチュエータ
ECR(コントローラ)
SM-A10615
設定ソフト
電動アクチュエータ
ECR コントローラ用 S-Tools
SM-A11147
1.1 製品構成
名称
数量
1
コントローラ本体
1
2
付属品
電源コネクタ:
DFMC1,5/4-STF-3,5 (PHOENIX CONTACT)
1
SM-A10618/2 1. 製品概要
2 2019-10-23
1.2 システム構成
システム構成の中で弊社より購入可能なものを下記に記載します。
項目
名称
製品名、形番
機器構成
コントローラ
ECRシリー
アクチュエータ
EBS-M/EBR-M/FLSH/FLCR/FGRC シリーズ
モータケーブル
EA-CBLM1-
エンコーダケーブ
EA-CBLE1-
DC24V 電源
EA-PWR-KHNA240F-24
DC48V 電源
EA-PWR-KHNA480F-48
サージプロテクタ
AX-NSF-RAV-781BXZ-4
ノイズフィルタ
AX-NSF-NF2015A-OD
フェライトコア(7 個入り)
EA-NSF-FC01-SET
無償提供
パソコン設定ソフト
S-Tools
EtherCAT
スレー
イーサネットケーブル
イーサネットケーブル
SM-A10618/2 1. 製品概要
3 2019-10-23
1.3 コントローラ外観
1.3.1 外形寸法
外形寸法については、電動アクチュエータ(コントローラ)の取扱説明書(SM-A10615)を参照してください。
1.3.2 通信状態の表示
RUN(緑ラン)
スレーブのステートを示します。
消灯
INIT 状態
点滅
PRE-OPERATION 状態
点滅(瞬間)
SAFE-OPERATION 状態
点滅(高速)
BOOTSTRAP 状態
点灯
OPERATIONL 状態
ERR(赤ランプ)
通信状態を示します。
消灯
通信正常
点滅(2 重瞬間)
通信異常
点灯
WDT エラー
L/A IN(緑ランプ)
IN 側のリンク状態を示します。
消灯
NO LINKNO ACTIVITY
点灯
LINKNO ACTIVITY
点滅(高速)
LINKACTIVITY
L/A OUT(ランプ)
OUT 側のリンク状態を示します。
消灯
NO LINKNO ACTIVITY
点灯
LINKNO ACTIVITY
点滅(高速)
LINKACTIVITY
SM-A10618/2 1. 製品概要
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1.4 仕様
1.4.1 通信仕様
項目
詳細
通信プロトコル
EtherCAT
通信速度
100Mbps
(ファーストイーサネット、全二重)
プロセスデータ
可変 PDO マッピング
最大 PDO データ長
RxPDO64 バイ/TxPDO64 バイト
ステーションエイリアス
065535 (パラメータで設定)
通信ケーブル
イーサネットケーブル
(CAT5e 以上のツストペアケーブル(ルミープと編組の二重遮
)を推奨)
ノードアドレス
マスタが自動割付け
SM-A10618/2 1. 製品概要
5 2019-10-23
1.5 データ通信
データ通信の種類
内容
サイクリック通信
マスタとスレーブの間で周期的に行われる通信です。
プロセスデータ通信のことです。
メッセージ通信
必要な時に PLC など上位機器から、マスタを経由して、スレーブの任
意のデータにアクセスする通信です。
サービスデータとも表現します。
1.5.1 送受信データ
PLC とコントローラ間では下記のデータが送受信されます。(1)(2)(3)のすべてのデータの送受信でサイクリ
ック通信を利用します(メッセージ通信も利用できます)
(1)入出力信号
3.3.1
3.3.2 PIO モードのサイクリックデータ詳細をご参照ください。通信方法については3.4 データアクセスをご
参照ください。
(2)読出しデータと書込みデータ
ポイトデやユパラタのアラム履認をますセスるデにつ
3.3.3 データ番号をご参照ください。送受信するデータについては3.3.1 プロセスデータをご参照ください
通信方法については3.4 データアクセスご参照ください。
(3)モニタ
位置、速度、電流、アラーム状態モニタを行います。送受信するデータについては3.3.1 プロセスデータ
ご参照ください。通信方法については3.4 データアクセスをご参照ください。
SM-A10618/2 1. 製品概要
6 2019-10-23
1.5.2 動作モード
動作モード(EtherCAT)には以下の 3種類のモードがあります。また PIO ードは動作モード(PIO)の設定に応
じて、以下9種類の設定に変更できます。
PIO モード(略称:PIO)(動作モード(EtherCAT)0)
従来の信号入出力に準拠した制御を行うモードです。
64 点モード(略称B064)(動作モード(PIO)0)
128 点モード(略称:B128)(動作モード(PIO)1)
256 点モード(略称:B256)(動作モード(PIO)2)
512 点モード(略称:B512)(動作モード(PIO)3)
・教示 64 点モード(称:T064)(動作モード(PIO)4)
・簡易 7点モード(略称S007)(動作モード(PIO)5)
・電磁弁モード ブル 2位置タイ(略称:VW2P)(動作モード(PIO)6)
・電磁弁モード ブル 3位置タイ(略称:VW3P)(動作モード(PIO)7)
・電磁弁モード ングルタイプ(略称:VSGL)(動作モード(PIO)8)
PIO モードに設定した場合PLC とコントローラ間では入出力信号のみ送受信されます。
簡易直値モード(略称:SDP)(動作モード(EtherCAT)1)
ポイント移動または直値移動により制御を行うモードです。
<ポイント移動>
Input signal 直値移動選択を OFF にするとポイント移動となります。
ポイントデータの選択方法は、PIO モードの 512 モードと同じです。
ポイント移動を開始すると、Output signal の直値移動状態は OFF なります。
<直値移動>
Input signal 直値移動選択を ON すると直値移動となります。
簡易直値モードの直値移動では、位置データのみ PLC から入力されている値を使用し、その他のデー
(速度、加速度など)はポイントデータの値を使用し、動作します。
ポイントデータの選択方法は、PIO モードの 512 モードと同じです。
直値移動を開始すると、Output signal の直値移動状態は ON となります。
移動完了時に、Output signal のポイント番号確認ビットはセットされません。
設定済みのポイントデータを元に、位置データのみを変更させたい場合に使用します。
フル直値モード(略称:FDP)(動作モード(EtherCAT)2)
ポイント移動または直値移動により制御を行うモードです。
<ポイント移動>
Input signal 直値移動選択を OFF にするとポイント移動となります。
ポイントデータの選択方法は、PIO モードの 512 モードと同じです。
ポイント移動を開始すると、Output signal の直値移動状態は OFF なります。
<直値移動>
Input signal 直値移動選択を ON すると直値移動となります。
フル直値モードの直値移動では、PLC から入力されているデータ(位置、速度などのポイントデータに相
当するデータ)を使用し、動作します。
直値移動を開始すると、Output signal の直値移動状態は ON となります。
移動完了時に、Output signal のポイント番号確認ビットはセットされません。
SM-A10618/2 2. 取付け
7 2019-10-23
2. 取付け
SM-A10618/2 2. 取付け
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2.1 配線方法
2.1.1 CN5(インターフェースコネクタ)への接続と配線
本取扱説明書では、CN5インターフェースコネクタについてのみ説明します。
EtherCAT は標準のイーサネットケーブルが使用でき、柔軟な配線方法に対応していますが、使用する配線材
や機器、マスタ、ハブなどによって制限を受けます。配線するときは、これらの仕様を理解したうえで実施してく
ださい。詳細はマスタユニットメーカまたは ETG(EtherCAT Technology Group)取扱説明書を参照してくださ
い。
本製品に通信用コネクタは添付されていません。仕様に合った通信用コネクタを別途購入してください。
コネクタ付ケーブル例
メーカ
ケーブル
形式
JMACS 株式会社
産業用イーサネットケーブ
PNET/B-RJB-RJB/***
***:条長、 □: M=メートル C=センチメートル
組立式コネクタ例
メーカ
コネクタ
形式
スリーエムジャパン株式会社
産業用 RJ45 モジュラープラグ
3R104-1110-**0 AM
**:ケース色・カバー色
SM-A10618/2 2. 取付け
9 2019-10-23
通信ケーブルの接続
CN5 に通信ケーブルを接続するときは、以下の手順に従ってください。
1 安全を確認したうえで、通信を停止し、周辺機器の電源を OFF にしま
2 下図を参照し、RJ45 プラグ(EtherCAT の仕様準拠品)EtherCAT 仕様に準拠したケーブルを配線しま
す。ストレートケーブル、クロスケーブルのどちらでも使用できます。
ポート
ピン
信号名
IN/
OUT
1
TD+
送信データ、プラス
2
TD-
送信データ、マイナス
3
RD+
受信データ、プラス
4
未使用
未使用
5
未使用
未使用
6
RD-
受信データ、マイナス
7
未使用
未使用
8
未使用
未使用
2.1.2 その他の接続と配線
その接続法については、電アクュエ(コンロー)の取扱説明書(SM-A10615)を参照してく
い。
SM-A10618/2 3. 使用方法
10 2019-10-23
3. 使用方法
3.1 ESI ファイルによる設定
EtherCAT 機器がネットワークに参加するためには、機器の通信仕様が記載された ESI(EtherCAT Slave
Information)ファイルをマスタユニットの設定ツールにインストールすることが必要です。ESI ファイルのインスト
ール方法は、マスタユニットメーカの取扱説明書を確認してください。また、適切なネットワークを構成するため
に、最新の ESI ファイルを使用してください。
ESI ファイルは弊社ホームペー(https://www.ckd.co.jp/)より入手してください。
<入手先>.
[製品情報]から[機器商][コントローECR]アクスし[フトウェ]ECR シリーESI ファイ
(EtherCAT).zipをダウンロードする。
ESI ファイル】
CKD_ECR_ECAT_20190412.xml
SM-A10618/2 3. 使用方法
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3.2 EtherCAT デバイスの設定
一般的に、PLC 開発ツールなどを使用して、PLC に、本製品のデバイス ID どを設定する必要があります
PLC の設定方法については、PLC 該当マニュアルを参照してください。
コントローラの EtherCAT 設定
S-Tools を使用して、デバイス ID どの変更ができます。
1 S-Tools のメニューから「設定」―「ネットワーク」―「EtherCAT 設定」を選択します。
2 各設定値が設定されていることを確認し、「書込み」を選択します。
<動作モード>
動作モードを設定します。「PIO」、「SDP」、「FDP」から選択します。
<デバイス ID>
デバイス ID を設定します。設定範囲は「0」~「65535」です。
<Station Alias レジスタへのデバイス ID 設定>
「設定する」、「設定しない」を選択します。「設定する」を選択した場合、デバイス IDの値を、デバイス ID
よび Station Alias レジスタの両方に設定します。
SM-A10618/2 3. 使用方法
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3.3 通信フォーマット
PLC とコントローラ間では下記のデータが送受信されます。
入出力信号
下表の項目を送受信することで、パラレル I/O 仕様のコントローラと同様にアクチュエータを操作します。
分類
項目(信号名)
PLC がコントローラへ書込むデータ
(Input signal Input data)
ポイント番号選択ビット n、ポイント移動開始、ポイント番号 n移動開始、電磁弁移動指令 n、原
点復帰開始、サーボ ON INCH
JOG/INCH(+)移動開始、JOG/INCH(-)移動開始、書込み開始、直値移動選択、位置、位置決
め幅、速度、加速度、減速度、押付け電流、押付け速度、押付け距離、モード、ゲイン倍率
PLC がコントローラから読出すデータ
(Output signal Output data)
ポイント番号確認ビット n、ポイント移動完了、ポイント番号 n移動完了、スイッチ n、原点復帰完
了、サーボ ON 状態、移動中、ゾーン 1、ゾーン 2ポイントゾーン、アラーム、ワーニング、運転
準備完了、アラーム確認ビット n、教示状態、書込み完了、直値移動状態
PIO モード選択時はパラレI/O 仕様のコントローラと同じ項目を送受信します。簡易直値モードとフル直値モ
ド選択時直値移動選択値移を選した場合位置」や「速度」などを設定する必要がありま
す。
書込みデータと読出しデータ
下表の項目を操作することで、ポイントデータとパラメータの設定やアラーム履歴の読出しを行います。
分類
項目
PLC がコントローラへ書込むデータ
(Input signal Input data)
データ番号、デーR/W 択、データ要求、書込みデータ
PLC がコントローラから読出すデータ
(Output signal Output data)
データ書込み状態、データ完了、データ応答、読出しデータ、データ(アラーム)
<データを読出す場合>
読出すデータの番号を「データ番号」に設定し、「データ R/W 選択」を 0(出し)にしてから「データ要求」を ON
にすると、「読出しデータ」に「データ番号」で設定した番号のデータが出力されます。
<データを書込む場合>
書込むデータの番号を「データ番号」に設定し、書込む値を「書込みデータ」に設定した後、「データ R/W 択」
1(書込み)にしてから「データ要求」を ON にします。
※データの読出しや書込みが正常に行えたかは「データ応答」と「データ完了」で確認します。
ポイントデータとパラメータの設定やアラーム履歴の読出しは、パソコン設定ソフト(S-Tools)からで
実行できます。PLC から設定できないパラメータに関しては、S-Tools をご使用ください。
モニタ
下表の項目を操作することで、位置や速度、電流、アラームの状態モニタを行います。
分類
項目(信号名)
PLC がコントローラへ書込むデータ
(Input signal Input data)
モニタ番号 n、モニタ要求
PLC がコントローラから読出すデータ
(Output signal Output data)
モニタ応答、モニタ完了、モニタ値 n
「モニタ番号 n」でモニタするデータを選択し、「モニタ要求」を ON すると、「モニタn」に選択したデータの現
在値が出力さます
SM-A10618/2 3. 使用方法
13 2019-10-23
3.3.1 プロセスデータ
下記にプロセスデータとして送受信されるデータのフォーマットを記載します。通信方法については3.4 データ
アクセスおよPLC ーカのマニュアルを参照してください。
Output signalOutput data
PLC がコントローラから読出すデータを設定します。
<PIO モード(作モード:0) 【例】64 点モード(動作モード(PIO)0)>
Index
(16 進数)
Sub
Index
表示名
ビット
項目
(10 進数)
0x2005
0x01
Output signal 1
0
ポイント番号確認ビット 0/
アラーム確認ビット 0
ポイント番号 063
アラーム 015 1
※正常時は移動完了ポイント番号、
異常発生時はアラームがセット
されます。
※ビット 0側が下位 bit、ビット 5側が上
bit を示します。
1
ポイント番号確認ビット 1/
アラーム確認ビット 1
2
ポイント番号確認ビット 2/
アラーム確認ビット 2
3
ポイント番号確認ビット 3/
アラーム確認ビット 3
4
ポイント番号確認ビット 4
5
ポイント番号確認ビット 5
6
ポイントゾーン
0:ゾーン外、1:ゾーン
7
移動中 2
0:停止中、1:移動中
8
ゾーン 1
0:ゾーン外、1:ゾーン
9
ゾーン 2
0:ゾーン外、1:ゾーン
10
ポイント移動完了 2
0:未完了、1:完了
11
原点復帰完了 3
0:未完了、1:完了
12
サーボ ON 状態 3
0OFF 状態、1ON 状態
13
アラーム 3
0:発生中、1:未発生
14
ワーニング 3
0:発生中、1:未発生
15
運転準備完了
0:未完了、1:完了
1631
002
Output signal 2
031
1:アラーム 0~15 16 数でアラームコードの上 1桁を示します。詳細については、取扱説明書(SM-A10615)の” 4.3.6.1 信号名一覧”を
参照してください。またアラームコードについては、取扱説明書(SM-A10615)の” 8.1 アラーム表示と対策”を参照してください。
2:ポイント移動完了と移動中は同時に1(ON)になるタイミングがあります。
3TOOL モードでも、強制出力モードでないときは内容をモニタできます。その他の項目は0(OFF)になります。
・起動時、アラーム信号やワーニング信号をはじめ各信号は PLC との通信確立のステータスなどを確
認のうえ、状態を参照してください。
PIO モード設定時は入出力信号のみ読出すことができます。PLC からポイントデータの設定変更な
どを行うためには、動作モード(EtherCAT)を簡易直値モードまたはフル直値モードに変更してくださ
い。
SM-A10618/2 3. 使用方法
14 2019-10-23
Index
(16 進数)
Sub
Index
表示名
ビット
項目
(10 進数)
0x2007
1
0x01
Output data 1
0x02
Output data 2
0x03
Output data 3
0x04
Output data 4
0x05
Output data 5
0x06
Output data 6
0x07
Output data 7
0x08
Output data 8
0x09
Output data 9
0x0A
Output data 10
00B
Output data 11
0x0C
Output data 12
0x0D
Output data 13
0x0E
Output data 14
1PIO モードでは、機能の割当てがありません。
SM-A10618/2 3. 使用方法
15 2019-10-23
<簡易直値モード(動作モード:1)>
Index
(16 進数)
Sub
Index
表示名
ビット
項目
(10 進数)
0x2005
0x01
Output signal 1
0
ポイント番号確認ビット 0
バイナリデータ
【直値移動のとき
0
【ポイント移動のとき】
され
す。
※ビット 0側が下位 bit、ビット 8側が上
bit を示します。
1
ポイント番号確認ビット 1
2
ポイント番号確認ビット 2
3
ポイント番号確認ビット 3
4
ポイント番号確認ビット 4
5
ポイント番号確認ビット 5
6
ポイント番号確認ビット 6
7
ポイント番号確認ビット 7
8
ポイント番号確認ビット 8
9
10
ポイント移動完了 1
0:未完了、1:完了
11
原点復帰完了 2
0:未完了、1:完了
12
サーボ ON 状態 2
0OFF 状態、1ON 状態
13
アラーム 2
0:発生中、1:未発生
14
ワーニング 2
0:発生中、1:未発生
15
運転準備完了
0:未完了、1:完了
1631
002
Output signal 2
03
データ応答 2
データ読出し、書込み時の実行結果
08
※ビット 0側が下位 bit、ビット 3側が上
bit を示します。
4
データ完了 2
0:未完了、1:完了
5
データ書込み状態
0:読出し、1:書込み
6
7
811
モニタ応答 2
0:正常、1:モニタ番号異常
※ビット 8側が下位 bit、ビット 11 側が上
bit を示します。
12
モニタ完了 2
0:未完了、1:完了
13
14
15
直値移動状態
0:ポイント移動、1:直値移
16
ポイントゾーン
0:ゾーン外、1:ゾーン
17
移動中 1
0:停止中、1:移動中
18
ゾーン 1
0:ゾーン外、1:ゾーン
19
ゾーン 2
0:ゾーン外、1:ゾーン
2031
1:ポイント移動完了と移動中は同時に1(ON)になるタイミングがあります。
2TOOL モードでも、強制出力モードでないときは内容をモニタできます。その他の項目は0(OFF)になります。
起動時、アラーム信号やワーニング信号をはじめ各信号は PLC との通信確立のステータスなどを確
認のうえ、状態を参照してください。
/